一种湿法-火法联合工艺提取铁精矿中有价元素的方法技术

本发明专利技术公开了一种湿法

【技术实现步骤摘要】
一种湿法
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火法联合工艺提取铁精矿中有价元素的方法


[0001]本专利技术属于钛的回收利用
，具体涉及了一种湿法
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火法联合工艺提取铁精矿中有价元素的方法。

技术介绍

[0002]钒钛磁铁矿中有价值的资源为铁、钒、钛等资源，目前在处理钒钛磁铁矿资源
仍以高炉法为主，但高炉法能耗高、环境污染大、资源利用率低，势必会被非高炉冶炼所取代。探索采用非高炉炼铁技术冶炼钒钛磁铁矿，进而实现铁、钒、钛资源综合利用的合理途径，根据元素提取的顺序不同，新流程可分为先钒后铁和先铁后钒流程以及铁、钒、钛同时提取流程。
[0003]先钒后铁流程工艺是将钒钛磁铁精矿先进行氧化钠(钾)化焙烧，使钒转化为可溶性钒盐浸出。残球再经过回转窑还原、电炉熔分获得钢水和钛渣，从而使铁、钒、钛均得到回收利用。该工艺优点是铁、钒、钛综合利用程度较高，但工艺流程仍较长，含钠盐的球团在炼铁过程中存在较大工艺问题不能解决。
[0004]先铁后钒流程工艺将钒钛磁铁精矿首先进行预还原，通过熔分或磁选分离得到金属铁料，进一步炼钢，钒、钛主要富集到渣中，再通过传统提钒钛工艺提取。主要工艺有竖炉
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电炉、回转窑
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电炉、转底炉
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电炉等流程。该工艺流程仍较长，熔分分离成本高，炉渣中钒钛的资源化利用难度仍较大。
[0005]根据上述钒钛磁铁矿加工工艺，目前绝大多数方法只能有效回收一两种元素，资源利用率低，大部分工艺需要对铁精矿高温还原处理，成本、能耗高，因此，研究高效清洁的铁精矿有价元素提取方法对于铁、钛、钒工业的发展具有极为重要的意义。
[0006]高炉法是目前我国处理钒钛磁铁矿资源应用最普遍、处理技术最成熟的方法。该方法首先将烧结矿和球团矿同固态还原剂(如焦炭、煤粉)一起送入高炉中冶炼，然后经高炉冶炼选择性地将矿石中的铁、钒氧化物还原生成含钒铁水，钛则富集在高炉渣中。含钒铁水先预脱硫后经转炉吹炼，钒被氧化形成钒渣，铁水变成半钢，钒渣经湿法工艺得到合格钒产品，半钢通过进一步加工得到合格钢材。钛渣则由于二氧化钛含量低、矿相复杂，且多以玻璃相存在等特点，使得其难以得到有效回收。该方法的优点是能大部分回收利用钒钛磁铁精矿中的铁，其缺点是生产成本和能耗高，对焦炭的依赖性大，无法有效回收利用高钛渣，造成对环境的污染和钒钛资源的浪费。
[0007]攀钢集团利用现有工艺流程处理钒钛磁铁矿资源，从原矿到钢坯、片状五氧化二钒和钛白产品，仅能获得铁、钒、钛元素回收率分别为60％、39％和10％的指标。从资源高效绿色开发角度来看，高炉法处理钒钛磁铁矿已经不符合现阶段我国的基本国情，不适合作为钒钛磁铁矿综合利用的发展方向。
[0008]本专利技术旨在充分利用钒钛磁铁精矿中的铁、钒、钛等资源，降低固废产量，使副产物的价值最大化，将对环境的危害降到最低。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种湿法
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火法联合工艺提取铁精矿中有价元素的方法。
[0010]本专利技术的目的是以下述技术方案实现的：
[0011]一种湿法
‑
火法联合工艺提取铁精矿中有价元素的方法，包括以下步骤：
[0012]S1.湿法提钒：取铁精矿，与钙化剂、粘结剂混合，造球，球团在1100～1300℃下进行高温钙化焙烧，再经过低浓度酸溶液酸浸，得到含钒溶液和浸后球团；所述钙化剂的用量为所述铁精矿质量的0.8～3％；所述低浓度酸溶液H
+
浓度为0.3～1.5mol/L；
[0013]S2.球团煅烧：所述浸后球团经1200～1300℃高温煅烧；
[0014]S3.煤基竖炉还原：将球团与固体还原剂进行混合，在煤基竖炉反应器内，于800～1300℃下还原12～25h，得到金属化率≥90％的金属化球团；
[0015]S4.物料分选：将步骤S3还原后的物料筛分，筛下物料经过磁选，收集得到无磁性的还原剂；
[0016]S5.电炉熔分：将步骤S4筛上物料送入电炉中，在1450～1700℃下进行熔分，熔分时间50～90min，使铁与渣分离，得到含钛渣和铁水；
[0017]S6.稀酸处理：将所述含钛渣置于酸浸液中，在90～120℃回流反应3～8h，且在反应1～2h后，加入氧化剂，使溶液中Ti
3+
氧化为Ti
4+
；所述酸浸液中酸质量百分浓度为15～50％，液固比为3～10:1；
[0018]S7.补水浸取：加水稀释，加水量为所述酸浸液体积的1～1.5倍，以不低于步骤S6稀酸处理的反应温度继续反应1～2h，浸取结束后进行固液分离，得到浸后液和浸后渣；
[0019]S8.碱处理：将所述浸后渣置于碱浸液中，于40～80℃下浸取3～6h，所述碱浸液中碱的质量分数为10～25％。
[0020]优选的，步骤S1所述钙化剂为选自CaSO4、CaCO3、Ca(OH)2的一种或两种以上组合。
[0021]优选的，步骤S1所述钙化焙烧时间为1.5～3h，所述酸浸温度为10～50℃，浸取时间≥15d。
[0022]优选的，步骤S2所述高温煅烧时间为0.5～1.5h。
[0023]优选的，步骤S3所述固体还原剂为无烟煤或焦丁。
[0024]优选的，步骤S4所述筛分目数为6～10目，磁选强度为1800～2300Gs。
[0025]优选的，步骤S6所述含钛渣酸浸前首先经过研磨，研磨至
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200目占比≥80％。
[0026]优选的，步骤S6所述酸浸液为稀盐酸、稀硫酸或稀硝酸，当所述酸浸液为稀盐酸时，溶液质量百分浓度为15～25％，当所述酸浸液为稀硫酸时，溶液质量百分浓度为20～50％，当所述酸浸液为稀硝酸时，溶液质量百分浓度为20～40％。
[0027]优选的，步骤S8碱浸过程中监测碱的浓度，当碱的浓度低于15％时，补加一定量饱和碱液，保证碱的浓度≥15％。
[0028]优选的，步骤S8碱处理后，经固液分离，得到含钛固相物和硅酸钠母液，所述含钛固相物经850～1000℃煅烧，得到富钛料。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的优点包括以下几个方面：
[0030](1)与传统铁精矿中钒的提取工艺不同，在炼铁前进行湿法提钒，工艺成本低，钒的回收率可以达到65％以上，且采用非高炉还原冶炼，能源利用率高。
[0031](2)可充分利用副产品价值，例如经过煤基竖炉还原后的物料，磁选后无磁性的还原剂可以作为活性炭，价值提升。以及碱浸后得到的碱性硅酸钠溶液可以用于含硅材料的制备，废副产品的利用率高，固废产生量为零。
[0032](3)冶炼过程产生的含钛渣中钛的利用率高，钛的回收率≥94％，且得到的富钛产品钛品位≥80％。
[0033](4)充分实现了铁精矿中铁、钛、钒资源充分利用。
附图说明
[0034]图1是本专利技术提供的工艺流程图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种湿法
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火法联合工艺提取铁精矿中有价元素的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.湿法提钒：取铁精矿，与钙化剂、粘结剂混合，造球，球团在1100～1300℃下进行高温钙化焙烧，再经过低浓度酸溶液酸浸，得到含钒溶液和浸后球团；所述钙化剂的用量为所述铁精矿质量的0.8～3％；所述低浓度酸溶液H
+
浓度为0.3～1.5mol/L；S2.球团煅烧：所述浸后球团经1200～1300℃高温煅烧；S3.煤基竖炉还原：将球团与固体还原剂进行混合，在煤基竖炉反应器内，于800～1300℃下还原12～25h，得到金属化率≥90％的金属化球团；S4.物料分选：将步骤S3还原后的物料筛分，筛下物料经过磁选，收集得到无磁性的还原剂；S5.电炉熔分：将步骤S4筛上物料送入电炉中，在1450～1700℃下进行熔分，熔分时间50～90min，使铁与渣分离，得到含钛渣和铁水；S6.稀酸处理：将所述含钛渣置于酸浸液中，在90～120℃回流反应3～8h，且在反应1～2h后，加入氧化剂，使溶液中Ti
3+
氧化为Ti
4+
；所述酸浸液中酸质量百分浓度为15～50％，液固比为3～10:1；S7.补水浸取：加水稀释，加水量为所述酸浸液体积的1～1.5倍，以不低于步骤S6稀酸处理的反应温度继续反应1～2h，浸取结束后进行固液分离，得到浸后液和浸后渣；S8.碱处理：将所述浸后渣置于碱浸液中，于40～80℃下浸取3～6h，所述碱浸液中碱的质量分数为10～25％。2.如权利要求1所述的湿法
‑
火法联合工艺提取铁精矿中有价元素的方法，其特征在于，步骤S1所述钙化剂为选自CaSO4、CaCO3、Ca(OH)2的一种或两种以上组合。3.如权利要求1所述的湿法
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【专利技术属性】
技术研发人员：闫广英，王冬花，张玉荣，贺高峰，马丽阳，乔丽莎，陈树忠，申庆飞，张海涛，李珍珍，张瑶瑶，崔仕远，朱敬磊，盛晓星，吴豪，司华彬，
申请(专利权)人：河南佰利联新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：