一种钒钛磁铁矿的处理装置及处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种钒钛磁铁矿的处理装置，包括：炉体、控温设备和进气设备；所述炉体由密封盖、保温隔热层，设置在保温隔热层外部的炉壁形成；所述密封盖和保温隔热层形成的封闭空间为炉腔；所述炉腔内设置有测温设备和加热设备，控温设备根据测温设备的输出温度对加热设备进行控制；所述炉腔中部设置有坩埚，所述坩埚底部带有多个气孔；所述进气设备将气体输送至坩埚底部气孔处；所述密封盖上设置有排气设备，炉腔内的气体通过排气设备排出。与现有技术相比，采用本发明专利技术提供的装置能够直接固态还原钒钛磁铁矿，而且本发明专利技术提供的钒钛磁铁矿的处理装置对钒钛磁铁矿的还原效果好、碳化率高，能够有效利用钒钛磁铁矿。

Treatment device of vanadium titanium magnetite and treatment method thereof

The invention provides a processing device, a vanadium titanium magnetite comprises: a furnace body, temperature control equipment and air intake device; the furnace body is composed of a sealing cover and a heat insulation layer, is formed in the furnace wall insulation layer outside the closed space; the sealing cover and the insulation layer for the formation of the furnace chamber; temperature measuring equipment and heating equipment to set the oven cavity, a temperature control device according to the output of the temperature measuring equipment to control the heating equipment; the furnace cavity is arranged in the middle part of the crucible, the bottom of the crucible is provided with a plurality of holes; the air inlet device will gas to the air holes at the bottom of the crucible; the seal cover is provided with an exhaust device the furnace chamber through the exhaust gas, exhaust equipment. Compared with the prior art, the invention provides a device capable of direct reduction of solid vanadium titanium magnetite, and the effect of vanadium titanium magnetite reduction treatment device provided by the invention, the carbonation rate of vanadium titanium magnetite is high, effective use of vanadium titanium magnetite.

【技术实现步骤摘要】
一种钒钛磁铁矿的处理装置及处理方法
本专利技术涉及冶金
，尤其涉及一种钒钛磁铁矿的处理装置及处理方法。
技术介绍
钒钛磁铁矿是一种铁、钒、钛等多种有价元素共生的复合矿，其中，钒具有众多优异的物理性能和化学性能，有金属“维生素”之称，应用范围极为广泛，涵盖了航空航天、化学、电池、颜料、玻璃、光学、医药等众多领域。钛的化学性质稳定，具有耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度的物理化学性质，能与铁、铝、钒或钼等元素熔成合金，造出高强度的轻合金，在航天、军事、化工、汽车、农产食品、医学、厨房用具、运动用品等多个领域有着广泛的应用。我国攀西地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资源，保有储量约100亿吨，是我国目前最大的钒钛磁铁矿矿床，极具综合利用价值。钒钛磁铁矿原矿经选矿后可获得两种产品，一是钒钛磁铁精矿，铁含量高(TFe含量52％～53％)，钛含量相对较低(TiO2含量12％～13％)；一是钛精矿，铁含量较低(TFe含量35％～36％)，钛含量高(TiO2含量47％～48％)。针对钒钛磁铁精矿的处理，目前，高炉-转炉流程仍是主流方法，但随着社会的发展进步，此传统方法也面临着与日俱增的能源与环保压力，特别是对焦煤的依赖成为制约其发展的瓶颈。更为重要的是，高炉-转炉流程处理钒钛磁铁精矿只能回收其中的铁和钒，而钛元素进入到高炉渣中，由于钛品位较低(高炉渣中TiO2含量为22％～25％)，目前仍无有效方法加以利用，造成宝贵钛资源的浪费。此外，也可采用直接还原-电炉熔分工艺处理钒钛磁铁矿，如新西兰钢铁公司、南非海威尔德钢钒公司均采用回转窑直接还原-电炉熔分工艺处理钒钛矿，该工艺可获得含钒铁水和含钛熔分渣，其中钒可通过向含钒铁水中吹氧提取钒渣的方式进行回收，而钛进入熔分渣，渣中TiO2含量为30％～35％，虽然比高炉渣中的钛含量有所升高，但仍存在含钛熔分渣利用困难的技术难题。同时，该工艺还存在电炉冶炼工序能耗高、经济性差的问题，受资源、能源的限制，该工艺大范围推广难度很大。针对钛精矿的处理，可直接作为硫酸法钛白的原料生产钛白粉，或者先经电炉冶炼生产高钛渣，高钛渣再作为硫酸法或者氯化法等不同工艺的原料使用。硫酸法工艺流程长，污染大，产品质量不高，正在被氯化法逐步取代，氯化法生产过程三废少，环境污染得到控制，产品质量高，然而，该工艺必须使用较高质量的原料，如高钛渣、金红石等，因此，钛精矿必须首先经电炉冶炼得到富集TiO2的高钛渣后才能衔接氯化法工艺，工艺流程相对较长，经济性变差。可以看出，钒钛矿资源采选处理后的两大主体含钛产品在现行工艺条件下均存在一定程度的不足。因此，研发新设备提升钒钛磁铁矿的产品附加值以及利用率，简化工艺降低能耗成为本领域技术人员研究的热点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种钒钛磁铁矿的处理装置及处理方法，采用本专利技术提供的处理装置能够使钒钛磁铁矿被有效利用。本专利技术提供了一种钒钛磁铁矿的处理装置，包括：炉体、控温设备和进气设备；所述炉体由密封盖、保温隔热层，设置在保温隔热层外部的炉壁形成；所述密封盖和保温隔热层形成的封闭空间为炉腔；所述炉腔内设置有测温设备和加热设备，控温设备根据测温设备的输出温度对加热设备进行控制；所述炉腔中部设置有坩埚，所述坩埚底部带有多个气孔；所述进气设备将气体输送至坩埚底部气孔处；所述密封盖上设置有排气设备，炉腔内的气体通过排气设备排出。优选的，所述保温隔热层的材质为耐火材料。优选的，所述炉壁为水冷炉壁，设置有冷却水进口和冷却水出口。优选的，所述测温设备为热电偶，所述热电偶固定在密封盖上，设置在坩埚上方。优选的，所述加热设备为硅钼棒加热元件或碳质加热元件。优选的，所述坩埚为石墨坩埚。优选的，所述进气设备包括气源、配气室和气体管道；气源向配气室输送气体；配气室调整气体的成分和流量后通过气体管道将气体输送至坩埚底部气孔处。本专利技术提供了一种钒钛磁铁矿的处理方法，采用上述技术方案所述的处理设备进行处理，包括：将含碳球团装入坩埚内，开启控温设备和进气设备，使含碳球团在保护性气体中进行还原碳化；所述含碳球团由钒钛磁铁矿、还原剂和粘结剂制备得到。优选的，所述还原剂为碳质还原性材料；所述粘结剂为膨润土。优选的，所述控温设备控制球团进行还原碳化的温度为1250～1400℃。与现有技术相比，本专利技术提供了一种钒钛磁铁矿的处理装置，采用本专利技术提供的装置能够直接固态还原钒钛磁铁矿，设备操作简单、运行费用低；而且本专利技术提供的装置坩埚底部设置有气孔，上部为开口，保护性气体从气孔进入系统，并沿物料之间的空隙上升，由于底部持续通入气体，在压差的作用下，保护性气体持续上升，并从设备顶部的排气设备排出。连续通入的保护性气体能够有效阻止外部空气的渗入，避免氧气进入系统恶化还原、碳化的反应条件，同时，有效避免了生成的金属铁、钛的碳化物与氧气接触从而发生再氧化的现象，保证反应过程中以及反应结束后降温过程中产品品质不受影响。因此，本专利技术提供的钒钛磁铁矿的处理装置对钒钛磁铁矿的还原效果好、碳化率高，能够有效利用钒钛磁铁矿。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的钒钛磁铁矿的处理装置结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种钒钛磁铁矿的处理装置，包括：炉体、控温设备和进气设备；所述炉体由密封盖、保温隔热层，设置在保温隔热层外部的炉壁形成；所述密封盖和保温隔热层形成的封闭空间为炉腔；所述炉腔内设置有测温设备和加热设备，控温设备根据测温设备的输出温度对加热设备进行控制；所述炉腔中部设置有坩埚，所述坩埚底部带有多个气孔；所述进气设备将气体输送至坩埚底部气孔处；所述密封盖上设置有排气设备，炉腔内的气体通过排气设备排出。本专利技术提供的钒钛磁铁矿的处理设备包括炉体，所述炉体由密封盖、保温隔热层和炉壁形成。在本专利技术中，所述密封盖和保温隔热层形成的封闭空间为炉腔，本专利技术对所述炉腔的形状和尺寸没有特殊的限制，本领域技术人员可根据实际操作情况选用合适尺寸的炉腔，所述保温隔热层的形状即为炉腔的形状，所述炉腔优选为筒状。在本专利技术中，所述密封盖能够使保温隔热层密封，本专利技术对所述密封盖的形状和尺寸没有特殊的限制，所述密封盖能够保证保温隔热层密封即可，所述密封盖优选为圆形，所述密封盖的厚度优选为10～30mm，更优选为15～25mm。在本专利技术中，所述密封盖的材质优选为钢材。在本专利技术中，所述密封盖优选具有水冷功能，所述密封盖优选为采用钢材制备的带有空腔的炉盖，空腔用于通冷却水。在本专利技术中，所述保温隔热层的材质优选为耐火材料，如耐火砖、打结料和纤维棉中的一种或几种。在本专利技术中，所述保温隔热层的厚度优选为20～40mm，更优选为25～35mm。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钒钛磁铁矿的处理装置，包括：炉体、控温设备和进气设备；所述炉体由密封盖、保温隔热层，设置在保温隔热层外部的炉壁形成；所述密封盖和保温隔热层形成的封闭空间为炉腔；所述炉腔内设置有测温设备和加热设备，控温设备根据测温设备的输出温度对加热设备进行控制；所述炉腔中部设置有坩埚，所述坩埚底部带有多个气孔；所述进气设备将气体输送至坩埚底部气孔处；所述密封盖上设置有排气设备，炉腔内的气体通过排气设备排出。

【技术特征摘要】
1.一种钒钛磁铁矿的处理装置，包括：炉体、控温设备和进气设备；所述炉体由密封盖、保温隔热层，设置在保温隔热层外部的炉壁形成；所述密封盖和保温隔热层形成的封闭空间为炉腔；所述炉腔内设置有测温设备和加热设备，控温设备根据测温设备的输出温度对加热设备进行控制；所述炉腔中部设置有坩埚，所述坩埚底部带有多个气孔；所述进气设备将气体输送至坩埚底部气孔处；所述密封盖上设置有排气设备，炉腔内的气体通过排气设备排出。2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述保温隔热层的材质为耐火材料。3.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述炉壁为水冷炉壁，设置有冷却水进口和冷却水出口。4.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述测温设备为热电偶，所述热电偶固定在密封盖上，设置在坩埚上方。5.根据权利要求1所述的处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦洁，刘功国，李占军，齐建玲，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51