制备铁的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了制备铁的方法和系统。其中，制备铁的方法包括：将钒钛磁铁矿粉末与碳粉混合，在氮气气氛下进行磁化焙烧处理，以便得到磁化后的矿粉；将所述磁化后的矿粉与煤粉和粘结剂进行混料处理，以便得到混合物；将所述混合物进行成型处理，以便得到球团；将所述球团进行还原焙烧处理，以便得到金属化球团；以及将所述金属化球团进行渣铁分离处理，以便得到铁和废渣。该方法针对钒钛磁铁矿球团还原过程中由于晶型转变而导致的体积膨胀问题，将钒钛磁铁矿粉末在成型处理前进行磁化焙烧处理，经过磁化焙烧后的钒钛矿可以有效抑制由于还原过程中因矿石内晶型的转变而产生的体积膨胀，此外磁化焙烧的钒钛矿在脱硫等方面也具有很好效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制备铁的方法和实施前述制备铁的方法的系统。
技术介绍
钒钛磁铁矿主要生成于基性或超基性岩体中，其中含有多种矿物，主要是铁、铁、铬的氧化物和各种硅酸盐矿物，还有少量的硫、砷化合物，磷酸盐矿物等。常见的有价矿石矿物主要为钛磁铁矿和铁铁矿，此外还有少量的磁铁矿、赤铁矿和硫化物等。铁磁铁矿是一种含有钛铁矿、铁晶石、镁晶石等固溶体分离物的磁铁矿，经区域变化可结晶为钛铁矿和磁铁矿。钒钛磁铁精矿是钒钛磁铁矿选矿获得的主要产物之一，主要矿物是含钒的钛磁铁矿，其中的主要有价元素是铁、钒和钛，钒以类质同象形式赋存于钛磁铁矿中，置换高价铁离子。钛磁铁矿是由主晶矿物、客晶矿、钛铁矿、铝镁尖晶石等形成的复合体。从目前的研究现状来看，对钒钛磁铁精矿的综合利用主要是从如何回收铁、钒和钛开展的，其中具有代表性的方法主要有高炉法，预还原-电炉法，还原-磨选法和钠化提还原电炉法等。但矿物球团易粉化，还原效果不佳，金属回收率低。由此，利用钒钛磁铁精矿制备铁的方法有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种制备铁的方法，该方法针对钒钛磁铁矿球团还原过程中由于晶型转变而导致的体积膨胀问题，将钒钛磁铁矿粉末在成型处理前进行磁化焙烧处理，从而缓解球团的膨胀粉化，同时降低反应温度，减少含碳球团内还原剂用量，有助于球团进行还原焙烧处理。因而，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种制备铁的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：将钒钛磁铁矿粉末与碳粉混合，在氮气气氛下进行磁化焙烧处理，以便得到磁化后的矿粉；将所述磁化后的矿粉与煤粉和粘结剂进行混料处理，以便得到混合物；将所述混合物进行成型处理，以便得到球团；将所述球团进行还原焙烧处理，以便得到金属化球团；以及将所述金属化球团进行渣铁分离处理，以便得到铁和废渣。根据本专利技术实施例的制备铁的方法，针对钒钛磁铁矿球团还原过程中由于晶型转变而导致的体积膨胀问题，将钒钛磁铁矿粉末在成型处理前进行磁化焙烧处理，由于钒钛磁铁矿的主要矿物组成为钛铁晶石、钛赤铁矿、钛磁铁矿和钙钛矿等，经过磁化焙烧后钒钛矿中的钛赤铁矿大部分转化为钛磁铁矿，通常铁矿石在还原过程中要发生晶型转变，尤其是Fe2O3向Fe3O4还原过程中，体积发生膨胀从而导致粉化现象的发生，而经过磁化焙烧后的钒钛矿可以有效抑制由于还原过程中因矿石内晶型的转变而产生的体积膨胀，此外磁化焙烧的钒钛矿在脱硫等方面也具有很好效果。由此，利用本专利技术的方法有效地解决了球团直接还原入炉易粉化的问题，钒钛磁铁矿的还原效率高，效果好，金属化率高。另外，根据本专利技术上述实施例的制备铁的方法还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的实施例，所述钒钛磁铁矿粉末的粒度为100目～200目。根据本专利技术的实施例，所述磁化焙烧处理中，所述钒钛磁铁矿粉末与所述碳粉的质量比为(0.9～1.2)：1。根据本专利技术的实施例，所述磁化焙烧处理的温度为700～900℃，时间为30～60分钟。根据本专利技术的实施例，所述煤粉的粒度不大于1毫米。根据本专利技术的实施例，所述煤粉的质量为所述钒钛磁铁矿粉末质量的(25～30)％。根据本专利技术的实施例，所述粘结剂的质量占所述混合物质量的(4～6)％。根据本专利技术的实施例，所述还原焙烧处理的温度为1200～1350℃，时间为20～40分钟。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种实施前述制备铁的方法的系统。参考图2，根据本专利技术的实施例，该系统包括：磁化焙烧装置，磁化焙烧装置具有钒钛磁铁矿粉末入口、碳粉入口、氮气入口和磁化后的矿粉出口；混料装置，所述混料装置具有磁化后的矿粉入口、煤粉入口、粘结剂入口和混合物出口，所述磁化后的矿粉入口与所述磁化后的矿粉出口相连；成型装置，所述成型装置具有混合物入口和球团出口，所述混合物入口与所述混合物出口相连；还原焙烧装置，所述还原焙烧装置具有球团入口和金属化球团出口，所述球团入口与所述球团出口相连；以及渣铁分离装置，所述渣铁分离装置具有金属化球团入口、铁出口和排渣口，所述金属化球团入口与所述金属化球团出口相连。根据本专利技术实施例的制备铁的系统，针对钒钛磁铁矿球团还原过程中由于晶型转变而导致的体积膨胀问题，将混料装置前连接磁化焙烧装置，将钒钛磁铁矿粉末进行磁化焙烧处理，由于钒钛磁铁矿的主要矿物组成为钛铁晶石、钛赤铁矿、钛磁铁矿和钙钛矿等，经过磁化焙烧装置进行磁化焙烧后钒钛矿中的钛赤铁矿大部分转化为钛磁铁矿，通常铁矿石在还原过程中要发生晶型转变，尤其是Fe2O3向Fe3O4还原过程中，体积发生膨胀从而导致粉化现象的发生，而经过磁化焙烧后的钒钛矿可以有效抑制由于还原过程中因矿石内晶型的转变而产生的体积膨胀，此外磁化焙烧的钒钛矿在脱硫等方面也具有很好效果。由此，利用本专利技术的系统有效地解决了球团直接还原入炉易粉化的问题，钒钛磁铁矿的还原效率高，效果好，金属化率高。根据本专利技术的实施例，磁化焙烧装置为马弗炉。根据本专利技术的实施例，还原焙烧装置为转底炉。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1显示了根据本专利技术一个实施例的制备铁的方法的流程示意图；图2显示了根据本专利技术一个实施例的制备铁的系统的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。制备铁的方法根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种制备铁的方法。参考图1，根据本专利技术的实施例，对该制备铁的方法进行解释说明，该方法包括：S100磁化焙烧处理根据本专利技术的实施例，将钒钛磁铁矿粉末与碳粉混合，在氮气气氛下进行磁化焙烧处理，得到磁化后的矿粉。由于钒钛磁铁矿的主要矿物组成为钛铁晶石、钛赤铁矿、钛磁铁矿和钙钛矿等，经过磁化焙烧后钒钛矿中的钛赤铁矿大部分转化为钛磁铁矿，通常铁矿石在还原过程中要发生晶型转变，尤其是Fe2O3向Fe3O4还原过程中，体积发生膨胀从而导致粉化现象的发生，而经过磁化焙烧后的钒钛矿可以有效抑制由于还原过程中因矿石内晶型的转变而产生的体积膨胀，此外磁化焙烧的钒钛矿在脱硫等方面也具有很好效果。根据本专利技术的实施例，钒钛磁铁矿粉末的粒度为100目～200目。由此，钒钛磁铁矿粉末的粒径小，比表面积大，与煤接触的表面积增加，有利于钒钛磁铁矿粉末磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备铁的方法，其特征在于，包括：将钒钛磁铁矿粉末与碳粉混合，在氮气气氛下进行磁化焙烧处理，以便得到磁化后的矿粉；将所述磁化后的矿粉与煤粉和粘结剂进行混料处理，以便得到混合物；将所述混合物进行成型处理，以便得到球团；将所述球团进行还原焙烧处理，以便得到金属化球团；以及将所述金属化球团进行渣铁分离处理，以便得到铁和废渣。

【技术特征摘要】
1.一种制备铁的方法，其特征在于，包括：将钒钛磁铁矿粉末与碳粉混合，在氮气气氛下进行磁化焙烧处理，以便得到磁化后的矿粉；将所述磁化后的矿粉与煤粉和粘结剂进行混料处理，以便得到混合物；将所述混合物进行成型处理，以便得到球团；将所述球团进行还原焙烧处理，以便得到金属化球团；以及将所述金属化球团进行渣铁分离处理，以便得到铁和废渣。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钒钛磁铁矿粉末的粒度为100目～200目。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁化焙烧处理中，所述钒钛磁铁矿粉末与所述碳粉的质量比为(0.9～1.2)：1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁化焙烧处理的温度为700～900℃，时间为30～60分钟。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤粉的粒度不大于1毫米。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤粉的质量为所述钒钛磁铁矿粉末质量的(25～30)％。7.根据权利要求1所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福佳，曹志成，薛逊，古明远，王健月，吴佩佩，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32