[发明专利]干式磁选机

说明书

技术领域

本发明涉及一种干式磁选机。

背景技术

攀枝花市的钒钛磁铁矿(TFe为55％左右，TiO₂为8～12％)资源丰富，但其利用效果不好。目前，钒钛磁铁矿的利用途径主要是烧结后高炉冶炼法和压球后在转底炉还原加电炉熔分法。高炉冶炼法是将温度控制在1400～1600℃，加入钒钛磁铁矿烧结料、燃料、熔剂等进行冶炼，得到铁水。此方法的不足就是只能利用钒钛磁铁矿中的铁，而二氧化钛完全进入到高炉渣中去了，在高炉渣中，二氧化钛的含量也只有百分之二十几，同时含有很多Si、Ca、Mg等杂质，很不容易分离，使大量的二氧化钛资源随高炉渣一起被“丢弃”掉，白白的损失了大量的钛资源；此外还有炉温高，耗能比较大等不足。而在转底炉中利用钒钛磁铁矿进行还原，然后通过电炉冶炼熔分生产铁水及钛富集物的方法可以得到品位在50％左右的钛矿。该方法虽然使钒钛磁铁矿得到了综合利用，但这种生产工艺在生产时必须造球，所做的球团的硬度还要很高，且转底炉的炉温一般控制在1400℃左右，但金属化率只能达到70％左右，同时还要经过电炉进一步还原与熔分，温度在1700～1800℃，能耗较大，生产成本也较高。

因此，寻找一种既能利用钒钛磁铁矿中的铁，又能回收钒钛磁铁矿中的钛资源，使钒钛磁铁矿得到综合利用的新方法，刻不容缓的摆在了人们的面前。对于这个问题，有人提出了用直接还原炼铁工艺实现钒钛磁铁矿的冶炼。比如，“直接还原炼铁工艺现状及攀枝花钒钛磁铁矿处理工艺选择，杨保祥，攀枝花科技与信息，第3期，第31卷，2006年”一文中就提出了采用回转窑法和转底炉法进行钒钛磁铁矿直接还原炼铁的工艺。但该文中并未提到使用隧道窑进行钒钛磁铁矿的直接还原。隧道窑直接还原炼铁虽是一种古老的方法，而目前该方法采用的原料大多都是含铁量在60％以上的普通铁精矿或铁鳞，还原后所得铁粉中TFe含量较低。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是提供一种能够有效利用钒钛磁铁矿中的铁、钛资源的钒钛磁铁矿的冶炼方法。其次，本发明还要提供一种可有效避免磁团聚和磁夹带现象的干式磁选机以及实现磁性和非磁性物质分离的方法。

本发明钒钛磁铁矿的冶炼方法包括的步骤为：a、将钒钛磁铁矿与碳质还原剂分层装入还原罐；b、将搭载还原罐的窑车置于隧道窑内进行还原反应；c、反应完成后从还原罐内取出还原锭并对其进行破碎、筛分；d、对筛分后的物料进行磁选，所得的磁性物质为铁粉，非磁性物质钛富集物。

上述“分层”的含义是指钒钛磁铁矿与碳质还原剂只接触但不混合。这种将钒钛磁铁矿与碳质还原剂分层装入还原罐的方式不仅可以省去对钒钛磁铁矿进行压球或压块的工序，而且还能避免碳质还原剂与钒钛磁铁矿的混合，为后续保障磁选精度创造条件。将上述这种分层装料的方式与隧道窑还原技术相结合所得到的铁粉中TFe含量和MFe含量均可达到90％左右甚至更高，效果出乎意料，而得到的钛富集物中TiO₂可达到35％以上，达到钛中矿的品味，可作为生产钛白粉的原料。另外，所得铁粉中还含有Ti、V等元素，将该铁粉用于粉末冶金时还能提高材料的强度、耐磨性等性能。此外，隧道窑还原还具有降低能耗的效果。总之，本发明的钒钛磁铁矿的冶炼方法能够实现钒钛磁铁矿的综合利用。

进一步的是，还原反应包括预热、还原、冷却三个阶段，其中：预热阶段的时间为13～18小时，预热温度控制在120～950℃；还原阶段的时间为30～40小时，还原温度控制在900～1100℃。其中，优选的还原温度应控制在小于1000℃的范围内，这样可以在较小的温度条件下达到同样的还原效果，达到节能的目的。

进一步的是，实施步骤a时，将装料模具插入还原罐内，该装料模具具有至少两面彼此间隔的侧壁，这两面侧壁之间构成还原物料装料仓，侧壁与还原罐的内壁之间构成还原剂装料仓，当钒钛磁铁矿与碳质还原剂分别填充在所述还原物料装料仓和还原剂装料仓内后，抽出装料模具而钒钛磁铁矿与碳质还原剂之间则以分层的形态留在还原罐内。采用上述装料模具能够轻松实现将钒钛磁铁矿与碳质还原剂分层装入还原罐，并使钒钛磁铁矿更多的被碳质还原剂包覆。显然，所述的至少两面彼此间隔的侧壁最好构成互为嵌套的同心环形结构，已达到较好的还原效果。

当然，除上述装料模具外，也可以通过其他办法使钒钛磁铁矿与碳质还原剂之间以分层形态留在还原罐内。比如，一种简单的办法是在还原罐中安装可抽出的隔板，先将钒钛磁铁矿与碳质还原剂分别倒入隔板两侧，然后抽出隔板即达到使钒钛磁铁矿与碳质还原剂只接触但不混合的效果。