專利名稱：綜合回收高釩釩鈦磁鐵礦中釩、鈦、鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種釩鈦磁鐵礦的冶煉方法，尤其涉及一種綜合回收高釩釩鈦磁鐵礦中釩、鈦、鐵的方法。
背景技術(shù)：
世界上已探明的釩資源儲量有98%共生于釩鈦磁鐵礦，主要分布于獨聯(lián)體、美國、南非、中國、挪威等國。中國占世界釩儲量的11%，中國的釩資源主要集中在攀枝花和承德地區(qū)。世界鈦資源以鈦鐵礦為主，鈦鐵礦約占世界鈦資源總量的90%。中國占世界釩儲量的38. 85%，中國鈦資源主要集中在攀枝花地區(qū)。 目前，攀枝花地區(qū)的釩鈦磁鐵礦的エ業(yè)處理工藝為“釩鈦磁鐵精礦+普通鐵精礦” 的高爐冶煉法。在傳統(tǒng)的高爐冶煉——轉(zhuǎn)爐提釩エ藝中，釩鈦磁鐵精礦中的ニ氧化鈦在高爐冶煉過程中進入高爐渣，造成ニ氧化鈦無法有效回收利用；釩經(jīng)過高爐煉鐵一一轉(zhuǎn)爐提釩——鈉化焙燒——水浸提釩等エ序后，釩鈦磁鐵精礦中釩資源的總回收率僅為51 %左右。在釩鈦磁鐵精礦的綜合利用中，約49%的釩資源和幾乎全部的鈦資源未得到有效合理的利用。目如,從聞I凡含量的I凡欽磁鐵礦中有效分尚并提取I凡、欽、鐵的技術(shù)尚不完菩，還不能經(jīng)濟有效地從釩鈦磁鐵礦中提取釩和鈦。現(xiàn)有技術(shù)中主要有以下幾種方案現(xiàn)有技術(shù)ー的技術(shù)方案從釩鈦磁鐵礦中分離提取金屬元素的方法(專利號200210050117. 7)介紹了ー種采用轉(zhuǎn)底爐快速還原——電爐熔分的方法獲得鐵水和含釩鈦的熔分渣的エ藝?，F(xiàn)有技術(shù)ー的缺點該エ藝未對從含釩、鈦的熔分渣中提取釩和鈦進行研究。現(xiàn)有技術(shù)ニ的技術(shù)方案復(fù)合礦綜合利用(王文忠主編，Ρ107-109，東北大學(xué)出版社，1994)介紹了釩鈦磁鐵礦——高溫氧化鈉鈉化焙燒——水浸提釩——回轉(zhuǎn)窯——電爐熔分エ藝?，F(xiàn)有技術(shù)ニ的缺點在該エ藝中，釩、鈦綜合回收率較低，分別為58%和74% ;提釩球團殘渣在回轉(zhuǎn)窯還原過程中產(chǎn)生大量粉末，致使回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈嚴(yán)重，影響生產(chǎn)的順利進行；回轉(zhuǎn)窯還原速度慢，周期較長?，F(xiàn)有技術(shù)三的技術(shù)方案一種綜合回收釩鈦磁鐵精礦中鐵、釩、鈦的方法(中國專利號200710202813. 9)介紹了釩鈦磁鐵精礦——鈉化焙燒——水浸提釩，焙燒殘洛——轉(zhuǎn)底爐直接還原——電爐熔分制得鐵水和鈦渣的エ藝。該エ藝具體步驟如下a) f凡鈦磁鐵礦添加鈉鹽,鈉鹽為無水硫酸鈉,用量為原礦重量的5% 9%,焙燒后用水浸出，焙燒時間為25 60min，焙燒溫度為1200 1300°C，分離出浸液和殘渣，浸出液制得I凡廣品；b)水浸后殘渣加入無煙煤、膨潤土混勻后造球，烘干后在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)快速還原，無煙煤用量18 22%，膨潤土用量L 8 2. 2%，還原溫度1250 1450°C，還原時間25 35min?，F(xiàn)有技術(shù)三的缺點a)在該エ藝中，釩回收率只有80%，有20%的釩進入鐵水和鈦渣中，高釩釩鈦礦中釩仍有部分未得到充分的利用；b)該エ藝處理高釩含量釩鈦磁鐵礦吋，由于釩含量高，進入鈦渣中釩含量也相對較高，最終影響鈦白粉的質(zhì)量
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種釩、鈦、鐵回收率高、純度高的綜合回收高釩釩鈦磁鐵礦中釩、鈦、鐵的方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明的綜合回收高釩釩鈦磁鐵礦中釩、鈦、鐵的方法，包括以下步驟A、向高釩釩鈦磁鐵礦中添加鈉鹽或者鈣鹽中的任ー種，用轉(zhuǎn)底爐焙燒后用酸浸出，分離浸出液和殘渣，浸出液制得釩產(chǎn)品；B、向步驟A中的殘渣中配入碳，制成還原性球団，球團烘干后在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)快速還原，還原產(chǎn)物在燃氣熔分爐或者電爐內(nèi)熔化分離，分離出含釩鐵水和鈦渣，鈦渣制成鈦白粉；C、步驟B中分離出的含釩鐵水通過轉(zhuǎn)爐吹氧提釩，分離出釩渣和生鐵，釩渣破碎后返回到步驟A中同高釩釩鈦磁鐵礦一起進行混料后焙燒、酸浸提釩。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的綜合回收高釩釩鈦磁鐵礦中釩、鈦、鐵的方法，由于首先向高釩釩鈦磁鐵礦中添加鈉鹽或者鈣鹽中的任ー種，用轉(zhuǎn)底爐焙燒后用酸浸出，分離浸出液和殘渣，浸出液制得釩產(chǎn)品；然后向浸出的殘渣中配入碳，制成還原性球団，球團烘干后在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)快速還原，還原產(chǎn)物在燃氣熔分爐或者電爐內(nèi)熔化分離，分離出含釩鐵水和鈦洛，鈦洛制成鈦白粉；再將分離出的含釩鐵水通過轉(zhuǎn)爐吹氧提釩，分離出釩渣和生鐵，釩渣破碎后返回同高釩釩鈦磁鐵礦一起進行混料后焙燒、酸浸提釩?？梢越鉀Q當(dāng)前的已有エ藝流程不能對高釩含量釩鈦磁鐵礦有效提取釩、鈦，釩、鈦、鐵回收率不高問題；可以解決高釩含量釩鈦磁鐵礦中鈦渣中含釩量大，不能滿足生產(chǎn)合格鈦白粉要求的問題；可以解決酸浸提釩后的殘渣配碳，球団強度不高的問題。


圖I為本發(fā)明實施例提供的綜合回收高釩釩鈦磁鐵礦中釩、鈦、鐵的方法的流程示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進ー步地詳細描述。
本發(fā)明的綜合回收高釩釩鈦磁鐵礦中釩、鈦、鐵的方法，其較佳的具體實施方式
如圖I所示包括以下步驟A、向高釩釩鈦磁鐵礦中添加鈉鹽或者鈣鹽中的任ー種，用轉(zhuǎn)底爐焙燒后用酸浸出，分離浸出液和殘渣，浸出液制得釩產(chǎn)品；B、向步驟A中的殘渣中配入碳，制成還原性球団，球團烘干后在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)快速還原，還原產(chǎn)物在燃氣熔分爐或者電爐內(nèi)熔化分離，分離出含釩鐵水和鈦渣，鈦渣制成鈦白粉；C、步驟B中分離出的含釩鐵水通過轉(zhuǎn)爐吹氧提釩，分離出釩渣和生鐵，釩渣破碎后返回到步驟A中同高釩釩鈦磁鐵礦一起進行混料后焙燒、酸浸提釩。所述步驟A中高釩釩鈦磁鐵礦的釩的重量含量在O. 8% 3%之間，破碎至200目占80%后添加無水碳酸鈉、無水碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣中的至少ー種，添加量為高釩釩鈦磁鐵礦與返回的釩渣的總重量的5% 12%，在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)焙燒的溫度為1100°C 12500C，焙燒時間為30 60分鐘，焙燒后的產(chǎn)品在PH < I. 4或者2. 5 < PH < 4. 5的硫酸中進行溶解，溶解過程中液固質(zhì)量比為5 :1，浸出溫度50°C 100°C，浸出時間I 3小吋。所述步驟A中，優(yōu)選添加10%的無水碳酸鈣，在PH=O. 5的硫酸中進行溶解。所述步驟B中，將步驟A浸出的殘渣烘干破碎到粒徑2mm以下，加入煤或者焦粉中至少ー種作為還原劑，還原劑用量為殘渣重量的10% 30%，加入膨潤土或者糖蜜或者淀粉溶液中的至少ー種為粘結(jié)劑，加入粘結(jié)劑量為殘渣重量的1% 5%，混勻后壓球烘干，烘干后在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)進行快速還原，在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的還原溫度為1250°C 1380°C，還原時間為20 50分鐘，直接還原產(chǎn)品在電爐內(nèi)進行熔化分離，分離出含釩鐵水和鈦渣，鈦渣用硫酸法制成欽白粉。所述步驟C中，所述釩渣破碎到200目占80%后返回到步驟A。
本發(fā)明可以解決當(dāng)前的已有エ藝流程不能對高釩含量釩鈦磁鐵礦有效提取釩、鈦，釩、鈦、鐵回收率不高問題；可以解決高釩含量釩鈦磁鐵礦中鈦渣中含釩量大，不能滿足生產(chǎn)合格鈦白粉要求的問題；可以解決酸浸提釩后的殘渣配碳，球団強度不高的問題。具體實施例取遼寧某地釩鈦磁鐵礦2Kg (粒度200目占80%，主要成分=V2O5 I. 48%，TFe44. 05%, FeO 7. 99%, CaO O. 22%, MgO 2. 9%, SiO2 10. 47%, Al2O3 3. 28%, S O. 012%, P
O.036%，TiO2 15. 89%)，添加O. 2Kg的無水碳酸鈣，添加O. 08Kg膨潤土，混勻后壓球，球団在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)進行焙燒，焙燒溫度1200°C，焙燒時間60min。將焙燒后的產(chǎn)物冷卻破碎后用PH=O. 5的硫酸(液固比5 :1)在80°C下浸出3h，浸出后的殘渣中V2O5含量O. 37%，浸出的含釩液體進ー步加工成V2O5產(chǎn)品。將殘渣破碎至-2mm以下，取I. 5Kg殘渣，配加O. 35Kg無煙煤，O. 15Kg淀粉溶液，壓球烘干后在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)快速還原，還原溫度1330°C，還原時間30min，球団金屬化率90. 97%。直接還原產(chǎn)品熱送入電爐內(nèi)熔分出O. 65Kg鐵水和O. 76Kg鈦渣。鈦渣中TiO2含量30. 11%，鈦回收率95. 3%，鈦渣用硫酸法制成鈦白粉。鐵水中釩含量O. 38%，鐵水在轉(zhuǎn)爐中提釩后，得到O. 628Kg的生鐵，得到含V20517%的釩渣O. 022Kg，將釩渣破碎后返回鈣化焙燒酸浸提釩，進ー步提取釩。
最終鐵回收率93 %，鈦回收率95. 3 %，釩回收率93. 06 %。本發(fā)明的有益效果為I.釩鈦磁鐵礦得到充分有效的利用，避免了高爐冶煉生產(chǎn)過程中大量高爐渣的產(chǎn)生以及鈦無法有效回收利用；2.采用轉(zhuǎn)底爐對ー步提釩后的殘渣進行快速還原，縮短了還原時間，提高還原效率，避免了殘渣用回轉(zhuǎn)窯還原過程中的結(jié)圈問題，且因為轉(zhuǎn)底爐對球團強度要求不是很高，解決了提釩后的殘渣配碳后球団強度不高的問題；3.與以往釩鈦磁鐵礦中提取金屬元素的方法相比，鈦和釩的回收率大幅度提高，鈦回收率> 95%，釩回收率> 93%。 4.轉(zhuǎn)爐提釩后的釩渣并入原料中進行二次提釩過程比単獨對釩渣進行提釩更經(jīng)濟。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.ー種綜合回收高釩釩鈦磁鐵礦中釩、鈦、鐵的方法，其特征在于，包括以下步驟 A、向高釩釩鈦磁鐵礦中添加鈉鹽或者鈣鹽中的任ー種，用轉(zhuǎn)底爐焙燒后用酸浸出，分離浸出液和殘渣，浸出液制得釩產(chǎn)品； B、向步驟A中的殘渣中配入碳，制成還原性球団，球團烘干后在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)快速還原，還原產(chǎn)物在燃氣熔分爐或者電爐內(nèi)熔化分離，分離出含釩鐵水和鈦渣，鈦渣制成鈦白粉； C、步驟B中分離出的含釩鐵水通過轉(zhuǎn)爐吹氧提釩，分離出釩渣和生鐵，釩渣破碎后返回到步驟A中同高釩釩鈦磁鐵礦一起進行混料后焙燒、酸浸提釩。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的綜合回收高釩釩鈦磁鐵礦中釩、鈦、鐵的方法，其特征在干，所述步驟A中高釩釩鈦磁鐵礦的釩的重量含量在O. 8 % 3 %之間，破碎至200目占80 %后添加無水碳酸鈉、無水碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣中的至少ー種，添加量為高釩釩鈦磁鐵礦與返回的釩渣的總重量的5% 12%，在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)焙燒的溫度為1100°C 1250°C，焙燒時間為30 60分鐘，焙燒后的產(chǎn)品在PH < I. 4或者2. 5 < PH < 4. 5的硫酸中進行溶解，溶解過程中液固質(zhì)量比為5 :1，浸出溫度50°C 100°C，浸出時間I 3小吋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的綜合回收高釩釩鈦磁鐵礦中釩、鈦、鐵的方法，其特征在干，所述步驟A中，添加10%的無水碳酸鈣，在PH=O. 5的硫酸中進行溶解。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的綜合回收高釩釩鈦磁鐵礦中釩、鈦、鐵的方法，其特征在干，所述步驟B中，將步驟A浸出的殘渣烘干破碎到粒徑2mm以下，加入煤或者焦粉中至少ー種作為還原劑,還原劑用量為殘洛重量的10% 30%,加入膨潤土或者糖蜜或者淀粉溶液中的至少ー種為粘結(jié)劑，加入粘結(jié)劑量為殘渣重量的I % 5 %，混勻后壓球烘干，烘干后在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)進行快速還原，在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的還原溫度為1250°C 1380°C，還原時間為20 50分鐘，直接還原產(chǎn)品在電爐內(nèi)進行熔化分離，分離出含釩鐵水和鈦渣，鈦渣用硫酸法制成鈦白粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的綜合回收高釩釩鈦磁鐵礦中釩、鈦、鐵的方法，其特征在干，所述步驟C中，所述釩渣破碎到200目占80%后返回到步驟A。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種綜合回收高釩釩鈦磁鐵礦中釩、鈦、鐵的方法，首先向高釩釩鈦磁鐵礦中添加鈉鹽或者鈣鹽中的任一種，用轉(zhuǎn)底爐焙燒后用酸浸出，分離浸出液和殘渣，浸出液制得釩產(chǎn)品；然后向浸出的殘渣中配入含碳還原劑，制成還原性球團，球團烘干后在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)快速還原，還原產(chǎn)物在燃氣熔分爐或者電爐內(nèi)熔化分離，分離出含釩鐵水和鈦渣，鈦渣制成鈦白粉；再將分離出的含釩鐵水通過轉(zhuǎn)爐吹氧提釩，分離出釩渣和生鐵，釩渣破碎后返回同高釩釩鈦磁鐵礦一起進行混料后焙燒、酸浸提釩。釩、鈦、鐵回收率高、純度高。
文檔編號C22B3/04GK102690944SQ20121021004
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者吳道洪, 曹志成, 王敏 申請人:北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司