專利名稱：氣基豎爐直接還原釩鈦磁鐵礦非高爐煉鐵工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煉鐵工藝，特別涉及一種針對(duì)釩鈦磁鐵礦的煉鐵工藝。
背景技術(shù)：
攀西地區(qū)釩鈦磁鐵礦儲(chǔ)量達(dá)100億噸以上，且富含鐵釩鈦等多種有用元素，具有極高的綜合利用價(jià)值。經(jīng)過40多年的發(fā)展，該地區(qū)已經(jīng)形成1000萬(wàn)噸以上的釩鈦磁鐵精礦生產(chǎn)能力，但釩鈦磁鐵礦的利用途徑至今仍是傳統(tǒng)的“高爐一轉(zhuǎn)爐”流程，該流程盡管有技術(shù)成熟和巨大生產(chǎn)能力等優(yōu)點(diǎn)，但至今仍存在固有的不足一是因其對(duì)冶金焦的強(qiáng)烈依賴關(guān)系，造成攀西地區(qū)雖已探明60多億噸煤炭資源，卻僅有10億噸焦煤可用于冶金生產(chǎn)， 50億噸非焦煤得不到就近利用。造成一方面大量冶金用煤不得不從外地采購(gòu)，另一方面攀西非焦煤又不得不運(yùn)往各地，這不僅造成經(jīng)濟(jì)上的大量浪費(fèi)，并給道路運(yùn)輸造成極大壓力； 二是該工藝在處理多金屬共生礦時(shí)綜合回收利用能力低。由于釩鈦資源特點(diǎn)和由此產(chǎn)生的技術(shù)障礙，該工藝僅能回收釩鈦磁鐵礦中的鐵和釩，鈦卻以二氧化鈦形式進(jìn)入高爐渣，沒有回收利用；三是不能實(shí)現(xiàn)全釩鈦入爐冶煉，因高鈦渣過粘，易堵塞高爐，因此盡管高爐技術(shù)日趨成熟，但高爐渣中二氧化鈦含量仍要求在22%以下，這一不足決定釩鈦料入爐比例必須低于60%。按年冶煉1000萬(wàn)噸釩鈦磁鐵礦計(jì)算，每年須配加600萬(wàn)噸左右的普通礦，并產(chǎn)生800萬(wàn)噸左右含二氧化鈦22 %左右的高爐渣，此種高爐渣既不能作為再生資源循環(huán)利用，也不具備綜合回收價(jià)值，現(xiàn)目前只能就近堆存，造成土地、環(huán)保壓力巨大，同時(shí)年流失二氧化鈦達(dá)120萬(wàn)噸。因此需要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的釩鈦磁鐵礦冶煉工藝進(jìn)行改進(jìn)，消除冶煉工藝對(duì)冶金焦炭的依賴性，提高對(duì)釩鈦磁鐵礦中釩、鈦、鐵三種金屬的綜合回收利用率，實(shí)現(xiàn)百分之百的釩鈦磁鐵礦冶煉，不需再進(jìn)行釩鈦磁鐵礦和普通礦的合爐冶煉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氣基豎爐直接還原釩鈦磁鐵礦非高爐煉鐵工藝，消除冶煉工藝對(duì)冶金焦炭的依賴性，提高對(duì)釩鈦磁鐵礦中釩、鈦、鐵三種金屬的綜合回收利用率， 實(shí)現(xiàn)對(duì)單純釩鈦磁鐵礦冶煉，不再配入普通礦進(jìn)行合爐冶煉。本氣基豎爐直接還原釩鈦磁鐵礦非高爐煉鐵工藝包括以下步驟
a、將釩鈦磁鐵礦原料裝入豎爐；
b、將溫度在900-1100°C、壓力在0.35-0. 65MPa的還原煤氣從豎爐下部通入豎爐與釩鈦磁鐵礦進(jìn)行還原反應(yīng)；
C、反應(yīng)生成的金屬化物料經(jīng)豎爐下部排出。所述還原煤氣中，按體積百分比計(jì)H2和CO含量彡85%，H2和CO的體積比為5. 4 3. 1 ；
所述還原煤氣在循環(huán)流動(dòng)中對(duì)釩鈦磁鐵礦進(jìn)行還原，其循環(huán)方式為還原煤氣經(jīng)還原反應(yīng)后成為爐頂氣，高溫爐頂氣進(jìn)入煙道換熱器被低溫還原氣冷卻，冷卻后的爐頂氣一部分經(jīng)脫水和除塵處理后進(jìn)入加壓站被加壓，被加壓后的氣體經(jīng)脫出(X)2處理后與新還原煤氣混合，混合后的氣體進(jìn)入煙道換熱器被預(yù)熱，預(yù)熱后的混合氣體進(jìn)入加熱爐被加熱至規(guī)定溫度后進(jìn)入豎爐，另一部分冷卻后的爐頂氣被引入加熱爐作為燃料； 所述釩鈦磁鐵礦原料為氧化球團(tuán)狀。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明氣基豎爐直接還原釩鈦磁鐵礦非高爐煉鐵工藝，利用非焦煤制成的煤氣作為還原劑還原釩鈦磁鐵礦，大大降低了傳統(tǒng)流程對(duì)焦煤的依賴性，實(shí)現(xiàn)了冶煉能源多樣化；本工藝可提高釩、鈦、鐵三種金屬的回收率，特別是提高了鈦元素的回收利用，原因是該技術(shù)在冶煉過程中不需要配加普通鐵礦石，完全實(shí)現(xiàn)全釩鈦磁鐵礦入爐冶煉，可使還原產(chǎn)生的海綿鐵在后續(xù)冶煉過程中爐渣的二氧化鈦含量在47%以上，使?fàn)t渣可直接作為制取鈦白粉的原料，避免了爐渣堆存從而造成對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)土地資源的占用。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。圖1本發(fā)明氣基豎爐直接還原釩鈦磁鐵礦非高爐煉鐵工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一本實(shí)施例氣基豎爐直接還原釩鈦磁鐵礦非高爐煉鐵工藝，包括以下步驟
a、將釩鈦磁鐵礦原料裝入豎爐；
b、將溫度在1100°C、壓力在0.65MPa的還原煤氣從豎爐下部通入豎爐與釩鈦磁鐵礦進(jìn)行還原反應(yīng)；
c、反應(yīng)生成的金屬化物料經(jīng)豎爐下部排出。所述還原煤氣中，按體積百分比計(jì)吐和CO 含量彡85%，H2和CO的體積比為5. 4。本實(shí)施例中，所述還原煤氣在循環(huán)流動(dòng)中對(duì)釩鈦磁鐵礦進(jìn)行還原，其循環(huán)方式為 還原煤氣經(jīng)還原反應(yīng)后成為爐頂氣，高溫爐頂氣進(jìn)入煙道換熱器被低溫還原氣冷卻，冷卻后的爐頂氣一部分經(jīng)脫水和除塵處理后進(jìn)入加壓站被加壓，被加壓后的氣體經(jīng)脫出(X)2處理后與新還原煤氣混合，混合后的氣體進(jìn)入煙道換熱器被預(yù)熱，預(yù)熱后的混合氣體進(jìn)入加熱爐被加熱至規(guī)定溫度后進(jìn)入豎爐；另一部分冷卻后的爐頂氣被引入氣體加熱爐作為燃料。爐頂氣中含有大量的H2和C0，對(duì)爐頂氣進(jìn)行循環(huán)利用可節(jié)約大量能源，提高了還原煤氣的利用率。本實(shí)施例中，所述釩鈦磁鐵礦原料為氧化球團(tuán)狀，將原料制成球狀，有利于提高還原速度和降低能源消耗。在實(shí)踐中采用本工藝冶煉釩鈦磁鐵礦，全部以釩鈦磁鐵礦作為冶煉原料，不需加入普通鐵礦石，還原產(chǎn)生的金屬化物在后續(xù)冶煉過程中爐渣的二氧化鈦含量在47%以上。實(shí)施例二，本實(shí)施例氣基豎爐直接還原釩鈦磁鐵礦非高爐煉鐵工藝與實(shí)施例一的區(qū)別為還原煤氣溫度為900°C、壓力在0. 35MPa,還原煤氣中H2和CO之比為3. 1。在實(shí)踐中采用本工藝冶煉釩鈦磁鐵礦，全部以釩鈦磁鐵礦作為冶煉原料，不需加入普通鐵礦石，還原產(chǎn)生的金屬化物在后續(xù)冶煉過程中爐渣的二氧化鈦含量在47%以上。
實(shí)施例三本實(shí)施例氣基豎爐直接還原釩鈦磁鐵礦非高爐煉鐵工藝與實(shí)施例一的區(qū)別為還原煤氣溫度為1000°c、壓力在0. 5MPa,還原煤氣中H2和CO之比為4. 2。在實(shí)踐中采用本工藝冶煉釩鈦磁鐵礦，全部以釩鈦磁鐵礦作為冶煉原料，不需加入普通鐵礦石，還原產(chǎn)生的金屬化物在后續(xù)冶煉過程中爐渣的二氧化鈦含量在47%以上。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種氣基豎爐直接還原釩鈦磁鐵礦非高爐煉鐵工藝，其特征在于包括以下步驟a、將釩鈦磁鐵礦原料裝入豎爐；b、將溫度在900-1100°C、壓力在0.35-0. 65MPa的還原煤氣從豎爐下部通入豎爐與釩鈦磁鐵礦進(jìn)行還原反應(yīng)；C、反應(yīng)生成的金屬化物料經(jīng)豎爐下部排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣基豎爐直接還原釩鈦磁鐵礦非高爐煉鐵工藝，其特征在于所述還原煤氣中，按體積百分比計(jì)H2和CO含量彡85%，H2和CO的體積比為5. 4 3. 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣基豎爐直接還原釩鈦磁鐵礦非高爐煉鐵工藝，其特征在于所述還原煤氣在循環(huán)流動(dòng)中對(duì)釩鈦磁鐵礦進(jìn)行還原，其循環(huán)方式為還原煤氣經(jīng)還原反應(yīng)后成為爐頂氣，高溫爐頂氣進(jìn)入煙道換熱器被低溫循環(huán)還原氣冷卻，冷卻后的爐頂氣一部分經(jīng)脫水和除塵處理后進(jìn)入加壓站被加壓，被加壓后的氣體經(jīng)脫出(X)2處理后與新還原煤氣混合，混合后的氣體進(jìn)入煙道換熱器被預(yù)熱，預(yù)熱后的混合氣體進(jìn)入加熱爐被加熱至規(guī)定溫度后進(jìn)入豎爐，另一部分冷卻后的爐頂氣被引入加熱爐作為燃料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣基豎爐直接還原釩鈦磁鐵礦非高爐煉鐵工藝，其特征在于所述釩鈦磁鐵礦原料為氧化球團(tuán)狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣基豎爐直接還原釩鈦磁鐵礦非高爐煉鐵工藝，包括步驟a、將釩鈦磁鐵礦氧化球團(tuán)原料裝入豎爐；b、將溫度在900-1100℃、壓力在0.35-0.65MPa的還原煤氣從豎爐下部通入豎爐與釩鈦磁鐵礦進(jìn)行還原反應(yīng)；c、反應(yīng)生成的金屬化物料經(jīng)豎爐下部排出。本工藝?yán)梅墙姑褐瞥傻拿簹庾鳛檫€原劑還原釩鈦磁鐵礦，大大降低了傳統(tǒng)流程對(duì)焦煤的依賴性，實(shí)現(xiàn)了冶煉能源多樣化；與傳統(tǒng)工藝比較,本工藝實(shí)現(xiàn)了釩、鈦、鐵三種金屬的綜合回收，特別是提高了鈦元素的回收利用率，實(shí)現(xiàn)了全釩鈦磁鐵礦入爐冶煉，可使還原產(chǎn)生的海綿鐵在后續(xù)冶煉過程中爐渣的二氧化鈦含量在47%以上，使?fàn)t渣可直接作為制取鈦白粉的原料，提高了資源利用率，避免了爐渣堆存對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)土地資源的占用。
文檔編號(hào)C21B13/02GK102424876SQ201110441319
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者扈維明, 李從德, 楊發(fā)均, 梁正明, 毛勝光, 董榮華, 鄧長(zhǎng)江, 陳大元, 黃捷 申請(qǐng)人:重慶鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司, 重鋼西昌礦業(yè)有限公司