釩鈦磁鐵礦分離提取鐵、釩和鈦的方法技術

本發明專利技術公開了一種釩鈦磁鐵礦分離提取鐵、釩和鈦的方法，包括：原礦磁選：釩鈦磁鐵礦經過磁選后獲得鐵釩精礦和尾礦；尾礦分選鈦精礦：所獲得尾礦經浮選獲得鈦精礦；鈦精礦焙燒磁選：鈦精礦經焙燒后進行富鈦除雜磁選；鐵釩精礦精選：將磁選獲得鐵釩精礦再進行一次磁選精選；還原熔煉：將經上述除雜處理獲得的鈦精礦和鐵精礦按照選礦產率比混合，配入還原劑和純堿進行還原鐵、釩熔煉；鈦渣提純：將還原熔煉獲得的鈦渣采用酸浸除雜，獲得含TiO2＞92%的高質量鈦渣產品；生鐵提釩：將還原熔煉獲得的含釩生鐵進行轉爐提釩，獲得半鋼和釩渣。本方法不僅提高了鈦、鐵、釩的利用率，而且獲得了含TiO2＞92%的高鈦渣產品，拓寬了鈦的利用領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種從釩鈦磁鐵礦中分離提取鐵、釩和鈦的方法。
技術介紹
釩鈦磁鐵礦主要分布于加拿大、挪威、芬蘭、新西蘭、南非、印度、俄羅斯、美國和中國，資源總儲量達400億噸，其中我國的儲量近100億噸。但在中國，釩鈦磁鐵礦儲量的90% 以上又集中于我國西部的攀西地區。攀西地區是指我國四川攀枝花-西昌地區。攀西釩鈦磁鐵礦是我國著名的特大型釩、鈦、鐵共生礦資源，鈦、釩、鐵為主要價值元素，礦產資源不僅種類繁多，產地集中(96% 集中于攀枝花、白馬、紅格、太和四大礦區)，而且賦存條件好，綜合利用價值高。礦區內已探明的釩鈦磁鐵礦儲量57. 6億噸，占全國鐵礦石儲量的12. 2%，僅次于遼寧省鞍本鐵礦而位居第2位。此外還探明了表外礦(15 20%鐵)的釩鈦磁鐵礦40. 89億噸，其中部分表外礦含鈦較高，工業利用價值大。釩鈦磁鐵礦除含鐵以外，還共生有釩、鈦、鉻、鈷、鎳等具有戰略意義的金屬。它們的含量大都達到了工業綜合利用指標，蘊藏量大，回收價值高。國外對釩鈦磁鐵礦的分離技術主要采用傳統的破碎磨礦一弱磁選鐵一浮選選鈦工藝技術。由于各國礦石性質不一樣，選礦產品也各不相同。有的只選鐵而不選鈦，其鐵品位為TFe彡55% ；有的只選鈦而不選鐵，鈦精礦的品位為Ti0242 45%。由于各國的釩鐵精礦物質組成不同，特別是主要有益金屬元素含量不同，其分離提取技術各異。新西蘭采用回轉窯預還原一電爐煉鐵一鐵水提釩，只回收鐵、釩，電爐渣含Ti0228 32%，沒有回收利用鈦；南非也是采用回轉窯一電爐流程，也只回收鐵、釩，電爐渣含Ti0230%左右，也沒有回收利用鈦；俄羅斯、中國的攀鋼和承鋼均采用高爐冶煉一轉爐煉鋼提釩工藝流程，回收了鐵和釩，高爐渣的鈦也沒有回收利用。目前，攀西釩鈦磁鐵礦主要開發利用了鐵品位相對最高的攀枝花礦和太和礦，現生產主要開采利用的礦石鐵品位為TFe30 31%，生產流程為原礦一磁選一鐵(釩)精礦一高爐煉鐵(簡稱高爐流程)，并對選鐵尾礦進行鈦的選礦富集，獲得含TiO2約47%的鈦精礦。 生產流程以鐵的利用為主，附帶回收釩、鈦等有價金屬。主要金屬的利用情況鐵的總回收率76. 78%，釩46. 58%，鈦14%，銅、鈷、鎳等有價金屬也有少量回收。在攀西地區的釩鈦磁鐵礦資源中，經濟價值最高者是鈦，其次為釩，鐵位于第三。在攀西釩鈦磁鐵礦利用現行生產流程中，鐵、釩的回收率雖達到了較好水平，而經濟價值遠高于鐵的鈦，其總回收率僅為14% 左右，這與鈦在資源中的價值地位極不相稱，其主要原因是占原礦大于50%的鈦進入鐵精礦，最終存在于高爐煉鐵渣(含Ti0220% 30%)中而難以利用。針對現流程存在的問題，國內主要做了兩個方面的研究工作，一是完善現流程。即對現流程高爐煉鐵產生的含鈦(含Ti0220% 30%)爐渣開展利用技術研究；二是開發新流程，根據資源特點，開展新的利用工藝技術研究，以期提高鐵、釩、鈦三個主要金屬的回收利用率。自從攀枝花鋼鐵公司投產以來，我國科技工作者就對高爐法產生的含鈦高爐渣利用做了大量研究工作，通過40年的攻關研究，取得了一些突破和研究成果，主要技術途徑有生產建材水泥、制取硅鈦復合合金或其他功能材料、高溫碳化-低溫氯化制取TiCl4、含鈦組分富集-分選、酸浸法制取鈦白粉等。但在推廣應用時，尚存一定技術經濟難題，未能實現 工業化。至今含鈦高爐渣的利用仍是一個亟待解決的技術難題。新工藝的開發尚處于研究階段，其工作重點主要是圍繞提高鈦的利用率展開的， 研究思路是如何利用鐵精礦中的鈦。目前主要研究技術路線是鐵精礦一直接還原鐵一磁選分離鐵或電爐熔分鐵一鈦渣(簡稱直接還原流程)。直接還原是以煤或煤氣為還原劑，在 1250°C左右，采用轉底爐或回轉窯、豎爐還原鐵精礦，然后磁選分離金屬鐵或電爐熔分鐵獲得鈦渣，該工藝技術已在攀枝花鋼鐵公司和四川龍蟒集團建立試驗生產示范線。在此工藝中，由于直接還原溫度較高，鐵精礦中低熔點物質的熔化，易在還原設備中粘附爐壁，使得回轉窯、豎爐等設備的使用受到限制，雖然采用轉底爐可解決爐料粘壁問題，但存在鐵還原率不高，渣鐵磁選分離不徹底，磁選獲得的金屬鐵產品、鈦渣產品純度不高等問題，采用電爐熔分渣鐵，渣鐵分離較好，但同樣存在鈦渣產品質量較差(TiO2 < 50%)的問題，增大了后續工序提取鈦的經濟成本和技術難度。
技術實現思路
為解決上述在釩鈦磁鐵礦開發利用現流程中，無論是高爐流程還是直接還原流程，鐵、釩分離提取后獲得的含鈦爐渣，TiO2品位都較低，提取技術難度大，不能經濟有效地得到利用的技術問題，本專利技術提出了一種從釩鈦磁鐵礦中分離提取鐵、釩和鈦的方法，本方法不僅提高了鐵、釩的利用率，而且提高了熔煉鈦渣的TiO2品位，使鈦渣的利用更經濟合理，同時通過對鈦渣的進一步除雜提純，可獲得含TiO2 > 92%、可用于氯化鈦白工業的高鈦渣產品，拓寬了鈦的利用領域。本專利技術是通過采用下述技術方案實現的一種，其特征在于包括 原礦磁選釩鈦磁鐵礦經過磁選后獲得鐵釩精礦和尾礦； 尾礦分選鈦精礦所獲得尾礦經浮選富集獲得鈦精礦；鈦精礦焙燒磁選焙燒在回轉窯或固定床焙燒設備中進行，焙燒溫度600 700°C，焙燒時間1 3h，將焙燒的鈦精礦磨至-200目至少占總量的50 85%，在磁場強度0. 3T的條件下進行富鈦除雜磁選，獲得低雜鈦精礦品位TiO2 > 48%，TiO2收率> 95% ；鐵釩精礦精選將磁選獲得鐵釩精礦再進行一次磁選精選，獲得低雜質鐵釩精礦非鐵鈦雜質總和去除率35%，鐵收率> 96%，鈦、釩的回收率均> 98%。將經焙燒磁選后的鈦精礦和精選后的鐵釩精礦，按照選礦的產率比例或1-10 1 的比例進行混合，配入占總重量14%的還原劑，和0 2%的純堿、苛性鈉或碳酸氫鈉，采用礦熱爐進行還原熔煉，釩、鐵還原進入鐵水，鈦不被還原留在熔渣中，從而獲得生鐵和鈦渣。含釩鐵水提礬將含釩鐵水采用轉爐提礬，獲得半鋼和釩渣。鈦渣提純除雜將鈦渣碎磨至-100目至少占總量的85%的粒度，采用酸浸法提純， 得到含TiO2 > 92%的富鈦料產品。所述的酸浸法提純采用硫酸浸出鈦渣進行初步除雜，浸出條件硫酸濃度11%， 硫酸與鈦渣的液固比4，常壓且90°C條件下攪拌浸出lh，然后將鈦渣固液分離，浸出渣在 100 400°C溫度下烘干，獲得TiO2收率> 99%的富鈦料產品。在所 述初步除雜后再采用硫酸液浸出鈦渣進行深度除雜經初步除雜并固液分離的鈦渣，在壓力設備中進行深度除雜，浸出條件壓力0. 2-1. 2MPa，硫酸與鈦渣的液固比4， H2SO4濃度10 27%，浸出溫度> 160°C，攪拌浸出時間4 10小時，將經深度除雜后的鈦渣進行固液分離，浸出渣在100 400°C溫度下烘干，獲得TiO2收率> 99%、Ti02含量> 92% 的富鈦料產品。所述的固液分離采用真空抽濾、板框壓濾或離心分離的方式進行，均包括濃縮、過濾和洗滌。以質量比計，所述的還原劑中固定C含量為78-85%，灰分5_15%。所述的還原劑為煤、焦炭或木炭中的一種，或至少兩種以上的任意組合。與現有技術相比，本專利技術所達到的有益效果為釩鈦磁鐵礦的處理工藝，無論在國外還是國內，都將選礦獲得的鐵精礦、鈦精礦分別進行處理本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種釩鈦磁鐵礦分離提取鐵、釩和鈦的方法，其特征在于包括：原礦磁選：釩鈦磁鐵礦經過磁選后獲得鐵釩精礦和尾礦；尾礦分選鈦精礦：所獲得尾礦經浮選富集獲得鈦精礦；鈦精礦焙燒磁選：焙燒在回轉窯或固定床焙燒設備中進行，焙燒溫度６００～７００℃，焙燒時間１～３ｈ，將焙燒的鈦精礦磨至－２００目至少占總量的５０～８５％，在磁場強度０．３Ｔ的條件下進行富鈦除雜磁選；鐵釩精礦精選：將磁選獲得鐵釩精礦再進行一次磁選精選。

【技術特征摘要】
1.一種釩鈦磁鐵礦分離提取鐵、釩和鈦的方法，其特征在于包括原礦磁選釩鈦磁鐵礦經過磁選后獲得鐵釩精礦和尾礦；尾礦分選鈦精礦所獲得尾礦經浮選富集獲得鈦精礦；鈦精礦焙燒磁選焙燒在回轉窯或固定床焙燒設備中進行，焙燒溫度600 700°C，焙燒時間1 3h，將焙燒的鈦精礦磨至-200目至少占總量的50 85%，在磁場強度0. 3T的條件下進行富鈦除雜磁選；鐵釩精礦精選將磁選獲得鐵釩精礦再進行一次磁選精選。2.根據權利要求1所述的釩鈦磁鐵礦分離提取鐵、釩和鈦的方法，其特征在于將經焙燒磁選后的鈦精礦和精選后的鐵釩精礦，按照選礦的產率比例或1-10 1的比例進行混合， 配入占總重量14%的還原劑，和0 2%的純堿、苛性鈉或碳酸氫鈉，采用礦熱爐進行還原熔煉，釩、鐵還原進入鐵水，鈦不被還原留在熔渣中，從而獲得生鐵和鈦渣。3.根據權利要求2所述的釩鈦磁鐵礦分離提取鐵、釩和鈦的方法，其特征在于含釩鐵水提礬將含釩鐵水采用轉爐提礬，獲得半鋼和釩渣。4.根據權利要求2或3所述的釩鈦磁鐵礦分離提取鐵、釩和鈦的方法，其特征在于鈦渣提純除雜將鈦渣碎磨至-100目至少占總量的85%的粒度，采用酸浸法提純，得到含TiO2 > 92%的富鈦料產品。5.根據權利要求4所述的釩鈦磁鐵礦分離提取鐵、釩和鈦的方法，其特征在于所述的酸浸法提...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李元坤，劉亞川，張裕書，史光大，閆武，鐘慶文，徐建林，余平，
申請(專利權)人：中國地質科學院礦產綜合利用研究所，
類型：發明
國別省市：90