資源描述：
《基于轉底爐直接還原工藝的釩鈦磁鐵礦綜合利用試驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、http://www.gtjia.com基于轉底爐直接還原工藝的釩鈦磁鐵礦綜合利用試驗研究劉功國(攀鋼集團研究院有限公司，四川成都611731)摘要：通過大量試驗研究，提出了“釩鈦磁鐵礦轉底爐直接還原一電爐深還原一含釩鐵水提釩一含鈦爐渣提鈦”工藝流程。鐵、釩、鈦元素回收率分別達到90．77％、43．82％和72．65％。通過試驗室和工業(yè)試驗研究，解決了釩鈦磁鐵礦直接還原金屬化率低、電爐深還原釩還原率低、高硅鐵水提釩、高鎂鋁含鈦爐渣提鈦等技術難題，獲得了直接還原金屬化率大于90％，電爐深還原釩還原率大于80％，釩渣提釩釩回收率大
2、于65％，鈦渣提鈦鈦回收率大于75％的良好效果，分別獲得了符合電爐煉鋼要求的低碳生鐵、符合YB／T5304—2006要求的片狀V2O5和達到FTA121質量要求的鈦白產品。關鍵詞：轉底爐；直接還原；釩鈦磁鐵礦；綜合利用釩鈦磁鐵礦是1種鐵、釩、鈦等多種有價元素共生的復合礦，主要分布在我國的攀西、承德和馬鞍山等地區(qū)，其中攀西地區(qū)的保有儲量達100億t，是我國最大的釩鈦磁鐵礦礦床，具有極高的綜合利用價值。目前釩鈦磁鐵礦冶煉主要是采用傳統(tǒng)的“高爐一轉爐”流程，回收了鐵和釩，鈦進人高爐渣沒有回收，從而造成鈦資源的浪費。20世紀70一80
3、年代，國家組織了釩鈦磁鐵礦鋼鐵冶煉新流程科技攻關(簡稱新流程)，以期實現(xiàn)鐵、釩、鈦資源綜合回收利用。但由于技術上的原因以及當時裝備水平的限制，新流程研究沒有實現(xiàn)工業(yè)化生產。近年來，隨著資源日趨緊張，特別是高品質含鐵原料和煉焦用煤逐漸減少，傳統(tǒng)高爐流程鋼鐵企業(yè)的生存和發(fā)展受到了很大挑戰(zhàn)。而流程短、資源限制小、靈活性大的非高爐煉鐵技術則受到越來越多的關注和重視[1-2]。攀鋼充分發(fā)揮自身資源優(yōu)勢，經(jīng)過大量試驗最終驗證了“轉底爐直接還原一熔分電爐深還原—含釩鐵水提釩—含鈦爐渣提鈦”的工藝流程，為實現(xiàn)工業(yè)化生產處理釩鈦磁鐵礦提供技術支
4、撐。1工藝思路本工藝流程首先通過轉底爐對礦煤混合球團進行直接還原，制取高金屬化率的金屬化球團，為電爐深還原創(chuàng)造有利條件，同時降低球團膨脹粉化、粘結程度。通過電爐對金屬化球團進行熔化，并對其中的釩氧化物進行深度還原，最終渣鐵分離獲得含釩鐵水和含鈦爐渣，實現(xiàn)鐵、釩與鈦的有效分離。通過對含釩鐵水進行吹氧，得到釩渣，對釩渣進行提釩和對含鈦爐渣提鈦，實現(xiàn)釩、鈦進一步處理和回收，最終達到鐵、釩、鈦綜合回收利用的目的。1．1直接還原工藝的確定研究表明，與普通礦相比，釩鈦磁鐵礦直接還原具有如下特點：1)礦相結構復雜，含鐵物相還原難度按FeO3
5、、FeTiO5、Fe3O4、FeO、Fe2TiO4、FeTiO3、FeTi2O5的順序遞增，固溶的MgO增加了還原復雜程度和難度；2)Fe2TiO4、FeTiO3和FeTi2O5中的鐵較難還原，占全鐵含量的1／3以上，因而要求更高的還原溫度、更長的還原時間和更好的還原氣氛；3)還原過程中出現(xiàn)比普通礦更為嚴重的膨脹和粉化現(xiàn)象。為了解決釩鈦磁鐵礦直接還原球團膨脹粉化、粘結、失流等問題，經(jīng)反復篩選后選擇了轉底爐直接還原工藝。該工藝是20世紀70年代末發(fā)展興起的1種新工藝，具有還原溫度高、還原時間短、爐料與爐底相對靜止不動的特點，適應
6、釩鈦磁鐵礦直接還原要求。1．2鐵、釩、鈦元素分離工藝的確定鐵、釩、鈦元素有效分離是實現(xiàn)釩鈦磁鐵礦資源綜合利用的前提條件，本研究選擇電爐深還原工藝作為鐵、釩與鈦的分離手段，熔分電爐可將高金屬化率的金屬化球團進行熔分，同時可適當加入還原劑對物料中的釩氧化物進行還原，從而使釩元素進入鐵水形成含釩鐵水，鈦以TiO2的形式存在于爐渣中，最終渣鐵分離，可實現(xiàn)鐵、釩與鈦的有效分離。http://www.gtjia.com1．3釩、鈦提取回收工藝的確定通過電爐深還原，實現(xiàn)了鐵、釩與鈦的分離，獲得了含釩鐵水和含鈦爐渣。對釩鈦元素的有效提取利用，
7、必須考慮原料條件給釩渣和含鈦爐渣造成的雜質含量高的影響，找到行之有效的提取工藝。釩的提取回收擬采用“鐵水提釩—釩渣水法提釩”工藝，優(yōu)勢在于成熟度高，易于移植和借鑒。鈦的提取回收采用硫酸法鈦白工藝，其主要原因在于本工藝生產的含鈦爐渣雜質含量較高，不適宜用作氯化法鈦白的原料。2實驗室試驗研究2．1釩鈦磁鐵礦轉底爐直接還原試驗采用實驗室碳管爐設備和面19m轉底爐工業(yè)化設備，開展了9批次試驗，轉底爐開展了150t金屬化球團試驗?？偟慕Y論為，在一定的配碳系數(shù)條件下，鋪料厚度為1～3層球團，穩(wěn)定還原溫度為1300～1350℃，還原20～3
8、0min，控制還原過程的氣氛，得到的球團金屬化率達到90％以上。金屬化球團的主要成分如表1所示。圖1為還原溫度對球團金屬化率的影響。從圖1可見，球團金屬化率隨還原溫度的升高而增加。當還原溫度從1250℃升高到1300℃時，金屬化率增加幅度比較明顯，當溫度再進一步升高時，金屬化
