專利名稱：釩鈦鐵精礦的冶煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及釩鈦鐵精礦的冶煉方法，屬于冶金領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
釩鈦鐵精礦是指Fe含量在51 62X， 1102含量在5 14%， ￥205含量在0. 5 0. 93%，其 余為雜質(zhì)的礦石。目前，已有直接還原釩鈦鐵精礦的方法的相關(guān)報(bào)道。
如《南方金屬》，2005， No. 5， 23 24， 27的文獻(xiàn)"釩鈦磁鐵礦制備還原鐵粉的碳還 原過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究"所公開的方法是以焦碳為還原劑，按內(nèi)配碳為鐵精礦的15%，再加特 有的添加劑和鐵精礦混合制成球團(tuán)，再按外配碳為鐵精礦的40%，在微波爐內(nèi)微波輻射加熱 ，在120(TC 125(TC下還原120分鐘，得到還原鐵粉、同樣的球團(tuán)配比在馬弗爐內(nèi)123(TC下 還原180分鐘，得到與微波輻射加熱90分鐘同樣的效果。這種方法以價(jià)格較高的焦碳為還原 劑，又分為內(nèi)配碳和外配碳兩部份，且用量多，還原時(shí)間長(zhǎng)。該文獻(xiàn)中未提及還原后的金屬 化率，只談到所得到的鐵品位，所用的釩鈦鐵精礦中含有二氧化鈦、氧化硅、氧化鋁，氧化 鈣、氧化鎂等其它雜質(zhì)，把這些雜質(zhì)成分計(jì)入，還原后的鐵品位達(dá)不到文中所述的數(shù)值(不 管是常規(guī)加熱還是微波加熱)。
又如《礦產(chǎn)綜合利用》，2006，No. 1， 12 15的文獻(xiàn)"一種釩鈦鐵精礦制備還原鐵粉 的新工藝"所公開的方法是以焦碳為還原劑，內(nèi)配碳為鐵精礦的15%，外配碳為鐵精礦的 40%，以硫酸鈉和鐵粉為添加劑，分別按鐵精礦的5%和3%與鐵精礦、內(nèi)配焦碳、混合造球 ，在還原溫度為120(TC 125(TC下還原90分鐘，還原產(chǎn)物經(jīng)磨選分離得到鐵粉。這種方法同 樣有還原劑分為內(nèi)配碳和外配碳兩部份，且用量多，還原時(shí)間長(zhǎng)，而且在還原過(guò)程中，由于 硫酸鈉不易混勻，球團(tuán)易崩潰粉化，從而影響還原設(shè)備的正常運(yùn)行。另外，該方法用水玻璃 作粘結(jié)劑，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)還原，而水玻璃的熔點(diǎn)在110(TC左右，在高于此溫度的還原條件下， 水玻璃會(huì)熔化形成液相，導(dǎo)致球團(tuán)粉化，且腐蝕耐火材料。在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)還原時(shí)，球團(tuán)中的低 熔點(diǎn)物質(zhì)會(huì)和熔化了的水玻璃一起粘結(jié)在加轉(zhuǎn)窯的爐壁上，形成結(jié)圈，時(shí)間長(zhǎng)了，這種結(jié)圈 會(huì)越來(lái)越厚，不僅會(huì)導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯負(fù)荷和能耗增加，還使得其容積降低，使生產(chǎn)效率大幅降低
上述方法均需要先加入內(nèi)配碳制成球團(tuán)，然后加入外配碳，且用量較多，生產(chǎn)成本較高 ，還存在還原過(guò)程中壓塊易崩潰粉化的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種生產(chǎn)成本較低的釩鈦鐵精礦的冶煉方法。
本發(fā)明釩鈦鐵精礦的冶煉方法包括如下步驟將鐵粉、釩鈦鐵精礦、還原劑和鈉鹽溶液 混勻，再加入粘結(jié)劑，再次混勻，制成球團(tuán)，干燥，最后將球團(tuán)于還原爐中還原得到還原球 團(tuán)；其中，所述還原劑的用量以其碳含量計(jì)為釩鈦鐵精礦重量的15 25%，所述鈉鹽的用量 為釩鈦鐵精礦和配碳量總量的O. 3 1. 5%，所述鐵粉的用量為釩鈦鐵精礦和配碳量總量的l 4%，所述粘結(jié)劑的用量以使各原料粘結(jié)制成球團(tuán)。
上述鐵粉、釩鈦鐵精礦、還原劑、鈉鹽溶液和粘結(jié)劑不能一次混勻，因?yàn)檎辰Y(jié)劑有一定 的粘度，如果一起混合，會(huì)造成鐵粉、還原劑和鈉鹽與釩鈦鐵精精礦混料不勻，故需先將鐵 粉、釩鈦鐵精礦、還原劑和鈉鹽溶液混勻，再加入粘結(jié)劑，再次混勻。
上述加入的鐵粉起使金屬鐵形成晶種的作用，并與鈉鹽起聯(lián)合催化作用，提高還原效率 ，縮短還原時(shí)間。
其中，上述的還原劑為焦碳、煤、碳黑、木炭中至少一種；上述的鈉鹽為Na2C03、 NaCl、 Na2S04中至少一種(Na2C03、 NaCl、 Na2S04在高溫還原過(guò)程中能破壞氧化鐵中的晶格， 從而起到催化氧化鐵還原的作用)；所述粘結(jié)劑為聚乙烯醇水溶液(用聚乙烯醇水溶液作粘 結(jié)劑，易于控制配入量，所制球團(tuán)能滿足強(qiáng)度要求)，聚乙烯醇水溶液的濃度優(yōu)選為l 5 g/L，所述聚乙烯醇水溶液的用量為混合料總重量的2 7% 。
進(jìn)一步的，上述鈉鹽溶液的濃度優(yōu)選為1.5 3 mol*L—1 。
進(jìn)一步的，上述原料的粒度過(guò)大則會(huì)降低還原動(dòng)力學(xué)條件，粒度過(guò)小，則會(huì)增加粉碎各 原料的成本，所述還原劑的粒度優(yōu)選為0.25 0.05mm;所述鐵粉的粒度優(yōu)選為O. 063 0. 125mm;所述釩鈦鐵精礦的粒度優(yōu)選為O. 1 0. 04mm。
其中，上述的球團(tuán)的干燥方式可以為自然涼干，如日曬12 72小時(shí)，也可以于50 25CTC的溫度下保溫2小時(shí) 42小時(shí)烘干。
其中，上述的還原爐可以為轉(zhuǎn)底爐或管式爐等。
其中，為了使球團(tuán)還原時(shí)金屬不被氧化，球團(tuán)在還原爐中的還原氣氛為非氧化性氣氛。 其中，由于本發(fā)明采用了鈉鹽和鐵粉聯(lián)合催化，可以降低還原溫度和縮短還原時(shí)間，上 述球團(tuán)還原時(shí)的溫度優(yōu)選為1100 1400。C ，球團(tuán)的還原時(shí)間優(yōu)選為7 120min。 本發(fā)明具有如下有益效果
1、本發(fā)明采用鈉鹽和鐵粉聯(lián)合催化，有效地降低了還原溫度，縮短了還原時(shí)間，降低 了能耗，提高了生產(chǎn)效率。2、 本發(fā)明將鈉鹽溶解于水，然后和還原劑、添加劑和釩鈦鐵精礦混合均勻，再將此混 合料和粘結(jié)劑混合均勻后壓制成球團(tuán)。這種混料方式保證了鈉鹽能均勻地分布于釩鈦鐵精礦 中，從而充分保證了鈉鹽對(duì)釩鈦鐵精礦還原的催化作用。
3、 本發(fā)明使用的鈉鹽量少，鈉鹽混合均勻，球團(tuán)在還原過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生崩潰或粉化。
4、 本發(fā)明不用外配碳，減少了還原劑的用量，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。
5、 本發(fā)明所得產(chǎn)品質(zhì)量好，金屬化率高，可以達(dá)到95%以上。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所 述的實(shí)施例范圍之中。
下述實(shí)施例中所用的釩鈦鐵精礦的化學(xué)成分為Fe203 =54.39%、 Fe0=23.45%、 Ti02=12.53%、 A1203 =2.41%、 Si02 =2.36%、 Ca0= 1.25%、 Cr203 =0.095%、 V205 =0.400%，其余為灰分或其它微量成分。還原劑為煤粉，其總碳的含量為79.26%。
實(shí)施例l
取釩鈦鐵精礦300g，取煤粉63.4g，粒度為O. 18mm，取總鐵含量為96.6%，粒度為 0. 075mm的鐵粉4. 8g，將這三種固體料混合均勻成混合料。按釩鈦鐵精礦和配碳量總量的 0. 3%計(jì)算加入濃度為2.00 mol L—^勺Na2C03水溶液22ml和混合料混合均勻，再按混合料重 量的3%混入聚乙烯醇水溶液，其濃度為l g L—、然后將這種混合料壓制成球團(tuán)。日曬干 燥此球團(tuán)36小時(shí)后，取干燥后的球團(tuán)在管式加熱爐內(nèi)和CO氣氛、1224'C下保溫48分鐘，得到 金屬化率為97.97%的還原球團(tuán)(還原球團(tuán)中，被還原成金屬的鐵除以釩鈦鐵精礦中總鐵含 量所得數(shù)值再乘以100%即為金屬化率。)
實(shí)施例2
取釩鈦鐵精礦500g，取煤粉103. 9g，粒度為O. 15mm，取總鐵含量為97.2%，粒度為
0. 090mm的鐵粉17.0g，將這三種固體料混合均勻成混合料。按釩鈦鐵精礦和配碳量總量的
1. 2%計(jì)算加入濃度為2. 30mol L—^勺Na2C03水溶液167ml和混合料混合均勻，再按混合料重 量的5%混入聚乙烯醇水溶液，其濃度為3 g L—、然后將這種混合料壓制成球團(tuán)。在10(TC 下干燥16小時(shí)后，取干燥后的球團(tuán)在管式加熱爐內(nèi)和C0+N2氣氛、1224'C下保溫102分鐘，得 到金屬化率為96. 45%的還原球團(tuán)。
實(shí)施例3
取釩鈦鐵精礦700g，取煤粉200.5g，粒度為O. 10mm取總鐵含量為98.2X，粒度為 0. 100mm的鐵粉17. 5g，將這三種固體料混合均勻成混合料。按釩鈦鐵精礦和配碳量總量的1.5%計(jì)算加入濃度為1.92 mol L—i的Na2C03水溶液63ml和混合料混合均勻，再按混合料重 量的7%混入聚乙烯醇水溶液，其濃度為l g L—、然后將這種混合料壓制成球團(tuán)。日曬干 燥此球團(tuán)46小時(shí)后，取干燥后的球團(tuán)在管式加熱爐內(nèi)CO氣氛、128(TC下保溫30分鐘，得到金 屬化率為96. 62%的還原球團(tuán)。 實(shí)施例4
取釩鈦鐵精礦300g，取煤粉63.4g，粒度為O. 18mm，取總鐵含量為96.6%，粒度為
0. 075mm的鐵粉4. 8g，將這三種固體料混合均勻成混合料。按釩鈦鐵精礦和配碳量總量的
1. 4%計(jì)算加入濃度為2. 05mol L—^勺Na2S04水溶液17ml和混合料混合均勻，再按混合料重量 的3%混入聚乙烯醇水溶液，其濃度為l g L—、然后將這種混合料壓制成球團(tuán)。日曬干燥 此球團(tuán)36小時(shí)后，取干燥后的球團(tuán)在管式加熱爐內(nèi)和CO氣氛下、1224'C下保溫48分鐘，得到 金屬化率為95. 86%的還原球團(tuán)。
實(shí)施例5
取釩鈦鐵精礦500g，取煤粉103. 9g，粒度為O. 15mm，取總鐵含量為97.2%，粒度為 0.090mm的鐵粉17.0g，將這三種固體料混合均勻成混合料。按釩鈦鐵精礦和配碳量總量的 0. 9%計(jì)算加入濃度為2. 40mol L—^勺NaCl水溶液38ml和混合料混合均勻，再按混合料重量 的5%混入聚乙烯醇水溶液，其濃度為3 g L—、然后將這種混合料壓制成球團(tuán)。在10(TC下 干燥16小時(shí)后，取干燥后的球團(tuán)在管式加熱爐內(nèi)和C0+N2氣氛、1224i:下保溫102分鐘，得到 金屬化率為95. 32%的還原球團(tuán)。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1釩鈦鐵精礦的冶煉方法，其特征在于包括如下步驟將鐵粉、釩鈦鐵精礦、還原劑和鈉鹽溶液混勻，再加入粘結(jié)劑，再次混勻，制成球團(tuán)，干燥，最后將球團(tuán)于還原爐中還原得到還原球團(tuán)；其中，所述還原劑的用量以其碳含量計(jì)為釩鈦鐵精礦重量的15～25％，所述鈉鹽的用量為釩鈦鐵精礦和配碳量總量的0.3～1.5％，所述鐵粉的用量為釩鈦鐵精礦和配碳量總量的1～4％，所述粘結(jié)劑的用量以使各原料粘結(jié)制成球團(tuán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的釩鈦鐵精礦的冶煉方法，其特征在于所述 的還原劑為焦碳、煤、碳黑、木炭中至少一種；所述的鈉鹽為N^G^、 NaCl、 W《SC^中至 少一種；所述粘結(jié)劑為聚乙烯醇水溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的釩鈦鐵精礦的冶煉方法，其特征在于所述 的聚乙烯醇水溶液的濃度為l 5 g/L，所述聚乙烯醇水溶液的用量為混合料總重量的2 7% 。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的釩鈦鐵精礦的冶煉方法，其特征在于所述鈉鹽溶液的濃度為L(zhǎng) 5~3 * L—1 。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的釩鈦鐵精礦的冶煉方法，其特征 在于所述還原劑的粒度為O. 25 0. 05mm;所述鐵粉的粒度為O. 063 0. 125mm;所述釩鈦 鐵精礦的粒度為O. 1 0. 04mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的釩鈦鐵精礦的冶煉方法，其特征 在于球團(tuán)在還原爐中還原時(shí)為非氧化性氣氛。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的釩鈦鐵精礦的冶煉方法，其特征在于球團(tuán) 還原時(shí)的溫度為1100 1400°C ，球團(tuán)的還原時(shí)間為7 120min。
全文摘要
本發(fā)明涉及釩鈦鐵精礦的冶煉方法，屬于冶金領(lǐng)域。本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種生產(chǎn)成本較低的釩鈦鐵精礦的冶煉方法。本發(fā)明釩鈦鐵精礦的冶煉方法，是將鐵粉、釩鈦鐵精礦、還原劑和鈉鹽溶液混勻，再加入粘結(jié)劑，再次混勻，制成球團(tuán)，干燥，最后將球團(tuán)于還原爐中還原得到還原球團(tuán)；其中，所述還原劑的用量以其碳含量計(jì)為釩鈦鐵精礦重量的15～25％，所述鈉鹽的用量為釩鈦鐵精礦和配碳量總量的0.3～1.5％，所述鐵粉的用量為釩鈦鐵精礦和配碳量總量的1～4％，所述粘結(jié)劑的用量以使各原料粘結(jié)制成球團(tuán)。本發(fā)明方法降低了還原溫度，縮短了還原時(shí)間，生產(chǎn)成本較低，產(chǎn)品金屬化率可以達(dá)到95％以上，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C22B1/244GK101519721SQ20091030163
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者方民憲, 楊紹利, 霞 蒲, 郭仁金, 陳厚生 申請(qǐng)人:攀枝花學(xué)院