[发明专利]一种钒钛磁铁矿的还原方法

说明书

本发明涉及一种钒钛磁铁矿的还原方法，涉及钒钛磁铁矿技术领域。通过将钒钛磁铁矿和还原剂、添加剂、粘结剂混合均匀，再经造球后进行氧化焙烧，将钒钛磁铁矿中低价态的不可溶于水的钒化合物氧化，变成高价态的易溶于水的钒酸盐(钒酸钠)，焙烧渣经过水浸得到含钒溶液，再经过提钒和煅烧等步骤，可获得V₂O₅成品，将水浸后的球团经过处理后重新放入还原设备中，通过直接还原‑电炉熔分。分离出铁水和钛渣，从而实现了铁、钛、钒三种有价金属的回收和利用。

技术领域

本发明涉及钒钛磁铁矿技术领域，具体涉及一种钒钛磁铁矿的还原方法。

背景技术

钒钛磁铁矿是一种多金属元素的复合共生矿，除去铁以外还含有钛、钒、锑、锡、镍、铜、镉、钴等30多种有价元素，是一种重要的含铁资源，同时目前绝大部分的钒产品也是由钒钛磁铁矿冶炼而来。因此，钒钛磁铁矿的开发和还原利用极具经济价值。

目前，钒钛磁铁矿冶炼的较成熟工艺为高炉流程，该方法是先将钒钛磁铁矿通过选矿的方法选出精矿，再经过造球、烧结等程序，得到钒钛磁铁矿球团，最后将球团送入高炉中进行冶炼，在高温还原状态下大部分钒被还原进入铁水中，形成含钒铁水，而钛几乎全部进入高炉渣中，将含钒铁水倒入转炉中进行吹炼，使得大部分钒被氧化到渣相中，获得半钢以及含钒钢渣，在转炉内半钢再次脱碳变成钢水，可用于合金钢等产品的制作，而含钒钢渣可用来加工成含钒产品。高炉法处理钒钛磁铁矿的主要优点是生产效率高、规模大；主要缺点有两方面：一是生成大量的高钛型高炉渣；二是生产工艺流程长，需以焦炭作为还原剂，炼焦环境污染严重，同时增加了生产成本，这就限制了高炉法的发展。同时在高炉法冶炼过程中还会有一些其他的问题存在，炉渣变粘，渣中带铁等问题，这些情况都或多或少阻碍了钒钛磁铁矿的利用。高炉冶炼钒钛磁铁矿的生产效率高、规模大，但高炉钛渣(TiO₂的品位22％～25％)品位低，其中的钛资源由于经过高温处理活性变低而导致不能利用，故该工艺处理钒钛磁铁矿的综合利用率不高。因此，为高效地综合利用钒钛磁铁精矿中的铁、钒、钛资源，提供一种高效的非高炉冶炼技术成为还原钒钛磁铁精矿的研究热点。

发明内容

本发明的技术目的在于提供一种钒钛磁铁矿的还原方法，通过将钒钛磁铁和还原剂、添加剂、粘结剂混合均匀，再经造球后，在微波反应器内进行氧化焙烧，将钒钛磁铁矿中低价态的不可溶于水的钒化合物氧化，变成高价态的易溶于水的钒酸盐(钒酸钠)，焙烧渣经过水浸得到含钒溶液，再经过提钒和煅烧等步骤，可获得V₂O₅成品，将水浸后的球团经过处理后重新放入还原设备中，通过直接还原-电炉熔分。分离出铁水和钛渣，从而实现了铁、钛、钒三种有价金属的回收和利用。

一种钒钛磁铁矿的还原方法，包括以下步骤：

(1)将还原剂、钒钛磁铁矿、添加剂、粘结剂混匀加水制成球团后进行微波氧化焙烧；

(2)经过微波氧化焙烧的球团转入水中急冷浸渍得浸渍液和球团；

(3)经过急冷浸渍的浸渍液经提钒和常规煅烧获得五氧化二钒成品；

(4)经过急冷浸渍的球团分为两份，第一份球团经烘干研磨粉碎后和还原剂、粘结剂加水制成浆料后将第二份球团进行重新包裹后热处理制得二次球团；

(5)二次球团经直接还原-电炉熔融分离出铁水和钛渣。

进一步地，所述步骤(1)中：钒钛磁铁矿、还原剂、添加剂、粘结剂的混合质量比为100∶(5-10)∶(10-15)∶(2-5)。

进一步地，所述步骤(1)中钒钛磁铁矿为钒钛磁铁精矿，还原剂为煤粉，添加剂为氢氧化钠，粘结剂为膨润土、聚乙烯醇、淀粉溶液中的一种或多种；球团尺寸：长径10-20mm，短径8-15mm的椭球型。

进一步地，步骤(1)中还原剂、钒钛磁铁矿、添加剂、粘结剂混匀后进行球磨至100目以下再加水制成球团。