从钒钛磁铁矿中分离提取金属元素的方法

1.一种从钒钛磁铁矿中分离提取金属元素的方法，其特征在于， 包括如下工艺步骤：
将钒钛磁铁矿矿粉、还原剂、添加剂、粘结剂混合后压制成球块；
将上述压制成的球块状钒钛磁铁矿装入转底炉内，加热至 1200-1400℃的温度下还原20-60分钟，得到金属化还原产品；
将制得的金属化产品热装入电炉熔化分离，得到作为炼钢原料的 铁水和钒钛渣。
2.根据权利要求1所述的从钒钛磁铁矿中分离提取金属元素的方 法，其特征在于，在所述的熔化分离工序之后，从熔分的钒钛渣中进 一步提取得到钒的氧化物，剩余的钛渣作为生产钛白粉的原料。
3.根据权利要求1所述的从钒钛磁铁矿中分离提取金属元素的 方法，其特征在于，所述的还原剂是无烟煤、褐煤或烟煤的煤粉，还 原剂的配入量根据原料铁含量确定，即还原铁需要理论耗碳量的 105-120％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的从钒钛磁铁矿中分离提取 金属元素的方法，其特征在于，所述的矿粉和煤粉中粒度-200目以 下的占60-90％。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的从钒钛磁铁矿中分离提取 金属元素的方法，其特征在于，所述的粘结剂选用有机粘结剂聚乙烯 醇或羧甲基纤维素，浓度为0.3-1％。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的从钒钛磁铁矿中分离提取 金属元素的方法，其特征在于，所述的添加剂是钠盐或钾盐，添加量 为矿粉量的3-6％。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的从钒钛磁铁矿中分离提取 金属元素的方法，其特征在于，所述的电炉选用电弧炉或感应电炉。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的从钒钛磁铁矿中分离提取 金属元素的方法，其特征在于，所述的球块的直径是10-15mm。

技术领域：\n本发明涉及一种复合矿物的处理方法，特别是一种从钒钛磁铁矿 中分离提取金属元素的方法。\n背景技术：\n钒钛磁铁矿是一种复合铁矿，含有铁、钛、钒、铬等有益元素。 对于钒钛磁铁矿的综合利用，传统的方法主要是高温氧化钠化焙烧和 高温还原两种方法(王文忠主编，《复合矿综合利用》)。其中氧化钠 化提取过程为先用球团钠化氧化焙烧水浸提钒，浸钒后球团回转窑直 接还原----电炉熔分，可实现铁、钒、钛的综合回收，铁、钒、钛回 收率分别为85～89％、58％和74％，但生产流程长，钠化剂消耗高， 提钒后球团强度差，回转窑内还原时易粉化和结圈，钒钛回收率低； 而传统的高温还原法为铁精矿球团先经高温予热(900-1000℃)固 结，再经回转窑还原----电炉熔分分离铁与钒钛，铁水吹炼提钒或渣 中回收钒钛，铁、钒、钛的回收率分别为89％、55％和80％，实现 了铁钒钛综合回收，减少钠化剂消耗，但仍存在生产流程长(两步火 法加工)、能耗高、电炉熔分时铁与钒钛分离效果不稳定、钒钛流向 难以控制、钒钛回收率低的缺点。\n申请号为02129512号的中国专利申请所述的“分离铁和钛制备 高钛渣的方法和装置”提出的“煤基直接还原法”将滚动摇制的含煤 球团按2-3层布料在转底炉中还原20分钟，对还原后的产品经冷却 采用常温破碎和磁选分离，存在球团强度差、能耗高和代价过于昂贵 的缺点。申请号为99115348.0号的中国专利申请所述的“综合利用 钒钛磁铁矿新工艺”提出的“冷固球团直接还原法”，缩短了工艺流 程，降低了钠化剂消耗，提高了铁钒钛三种元素的回收率，但仍存在 球团强度差、还原时间长，生产效率低的问题。\n发明内容：\n本发明旨在克服上述缺陷，提供一种从钒钛磁铁矿中分离提取金 属元素的方法，通过该方法能直接生产获得还原铁粉、高纯钒及富钛 渣，且工艺流程短，能源消耗低，铁钒钛回收率高。\n本发明的技术方案如下：\n本发明的从钒钛磁铁矿中分离提取金属元素的方法包括如下工艺 步骤：将钒钛磁铁矿矿粉、还原剂、添加剂、粘结剂混合后压制成球 块；将上述压制成的球块状钒钛磁铁矿装入转底炉内，加热至 1200-1400℃的温度下还原20-60分钟，得到金属化还原产品；将制 得的金属化产品热装入电炉熔化分离，得到作为炼钢原料的铁水和钒 钛渣。\n在所述的熔化分离工序之后，从熔分的钒钛渣中再提取得到钒的 氧化物，提取钒后剩余的钛渣作为钛白粉生产的原料。\n所述还原剂选用无烟煤、或褐煤、或烟煤等各种煤粉，还原剂的 配入量根据原料铁含量确定，即还原铁需要理论耗碳量的105％～ 120％。\n所述钒钛磁铁矿矿粉及煤粉粒度在-200目的占60～90％。\n所述粘结剂选用有机粘结剂，如聚乙烯醇和羧甲基纤维素等，浓 度在0.3～1％。\n所述添加剂选用钠盐或钾盐，添加量为矿粉量的3～6％。\n所述电炉选用电弧炉或感应电炉。\n所述的球块是指压制成直径为10～15mm的球块。\n所述钒钛磁铁矿包括钒钛磁铁矿铁精矿、钛精矿或其他复合铁 矿。\n本发明与高温氧化钠化焙烧还原法、高温还原法及冷固球团直接 还原法等现有技术相比，其优点在于：\n1、由于本发明的还原温度比竖炉(800～1200℃)、回转窑(1050 ℃以下)、冷固球团直接还原(1100～1150℃)等直接还原温度高， 还原反应速度快，还原时间短，总还原周期比高炉(6～7h)、回转窑 (4～5h)、隧道窑(4～6h)、竖炉(3～4h)、冷固球团直接还原(3～ 4h)的生产周期大大缩短；\n2、本发明金属化率高达90％以上，钒钛回收率高达到90％以上； 生产效率高，环境污染小，社会效益和经济效益显著。\n附图说明：\n图1为本发明的工艺流程图。\n具体实施方式：\n下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。\n实施例1\n如图1所示，将钒钛磁铁矿精矿(成分为：TFe58.64％，FeO19.69％， TiO211.06％，V2O50.71％，Cr2O30.021％，Co0.010％，Ni0.0015％，SiO21.68％， Al2O33.13％，CaO0.38％，MgO1.78％，S0.093％，P0.021％。磨矿粒度为： -200目粒级量85％。)、煤粉(成分为：灰分9.93％，挥发分10.49％， 固定碳78.19％，热值30.75MJ/kg；煤粉粒度为：-120目占86％，煤 粉配入量为：230kg/t铁精矿)、添加剂(Na2CO3，配入量为矿粉的3～ 5％)、粘结剂(羧甲基纤维素，浓度为：0.3～0.5％，用量为矿粉的 0.025～0.03％)按比例混合后压制成直径为10～15mm的球状，在80 ℃下干燥后装入转底炉内，炉子温度控制在1200℃，60分钟还原后， 冷却取出，总还原周期为150分钟，金属化率达到95％，然后在电炉 内熔化分离，得到铁水脱硫后炼钢，钒钛渣成分为：FeO 1.23％，TiO2 55％±，V2O5 3.63％。可作为提取钒钛原料。熔分后铁回收率96％以 上，钒钛回收率大于95％。\n实施例2\n如图1所示，将钒钛磁铁矿精矿(成分为：TFe59.98％，FeO20.06％， TiO210.97％，V2O50.76％，Cr2O30.023％，Co0.012％，Ni0.011％，SiO21.52％， Al2O33.05％，CaO0.19％，MgO1.70％，S0.018％，P0.024％。铁精矿粒度 为：-200目粒级量84～87％。)、煤粉(成分为：灰分8.62％，挥发分 17.73％，固定碳73.47％，S 0.56％，粒度为-200目粒级量70～75％， 煤粉配入量为260kg/t铁精矿)、添加剂(Na2CO3，配入量为矿粉的4～ 6％)、粘结剂(羧甲基纤维素，浓度为0.5％左右，用量为矿粉的0.03～ 0.035％)按比例混合后压制成直径为10～15mm的球状，在＜90℃下 干燥后装入转底炉内，炉内温度为1300℃左右，还原时间50分钟， 冷却取出，总还原周期为125分钟，金属化率达到95％，然后在电炉 内熔化分离，得到铁水脱硫后炼钢，钒钛渣成分为：FeO 1.29％，TiO2 56％±，V2O5 3.89％。可作为提取钒钛原料。熔分后铁回收率96％以 上，钒钛回收率大于95％。\n实施例3\n如图1所示，将钒钛磁铁矿精矿(成分为：TFe56.36％，FeO23.67％， TiO213.58％，V2O50.55％，Cr2O30.002％，Co0.014％，Ni0.008％，SiO21.17％， Al2O33.86％，CaO0.21％，MgO3.03％，S0.24％，磨矿粒度为：-200目粒 级量85％。)、煤粉(高挥发分的褐煤，成分为：C58.20％，V32.63％， A8.44％，S 0.83％；煤粉粒度为：-120目占80％～85％；煤粉配入量为： 280kg/t铁精矿)、添加剂(Na2CO3，配入量为矿粉的3～5％)、粘结 剂(聚乙烯醇，浓度为：1％，用量为矿粉的0.03～0.035％)按比例 混合后压制成直径为10～15mm的球状，干燥后装入转底炉内，炉子 温度控制在1400℃，35分钟还原后，冷却取出，总还原周期为90分 钟，金属化率达到93％，然后在电炉内熔化分离，得到铁水脱硫后炼 钢，钒钛渣成分为：FeO 1.59％，TiO2 56％，V2O5 2.27％。可作为提取 钒钛原料。熔分后铁回收率96％以上，钒钛回收率大于95％。