[发明专利]以钒钛磁铁矿为原料同时制备钛渣和含钒生铁的方法

说明书

本发明公开了一种以钒钛磁铁矿为原料同时制备钛渣和含钒生铁的方法，属于电炉冶炼钛渣技术领域，包括以下步骤：向电炉中加入重量配比为1:0.17～0.40的钒钛磁铁矿和碳质还原剂进行还原，然后进行渣铁分离得到钛渣和含钒生铁。本发明通过控制碳质还原剂的用量，同时得到了合格的钛渣和含钒生铁，与传统的含钒生铁生产工艺相比，工艺流程短，成本大幅降低，无冶炼废渣排出，清洁环保；与传统的钛渣生产工艺相比，将钛渣中的钒大幅还原出来，提高了钛渣中钒的利用率。

技术领域

本发明属于电炉冶炼钛渣技术领域，具体涉及一种以钒钛磁铁矿为原料同时制备钛渣和含钒生铁的方法。

背景技术

钒(V)是一种过渡族金属元素，因其具有优良的强度、硬度及抗疲劳效应，被广泛地应用于钢铁、化工、航空等领域。大约84％的钒用于钢铁作为合金元素溶解到钢中形成VC和VN，从而提高钢的硬度、强度、韧性和抗磨损性能，其生产产品以钒铁为主。而钒资源作为一种世界上重要的稀缺资源，无单独可采的钒矿物，其在自然界中的分布很分散，主要伴生于硫钒矿、铅钒矿、钒云石、钒酸钾铀矿以及钒钛磁铁矿等矿物中，其中，世界上88％的钒是从钒钛磁铁矿中获得。

钒钛磁铁矿是钒、钛、铁共生并伴生有多种价值元素的共伴生矿资源，矿中钛、钒、铁为主要价值元素，并含有铬、硫、钴、镍、铜、锰、镓、钪以及铂族元素等多种有益组分，矿产资源不仅种类繁多，产地集中(96％集中于攀枝花、白马、红格、太和四大矿区)，而且赋存条件好，综合利用价值高。

目前，世界各国根据本国钒钛磁铁矿资源的特点，对钒钛磁铁矿的分选富集主要采用传统的破碎磨矿—弱磁选铁—浮选选钛工艺技术，有的只选铁而不选钛，铁精矿的品位为TFe≥54％；有的只选钛而不选铁，钛精矿的品位为TiO₂＞45％；而有的矿物(钒钛次铁精矿)因为矿相的原因，很难精选为钛精矿或铁精矿，一般将其作为炼铁配矿原料。由于各国矿石性质的不同，选矿获得的钒钛磁铁矿精矿物质组成也不相同，特别是主要有益元素钒、钛、铁含量的差异，形成了不同的利用途径，一是用作高炉炼铁的原料，回收铁和钒；二是用作回转窑直接还原的原料，后经电炉熔化还原回收铁和钒；三是精矿中TiO₂含量很高，用作电炉冶炼高钛渣的原料，主要目的是回收钛，铁作为副产品回收。无论是哪种用途，都没有实现钒钛磁铁矿中铁、钒、钛的同时高效回收利用，从而造成资源的浪费。

CN105112689A公开了一种钒钛磁铁矿提取钛的方法，在铁精矿电炉还原熔炼中加入钠或钾盐添加剂，得到铁水和含钛炉渣，其中：钒、铁经还原进入铁水，而在熔炼高温条件下，硅、铝杂质与钠或钾盐添加剂形成可溶于稀酸的钠的硅铝酸盐，并与钛及钙镁杂质留在含钛炉渣中；然后，针对含钛炉渣采用湿法冶金除杂方法进行提纯，获得含TiO₂＞75％的钛渣产品。上述方法中电炉还原后得到的钛渣是不合格的，还需要后续提纯才能获得合格的钛渣产品，工艺生产周期长，成本高。

CN102417944A公开了一种利用钒钛次铁精矿熔融钛还原冶炼酸溶性钛渣的方法，所述方法包括步骤：将钒钛次铁精矿与钛精矿混合，加入碳质还原剂和粘结剂，形成混合料；对所述混合料进行还原，然后进行渣铁分离处理，以得到半钢和钛渣；对经渣铁分离处理得到钛渣的表面进行喷水，以使钛渣的温度在降温过程中迅速跨越600℃～850℃温度区间，形成酸溶性钛渣。上述方法虽然增大了钒钛次铁精矿的利用空间，但是还是忽略了矿物中钒的提取，造成了钒的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同时回收利用钒钛磁铁矿中铁、钒、钛的方法。

本发明提供了一种以钒钛磁铁矿为原料同时制备钛渣和含钒生铁的方法，包括以下步骤：向电炉中加入重量配比为1:0.17～0.40的钒钛磁铁矿和碳质还原剂进行还原，然后进行渣铁分离得到钛渣和含钒生铁。