[实用新型]一种钒钛磁铁矿资源综合利用处理装置

说明书

本实用新型提出一种钒钛磁铁矿资源综合利用处理装置，生球进入回转窑预还原后进入深还原窑用微波加热进一步强化还原，可得到钒钛与铁分离良好的球团，以便于进行下一步的磨选。预还原采用回转窑(在较低温(1000℃以下))条件下进行，防治结窑，保证了回转窑的顺行和可靠性；另外减少添加剂的挥发以及降低钒钛矿物的还原势，是实现铁和钒钛分离的基本保障)，完成干燥、预热和预还原等过程，深还原采用微波还原，操作简洁，高效低耗。该工艺装置不仅能充分合理回收利用钒钛磁铁矿中的铁、钒、钛，而且具有“工艺流程短、节省能耗、环境友好”的特点，可以实现对钒钛磁铁矿资源的高效综合利用。

技术领域

本实用新型涉及一种还原处理装置，具体涉及一种钒钛磁铁矿资源综合利用处理装置，属于钒钛磁铁分离技术领域。

背景技术

钒、钛是世界公认的稀有资源和重要战略物质。其中，钒在地壳中的含量约为0.02％-0.03％，在自然界非常分散，通常和其他金属伴生，有98％共生于钒钛磁铁矿，世界上钒产量的88％是从钒钛磁铁矿中获得的。钛资源十分丰富，分布很广，钛在地壳中的丰度为0.63％，地壳中的含钛矿物有140多种，但具有釆价值的仅有10余种，主要是钛铁矿和金红石。钒钛磁铁矿是一种以铁、钒、钛为主，伴生多种有价元素(如铬、钴、镍、铜、钪、镓和铂族元素等)的多元共生铁矿，由于铁钛紧密共生，钒以类质同像的形式赋存于钛磁铁矿中，一般钒钛磁铁矿含TiO21～25％，V2O50.1～2％。全球钒钛磁铁矿储量丰富，资源总量在400亿吨以上，较为集中的分布在少数几个国家，如中国、俄罗斯、南非、加拿大、美国、挪威等。其中伴生的钒、钛、铁、铬等多种有价金属，具有很高的综合利用价值。目前，各国对钒钛磁铁矿资源的开发不尽相同、各具特点，但是都没有较好的实现钒钛磁铁矿中铁、钒、钛的同时回收利用，主要是很难将铁与钒钛分离。

钒钛磁铁矿的综合利用最早始于20世纪20年代，当时为了满足对钒、钛的需求，以前苏联、挪威、芬兰、南非、加拿大为代表的一些国家开始研究钒钛磁铁矿的分选和冶炼问题，从此拉开了钒钛磁铁矿综合利用的序幕。我国从上世纪六十年代开始就非常重视国内钒钛磁铁矿资源的开发及合理利用，经过广大科技工作者几十年的技术攻关，突破了关键技术，形成了攀钢、承钢等企业为代表的钒钛磁铁矿“高炉炼铁—转炉炼钢提钒渣—钠化提钒”流程的大规模工业生产，但现有以钢铁为导向的传统冶炼和加工技术资源利用率偏低，钒钛磁铁矿中钒资源综合利用率仅47％，钛资源回收率不足15％，铬不能利用，资源浪费严重，且造成严重的环境污染，直接威胁长江上游生态环境安全。因此，建立钒钛磁铁矿资源高效综合利用的新方法，提高资源综合利用率，减少环境污染，具有重要意义。

高炉法是最早用于处理钒钛磁铁精矿的工业化方法，该方法是将钒钛磁铁精矿造球团或烧结后送入高炉中进行冶炼，在冶炼过程中大部分钒被还原进入含钒铁水，而钛几乎全部进入高炉渣。含钒铁水再经转炉吹炼，使大部分钒被选择性氧化进入渣相，得到半钢和含钒钢渣。半钢在转炉中进一步脱碳而成钢水，用于生产合金钢等，而含钒钢渣用于制取钒系产品。高炉法能较好地回收钒钛磁铁精矿中的铁和钒，但钛进入高炉渣中呈弥散微细分布，很难分离。目前，还没有较好的途径来利用这些钛渣，大量含钛高炉渣堆积如山，不仅造成钛资源的巨大浪费，而且占用土地，污染周围环境。此外，随渣中TiO2含量的提高，高炉冶炼的难度加大，将出现泡沫渣、粘滞渣和铁损增加现象，冶炼过程将难以进行，除此之外，高炉工艺多步高温，能耗高；流程长，有焦化、烧结等工序，污染大。

钠化提钒—还原—熔分流程的基本过程是将钠盐同钒钛磁铁精矿造球，然后在1000℃左右进行氧化钠化焙烧，使钒同钠盐形成溶于水的钒酸钠，经水浸使钒同铁、钛分离，残球经回转窑还原、电炉熔分获得钢水和钛渣，从而使铁、钒、钛均得以回收利用。其工艺流程如图3所示。在国外，南非和芬兰等国家虽己将此流程应用于工业生产，但仅限于回收钒，钛资源并未得以利用。