[发明专利]一种钒钛磁铁矿铁、钒、钛低温综合回收工艺

说明书

本发明一种钒钛磁铁矿铁、钒、钛低温综合回收工艺，包括以下步骤：步骤1、将钒钛磁铁矿、钠化剂及碳质还原剂混合制备含碳复合球团；步骤2、对所述含碳复合球团进行还原或熔分，水解，得到水解渣；步骤3、将所述水解渣在稀酸中处理得到酸解渣；步骤4、对所述酸解渣进行煅烧，得到富钛料。本发明通过将钒钛磁铁精矿与碳质还原剂、钠化剂混合制备含碳复合球团，降低了钒钛磁铁精矿的还原和熔分温度，同步实现铁氧化物的还原与Ti、Si、Al等酸性氧化物的钠化，减少了加热步骤、降低了能耗；本发明同样适用于钛精矿以及其它类型的钛铁矿，为钒钛磁铁矿的综合利用提供了广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及冶金资源综合利用技术领域，尤其涉及一种钒钛磁铁矿铁、钒、钛低温综合回收工艺。

背景技术

中国钛资源90％以上分布在攀西地区，主要以钒钛磁铁矿的形态存在，保有储量达到10亿吨以上。钒钛磁铁矿是一种铁、钒、钛等多种有价元素共生的复合矿，选矿后约50％的钛、70％的铁与钒进入铁精矿，其余进入钛精矿。钛精矿是我国钛产业的主要原料来源，而钒钛磁铁精矿主要经高炉流程回收含钒铁水，含钛高炉渣由于钛品位较低(约20％)和冶炼经济性的限制，钛没有得到有效利用，造成钛资源的大量损失。据统计，攀钢含钛高炉渣堆存量接近7000万吨，且每年增加量约为300万吨，因此，提高钒钛磁铁精矿中钛的利用效率是解决我国钛资源紧缺的关键。

基于钛酸钠盐的水解特性，水解过程中钠与钛发生分离，不影响钛渣的最终品位，同时，钠盐可与Si、Al形成可溶盐，水洗过程中与钛分离，有利于提高钛渣的品位。目前，针对含钛高炉渣的钠碱法提钛的工艺已有研究，但存在以下几个方面的问题：

(1)含钛高炉渣中钛以钙钛矿的形态存在，极为稳定，碱法处理温度高，钛的回收率偏低；

(2)NaOH在水中的溶解度大，水解母液中NaOH与水的分离难度高，以NaOH为钠化剂时循环回收能耗较高；

(3)钒钛磁铁精矿必须经过还原、熔分实现渣铁分离后才能得到含钛高炉渣，即钒钛磁铁精矿中铁氧化物的还原与钛的钠化处理过程是分开的，延长了工艺流程、提高了处理能耗。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种钒钛磁铁矿铁、钒、钛低温综合回收工艺，用以解决现有含钛高炉渣通过钠碱法提钛工艺流程长、能耗高、钛的回收率偏低及以NaOH为钠化剂时循环回收能耗较高的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种钒钛磁铁矿铁、钒、钛低温综合回收工艺，包括以下步骤：

步骤1、将钒钛磁铁矿、钠化剂及碳质还原剂混合制备含碳复合球团；

步骤2、对所述含碳复合球团进行还原或熔分，水解，得到水解渣；

步骤3、将所述水解渣在稀酸中处理得到酸解渣；

步骤4、对所述酸解渣进行煅烧，得到富钛料。

本发明有益效果如下：本发明钠化剂的加入显著提高了铁的还原效率，避免了熔剂的使用，且铁的还原与钛的钠化过程同步进行，缩短了工艺流程；水解过程中钠化剂与钛分离后可循环利用，且酸性氧化物与钠化剂形成可溶性钠盐，水解过程中溶解进入液相与渣相分离，提高了水解钛渣品位；钛酸钠盐在水解过程中分解成为可溶于稀酸的偏钛酸，可制备高品质富钛料或直接得到钛白。

进一步，所述步骤1中，所述钠化剂与所述钒钛磁铁矿中酸性氧化物的质量比为1～1.5，所述钒钛磁铁矿中酸性氧化物是氧化钛、氧化钒、氧化硅和氧化铝的混合物。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明选择上述质量比能够确保钒钛磁铁矿中酸性氧化物(包括氧化钛、氧化钒、氧化硅和氧化铝)与钠化剂反应充分形成相应的钠盐，水解过程中钛酸钠转化为偏钛酸保留在渣相中，钒酸钠、硅酸钠、铝酸钠进入水溶液与钛分离。