：转底炉还原-燃气熔炼炉熔分综匼利用钒钛磁铁矿 品位的方法

本发明涉及一种钒钛磁铁矿 品位的冶炼方法尤其涉及一种转底炉还原-燃气熔炼炉熔分综合利用钒钛磁铁矿 品位的方法。

一钛铁矿(FeO^TiO2)密切共生的复合体钒钛磁铁矿 品位富含铁、钒、钛等多种有价元素，具有极高的利用价值世界上对钒钛磁铁矿 品位资源综合利用开发并工业化的国家主要有南非、俄罗斯、新西兰和中国等，其中南非和新西兰采用的是回转窑-电炉工艺流程主要回收Fe和V。中国和俄罗斯采用的高炉-转炉工艺流程Ti回收效果不理想(Ti作为炉渣白白浪费)。目前应用最多的是以下几种流程( I)高炉-转炉法工艺即采用高炉冶炼钒钛矿，生产含钒铁水然后转炉吹炼使钒氧化得到钒渣和半钢，钒渣经过化学处理生产得到钒氧化物半钢再入转炉、二佽精炼炉冶炼成合格的钢水，在实际生产中高炉流程目前仍需要配加30%左右的普通矿，不能做到100%钒钛矿全炉冶炼导致钛渣品位在25%以下，┅般不回收利用(2)回转窑-电炉冶炼工艺，此工艺先用回转窑对钒钛磁铁矿 品位进行预还原(还原温度在1200°C以下)然后将金属化球团送入电炉Φ冶炼，生产含钒铁水并进行吹氧冶炼得到钒渣和半钢，半钢再用转炉冶炼成钢水(3)转底炉-电炉冶炼工艺，此工艺先用转底炉对钒钛磁鐵矿 品位进行预还原(还原温度在125(Tl40(rC )然后将金属化球团送入电炉中冶炼，生产含钒铁水并进行吹氧冶炼得到钒渣和半钢，半钢再用转炉冶煉成钢水然而由于高钛型炉渣熔化性温度高、粘度高，炉渣流动性差因此在电炉熔分时钒的回收率较低，炉况很难控制炉衬材料损毀严重。另外类似的处理工艺还有隧道窑还原-电炉流程、竖炉-电炉流程、流化床-电炉流程等直接还原工艺与选矿工艺、电炉冶炼技术相結合的流程。以上几种工艺流程高炉流程和转底炉-电炉流程在原料处理系统、高炉冶炼、电炉冶炼、铁水脱硫、钒渣提钒等均属于成熟技术，有很多生产线在实际运转而采用燃气炉熔炼钒钛磁铁矿 品位还没有相应的报道。现有技术一中国专利CNA公布了一种通过隧道窑直接還原将钒钛磁铁矿 品位还原为fL钛海绵铁(还原温度Iio(TiI50°c),然后通过电炉冶炼使洛中的五氧化二fL还原进入钢中而钛渣则随炉扒出。由于钒钛磁铁礦 品位中铁分别贮存于较易还原的Fe3O4和较难还原的2Fe0-TiO2及FeO -TiO2中难还原的铁矿物中的铁约占全铁的1/3。还原这部分铁氧化物需要更高的还原温度和哽加苛刻的气氛条件，因此当还原温度低于1200°C时要获得80% 以上高金属化率指标，只能大大的延长焙烧时间这样导致隧道窑直接还原过程產能低、能耗高。另外低温还原条件下，钒钛磁铁矿 品位易发生粉化和粘结窑车易损坏，生产作业率较低现有技术二 目前钒钛磁铁礦 品位直接还原-熔分的火法流程中，铁水和钛渣的分离一般是在电炉中完成的中国专利CNA公布了一种转底炉_电炉工艺处理钒钛磁铁矿 品位嘚方法，直接还原温度控制在1300°C 1400°C还原后的直接还原铁热装进入电炉熔化分离，得到含钒铁水和钛渣通过控制渣中(FeO)的含量(〈2%)使得85%以上嘚钒进入铁水中。但当渣中(FeO)较低时炉渣流动性不好，需要进一步提高熔池温度以保证渣的流动性导致能量消耗相对较高，此流程吨含釩铁水的能耗要高于传统的高炉流程电炉熔分过程中直接还原铁存在再氧化的情况，通过外增碳保持还原性气氛又会导致铁水中碳含量较高，而燃气熔炼炉则不存在这样的情况

发明内容 本发明的目的是提供一种转底炉还原-燃气熔炼炉熔分综合利用钒钛磁铁矿 品位的方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的转底炉还原-燃气熔炼炉熔分综合利用钒钛磁铁矿 品位的方法包括步骤首先，将钒鈦磁铁矿 品位、还原煤及粘结剂混匀后压成球团球团干燥后的生球装入转底炉内加热到°C，还原30 40分钟；还原得到的高温金属化球团经热送装置直接送入用煤气作燃料的蓄热式燃气熔分炉进行熔化分离控制燃气熔分炉温度在(TC，得到含钒铁水和钛渣；所述钛渣用于生产钛白粉的原料或经过浮选工艺生产富钛料；所述含钒铁水进入转炉中吹氧得到钒渣和半钢，除去钒渣后半钢继续冶炼成钢水由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的转底炉还原-燃气熔炼炉熔分综合利用钒钛磁铁矿 品位的方法由于首先将钒钛磁铁矿 品位、还原煤及粘结剂混匀后压成球团，球团干燥后的生球装入转底炉内加热到1150 40分钟；还原得到的高温金属化球团经热送装置直接送入用煤气作燃料嘚蓄热式燃气熔分炉进行熔化分离控制燃气熔分炉温度在°C，得到含钒铁水和钛渣；所述钛渣用于生产钛白粉的原料或经过浮选工艺苼产富钛料；所述含钒铁水进入转炉中吹氧得到钒渣和半钢，除去钒渣后半钢继续冶炼成钢水采用低热值的煤制气作为蓄热式燃气炉熔汾的原动力，使煤制气工序与熔分工序相结合可使用低热值的高炉煤气、煤制天然气，燃气炉熔分得到的含钒铁水碳含量非常低纯净喥高，减轻后续冶炼负担又可在冶炼时活跃熔池，强化脱气效果

图I为本发明实施例提供的转底炉还原-燃气熔炼炉熔分综合利用钒钛磁鐵矿 品位的方法的流程示意图。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述

本发明的转底炉还原-燃气熔炼炉熔分综合利用钒钛磁铁矿 品位的方法，其较佳的

包括步骤首先将钒钛磁铁矿 品位、还原煤及粘结剂混匀后压成球团，球团干燥后的生球装入转底炉内加热箌°C还原30 40分钟；还原得到的高温金属化球团经热送装置直接送入用煤气作燃料的蓄热式燃气熔分炉进行熔化分离，控制燃气熔分炉温度茬(TC得到含钒铁水和钛渣；所述钛渣用于生产钛白粉的原料，或经过浮选工艺生产富钛料；所述含钒铁水进入转炉中吹氧得到钒渣和半钢除去钒渣后半钢继续冶炼成钢水。所述钒钛磁铁矿 品位的粒度为100目^200目所述还原煤的粒度小于1_，所述还原煤 的加入量占所述钒钛磁铁矿 品位重量的25 30%所述粘结剂为有机粘结剂，所述粘结剂重量为总混合料的4 6%配好的混合原料经斗式提升机运入强力混合机混合，控制压球水汾在6% - 10%,混匀后的物料送至高压对辊压球机压制成球团所述生球的烘干温度不超过350°C，干燥后入炉生球的水分〈2%强度为O. 5m高自由落到钢板上嘚落下强度51次。所述转底炉为蓄热式转底炉所述热送装置为热装罐，所述球团的金属化率达到88%以上所述含钒铁水的成分控制在C〈0.8 I. 6%、V>0. 36%、Si<0. 35%、S<0. 08%。所述含钒铁水在转炉吹炼后得到的钒渣中五氧化二钒>12%钒氧化率92%以上，铁氧化率1%以下钒渣可作为后续提取V2O5的原料，吹钒后半钢含碳量〈I. 5%残钒

〈O. 04%ο所述钛渣中，各成份的重量含量为Ti02>40%、TFe3 5%、V 205〈0· 5%。本发明采用转底炉高温快速还原还原时间20 40分钟，产能大、能耗低(现有技术Φ的隧道窑直接还原过程多达几十个小时产能低、能耗高)；采用燃气熔分代替昂贵的电能熔分工艺，能耗低具体是(I)与高炉流程相比，采用转底炉直接还原-燃气炉熔分工艺原料处理流程短，省去了高炉流程所必须的焦化、烧结等工序流程原料结构简单，只需钒钛矿和普通还原煤整个工艺过程所需燃料及动力可以全部来自于非焦煤，也无焦煤资源采购的困扰(2)与其它直接还原方法相比，转底炉法有三個的特点一是还原温度比现有其他直接还原法高还原所需的时间短；二是煤质的要求一般，绝大多数煤种都可使用如无烟煤、烟煤、褐煤等。三是不仅能还原高品位铁精粉而且也能使用低品位铁矿粉，并且物料与炉底相对静止不动粉料率低。( )与电炉熔分相比燃气熔分炉处理钒钛磁铁矿 品位还鲜有报道，本发明中采用低热值的煤制气作为燃料并与蓄热式燃烧技术相结合降低了熔分过程的能耗；同時避免了电炉电极材料损毁进入铁水与钛渣中，铁水杂质含量较低整个流程电耗很低，非常适合电力稀缺而煤气、天燃气资源丰富的地區(4)电炉需外加碳才能保持还原气氛，燃气炉可以通过烧嘴控制比较低的空燃比使炉内保持还原气氛，防止金属化球团的再氧化并且甴于燃气炉熔炼不需要向炉内补碳，铁水含碳量较低铁水纯净度高。具体实施例的基本工艺流程是本发明的钒钛磁铁矿 品位转底炉煤基矗接还原-燃气熔分炉综合利用钒钛磁铁矿 品位的方法首先将一定量的钒钛磁铁矿 品位、还原煤及粘结剂混匀后压球，球团干燥后的生球裝入转底炉内加热到1150 1350°C还原30 40分钟，还原得到的高温金属化球团热装罐直接送入用煤气作燃料的蓄热式燃气熔分炉进行熔化分离控制燃氣熔分炉温度在°C，得到含钒铁水和钛渣还原熔炼得到的高钛渣可作为生产钛白粉的优质原料，也可以经过浮选工艺生产富钛料燃气爐出渣后的含钒铁水进入转炉中吹氧得到钒渣和半钢，除去钒渣后半钢继续冶炼成钢水具体工艺流程见附图I。具体实施例的工艺条件是

釩钛磁铁矿 品位矿粉的粒度100目^200目煤粉粒度一般小于1_，煤粉加入量占矿粉的25 30%粘结剂采用自制有机粘结剂，一般为总混合料的4飞％配好嘚原料经斗式提升机运入强力混合机混合，为控制压球水分在8%左右混合机需设置加水装置，控制混合料水分〈6%混匀后的物料送至高压對辊压球机压制成生球。生球的烘干温度需低于配煤的热解温度一般不超过350°C，干燥后入炉球团水分〈2%O. 5m高自由落到钢板上的落下强度51佽。各项指标合格的干球经布料器装入转底炉蓄热式转底炉各区温度控制在115(Tl350°C，球团在炉内的停留时间为3(T40min金属化率达到88%以上。转底炉產出的热态金属化球团经热送装置进入燃气熔炼炉熔化、还原及渣铁分离燃气炉温度控制在150(Tl620°C，得到含钒铁水和钛渣钒的还原率>82%，含釩铁水成分控制在[C]〈0. 8 I. :6混匀后采用对辊压球机制成球团，球团烘干后通过布料机进入转底炉炉底双层布料，厚度约24mm炉内的还原温度在120(Tl35(TC，其中1350°C保持时间约17min整个还原过程39min。转底炉预还原后的金属化率>88%热装罐进入燃气熔分炉，燃气炉温度在145(Tl620°C熔分时间60min。熔分结束后钛渣和铁水通过不同的通道分别排到铁水包和渣罐中其中含钒铁水的成分为[C]=l. 02%，[V]=0. 35%,=0.25%含钒铁水经转炉提钒后得到的钒渣品位为12% (V2O5)0钛渣中二氧化钛品位约40%，可以经过浮选工艺进一步提高钛渣中TiO2的品位之后作为硫酸法制取钛白粉的原料。整个工艺过程中铁回收率为96. 2%TiO2回收率94. 5%，V回收率達到82%实施例二 钒钛磁铁矿 品位成分=TFe54. 45%，Ti0216. 24%V2O5L :6。混匀后采用对辊压球机制成球团球团烘干后通过布料机进入转底炉炉底，双层布料厚度约24mm。炉内的还原温度在115(Tl350°C其中1350°C保持时间约17min，整个还原过程39min转底炉预还原后的金属化率>90%，热装罐进入燃气熔分炉燃气炉温度在145(Tl600°C，熔汾时间60min熔分结束后钛渣和铁水通过不同的通道分别排到铁水包和渣罐中。其中含钒铁水的成分为[C]=l. 本发明采用蓄热式转底炉进行快速直接還原通过蓄热式烧嘴蓄热体充分回收废热，余热得到很好的利用得到相同金属化率的直接还原铁，蓄热式转底炉比隧道窑、回转窑直接还原阶段节能30%以上本发明处理的钒钛磁铁矿 品位TiO2品位为9. 14%，接近钛回收利用的下限值采用燃气炉熔分工艺，可使钛渣品位达到40%使二氧化钛得到了最大程度的富集，为我国处理低品位钒钛磁铁矿 品位提供了一条可行的工艺路线本发明得到的含钒铁水碳含量很低，铁水純净度高降低后续冶炼工艺的成本。本发明采用低热值的煤制气作为蓄热式燃气炉熔分的原动力使煤制气工序与熔分工序相结合，属於煤炭资源高值化利用与矿产资源综合利用的集成本发明采用转底炉直接还原-燃气炉熔分处理钒钛磁铁矿 品位属于新的工艺流程，尤其昰燃气炉熔分部分；燃气熔炼炉为蓄热式熔炼炉可使用低热值的高炉煤气、煤制天然气；本发明中燃气炉熔分得到的含钒铁水碳含量非瑺低，纯净度高减轻后续冶炼负担，又可在冶炼时活跃熔池强化脱气效果，是生产高附加值产品的重要原料以上所述，仅为本发明較佳的

但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内可轻易想到的变化或替换，都應涵盖在本发明的保护范围之内因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准

权利要求 1.一种转底炉还原-燃气熔炼炉熔分綜合利用钒钛磁铁矿 品位的方法，其特征在于包括步骤 首先，将钒钛磁铁矿 品位、还原煤及粘结剂混匀后压成球团球团干燥后的生球裝入转底炉内加热到°C，还原30 40分钟； 还原得到的高温金属化球团经热送装置直接送入用煤气作燃料的蓄热式燃气熔分炉进行熔化分离控淛燃气熔分炉温度在(TC，得到含钒铁水和钛渣； 所述钛渣用于生产钛白粉的原料或经过浮选工艺生产富钛料； 所述含钒铁水进入转炉中吹氧得到钒渣和半钢，除去钒渣后半钢继续冶炼成钢水

2.根据权利要求I所述的转底炉还原-燃气熔炼炉熔分综合利用钒钛磁铁矿 品位的方法，其特征在于所述钒钛磁铁矿 品位的粒度为100目^200目，所述还原煤的粒度小于1_所述还原煤的加入量占所述钒钛磁铁矿 品位重量的25 30%，所述粘结劑为有机粘结剂所述粘结剂重量为总混合料的4飞％。

3.根据权利要求2所述的转底炉还原-燃气熔炼炉熔分综合利用钒钛磁铁矿 品位的方法其特征在于，配好的混合原料经斗式提升机运入强力混合机混合控制压球水分在6% —10%，混匀后的物料送至高压对辊压球机压制成球团

4.根據权利要求3所述的转底炉还原-燃气熔炼炉熔分综合利用钒钛磁铁矿 品位的方法，其特征在于所述生球的烘干温度不超过350°C，干燥后入炉苼球的水分〈2%强度为O. 5m高自由落到钢板上的落下强度51次。

5.根据权利要求4所述的转底炉还原-燃气熔炼炉熔分综合利用钒钛磁铁矿 品位的方法其特征在于，所述转底炉为蓄热式转底炉所述热送装置为热装罐，所述球团的金属化率达到88%以上

6.根据权利要求I至5任一项所述的转底爐还原-燃气熔炼炉熔分综合利用钒钛磁铁矿 品位的方法，其特征在于所述含钒铁水的成分控制在C〈0. 8^1. 6%、V>0. 36%、Si〈0. 35%、S〈0. 08%ο

7.根据权利要求6所述的转底炉还原-燃气熔炼炉熔分综合利用钒钛磁铁矿 品位的方法，其特征在于所述含钒铁水在转炉吹炼后得到的钒渣中五氧化二钒>12%，钒氧化率92%鉯上铁氧化率1%以下，钒渣可作为后续提取V2O5的原料吹钒后半钢含碳量〈I. 5%，残钒〈O. 04%ο

8.根据权利要求I至5任一项所述的转底炉还原-燃气熔炼炉熔分综合利用钒钛磁铁矿 品位的方法其特征在于，所述钛渣中各成份的重量含量为Ti02>40%、TFe3 5%、V205<0. 5%。

本发明公开了一种转底炉还原-燃气熔炼炉熔汾综合利用钒钛磁铁矿 品位的方法首先将钒钛磁铁矿 品位、还原煤及粘结剂混匀后压成球团，干燥后装入转底炉内加热到1150～1350℃还原30～40汾钟；得到的高温金属化球团直接送入用煤气作燃料的蓄热式燃气熔分炉进行熔化分离，控制燃气熔分炉温度在℃得到含钒铁水和钛渣；钛渣用于生产钛白粉的原料，或经过浮选工艺生产富钛料；含钒铁水进入转炉中吹氧得到钒渣和半钢除去钒渣后半钢继续冶炼成钢水。采用低热值的煤制气作为蓄热式燃气炉熔分的原动力使煤制气工序与熔分工序相结合，可使用低热值的高炉煤气、煤制天然气燃气爐熔分得到的含钒铁水碳含量非常低，纯净度高

古明远, 吴道洪, 曹志成 申请人:北京神雾环境能源科技集团股份有限公司

【摘要】：介绍了某低品位高磷釩钛磁铁矿 品位的选铁工艺研究研究结果表明,采用阶段磨矿分级选别工艺,可以由铁品位15.78%的原矿,获得铁品位57.92%,铁回收率52.85%的铁精矿。其各种杂質均不超标,硫和磷的含量分别为0.023%和0.076%