[发明专利]钒钛铁精矿的冶炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及钒钛铁精矿的冶炼方法，属于冶金领域。

背景技术

钒钛铁精矿是指Fe含量在51～62％，TiO₂含量在5～14％，V₂O₅含量在0.5～0.93％，其余为杂质的矿石。目前，已有直接还原钒钛铁精矿的方法的相关报道。

如：《南方金属》，2005，No.5，23～24，27的文献“钒钛磁铁矿制备还原铁粉的碳还原过程的实验研究”所公开的方法是：以焦碳为还原剂，按内配碳为铁精矿的15％，再加特有的添加剂和铁精矿混合制成球团，再按外配碳为铁精矿的40％，在微波炉内微波辐射加热，在1200℃～1250℃下还原120分钟，得到还原铁粉、同样的球团配比在马弗炉内1230℃下还原180分钟，得到与微波辐射加热90分钟同样的效果。这种方法以价格较高的焦碳为还原剂，又分为内配碳和外配碳两部份，且用量多，还原时间长。该文献中未提及还原后的金属化率，只谈到所得到的铁品位，所用的钒钛铁精矿中含有二氧化钛、氧化硅、氧化铝，氧化钙、氧化镁等其它杂质，把这些杂质成分计入，还原后的铁品位达不到文中所述的数值(不管是常规加热还是微波加热)。

又如：《矿产综合利用》，2006，No.1，12～15的文献“一种钒钛铁精矿制备还原铁粉的新工艺”所公开的方法是：以焦碳为还原剂，内配碳为铁精矿的15％，外配碳为铁精矿的40％，以硫酸钠和铁粉为添加剂，分别按铁精矿的5％和3％与铁精矿、内配焦碳、混合造球，在还原温度为1200℃～1250℃下还原90分钟，还原产物经磨选分离得到铁粉。这种方法同样有还原剂分为内配碳和外配碳两部份，且用量多，还原时间长，而且在还原过程中，由于硫酸钠不易混匀，球团易崩溃粉化，从而影响还原设备的正常运行。另外，该方法用水玻璃作粘结剂，在回转窑内还原，而水玻璃的熔点在1100℃左右，在高于此温度的还原条件下，水玻璃会熔化形成液相，导致球团粉化，且腐蚀耐火材料。在回转窑内还原时，球团中的低熔点物质会和熔化了的水玻璃一起粘结在加转窑的炉壁上，形成结圈，时间长了，这种结圈会越来越厚，不仅会导致回转窑负荷和能耗增加，还使得其容积降低，使生产效率大幅降低。

上述方法均需要先加入内配碳制成球团，然后加入外配碳，且用量较多，生产成本较高，还存在还原过程中压块易崩溃粉化的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生产成本较低的钒钛铁精矿的冶炼方法。

本发明钒钛铁精矿的冶炼方法包括如下步骤：将铁粉、钒钛铁精矿、还原剂和钠盐溶液混匀，再加入粘结剂，再次混匀，制成球团，干燥，最后将球团于还原炉中还原得到还原球团；其中，所述还原剂的用量以其碳含量计为钒钛铁精矿重量的15～25％，所述钠盐的用量为钒钛铁精矿和配碳量总量的0.3～1.5％，所述铁粉的用量为钒钛铁精矿和配碳量总量的1～4％，所述粘结剂的用量以使各原料粘结制成球团。

上述铁粉、钒钛铁精矿、还原剂、钠盐溶液和粘结剂不能一次混匀，因为粘结剂有一定的粘度，如果一起混合，会造成铁粉、还原剂和钠盐与钒钛铁精精矿混料不匀，故需先将铁粉、钒钛铁精矿、还原剂和钠盐溶液混匀，再加入粘结剂，再次混匀。

上述加入的铁粉起使金属铁形成晶种的作用，并与钠盐起联合催化作用，提高还原效率，缩短还原时间。

其中，上述的还原剂为焦碳、煤、碳黑、木炭中至少一种；上述的钠盐为Na₂CO₃、NaCl、Na₂SO₄中至少一种(Na₂CO₃、NaCl、Na₂SO₄在高温还原过程中能破坏氧化铁中的晶格，从而起到催化氧化铁还原的作用)；所述粘结剂为聚乙烯醇水溶液(用聚乙烯醇水溶液作粘结剂，易于控制配入量，所制球团能满足强度要求)，聚乙烯醇水溶液的浓度优选为1～5g/L，所述聚乙烯醇水溶液的用量为混合料总重量的2～7％。

进一步的，上述钠盐溶液的浓度优选为1.5～3mol·L^-1。

进一步的，上述原料的粒度过大则会降低还原动力学条件，粒度过小，则会增加粉碎各原料的成本，所述还原剂的粒度优选为0.25～0.05mm；所述铁粉的粒度优选为0.063～0.125mm；所述钒钛铁精矿的粒度优选为0.1～0.04mm。

其中，上述的球团的干燥方式可以为自然凉干，如：日晒12～72小时，也可以于50～250℃的温度下保温2小时～42小时烘干。

其中，上述的还原炉可以为转底炉或管式炉等。