利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼钒钛磁铁矿的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108998609A(43)申请公布日2018.12.14(21)申请号201810531355.1(22)申请日2018.05.29(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人张建良王振阳杨天钧刘征建王广伟焦克新李克江范筱玥(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401代理人皋吉甫(51)Int.Cl.C21B11/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼钒钛磁铁矿的方法(57)摘要本发明涉及钒钛磁铁矿冶炼技术领域，提供了一种利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼钒钛磁铁矿的方法，将经过预热和预还原后的钒钛磁铁矿通过HIsmelt熔融还原炉的矿枪直接喷吹入炉，控制热风温度、热风含氧量、矿粉喷吹量、煤粉喷吹量以及熔剂喷吹量，控制炉渣中FeO百分比含量，遏制TiO2的过还原反应，降低炉渣与铁水中碳化钛TiC、氮化钛TiN以及碳氮化钛TiCN的生成。本发明可避免铁水和炉渣中高熔点固体质点碳化钛、氮化钛以及碳氮化钛的生成，从而实现全钒钛矿冶炼这个目前高炉炼铁长流程方式尚未实现的目标，有利于大规模利用钒钛磁铁矿资源，解决目前高炉渣中TiO2由于品位较低而无法继续利用的技术难题。CN108998609ACN108998609A权利要求书1/1页1.一种利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼钒钛磁铁矿的方法，其特征在于，将经过预热和预还原后的钒钛磁铁矿通过HIsmelt熔融还原炉的矿枪直接喷吹入炉，控制热风温度、热风含氧量、矿粉喷吹量、煤粉喷吹量以及熔剂喷吹量，控制炉渣中FeO百分比含量在3-15%，从而遏制TiO2的过还原反应，降低炉渣与铁水中碳化钛TiC、氮化钛TiN以及碳氮化钛TiCN的生成。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过流化床或回转窑对钒钛磁铁矿进行预热和预还原。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预热和预还原的钒钛磁铁矿，与煤粉、熔剂按一定比例，喷吹进入HIsmelt熔融还原炉中。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，煤粉通过煤枪单独喷吹或是通过所述矿枪与钒钛磁铁矿混合喷吹；熔剂通过煤枪单独喷吹，或通过矿枪与钒钛磁铁矿混合喷吹；富氧热风通过熔融还原炉上部的热风管道鼓入炉内。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，具体工艺参数为：钒钛磁铁矿占含铁原料的配加比例为10-100%；煤粉喷吹量的判断标准为煤粉中的固定碳与铁矿粉中的氧元素之比维持在5-1.5；富氧热风的温度为1100-1200摄氏度之间，热风中的富氧含量为25-40%；炉渣的TiO2含量为10-70%，熔剂的喷吹量控制在使得炉渣中二元碱度（CaO/SiO2）维持在0.8-1.2。6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述钒钛磁铁矿为钒钛磁铁矿岩矿、海砂矿、钛铁矿。2CN108998609A说明书1/3页利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼钒钛磁铁矿的方法技术领域[0001]本发明涉及HIsmelt熔融还原技术领域以及钒钛磁铁矿冶炼技术领域，特别涉及一种利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼钒钛磁铁矿的方法。背景技术[0002]我国攀枝花-西昌地区钒钛磁铁矿储量巨大，已探明储量达到150亿吨以上，占全国钒钛磁铁矿资源的90%以上，占世界钒钛磁铁矿资源的35%以上。目前我国利用钒钛磁铁矿的方式为传统高炉长流程冶炼，但是由于钒钛磁铁矿特殊的成分构成，会导致铁水中Ti含量以及炉渣中TiO2含量增加，TiC、TiN含量上升，进而引起渣铁粘度增加，高炉生产技术经济指标下降等问题。因此目前的高炉炼铁流程只能采用钒钛磁铁矿与普通铁矿混合使用的方式，来降低渣铁中钛元素含量，而无法实现大规模使用钒钛磁铁矿或全钒钛磁铁矿冶炼的目标。[0003]HIsmelt熔融还原工艺从1980年开始研发，经历了初期的试验炉试验以及两个阶段的试验厂阶段后，于2003年在澳大利亚奎纳纳地区建造了年产80万吨的世界首家商业工厂，2008年实现设计产能85%。由于受世界金融危机影响，生铁市场低迷，HIsmelt奎那那示范厂2008年年底停产关闭且不再复产。我国山东某公司在2012年引进了HIsmelt的技术及大部分工厂设备，并通过进一步优化工艺流程，已经可以稳定高效生产。经过三十多年的研究开发和生产实践，HIsmelt工艺技术逐渐成熟，但是利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼我国储量巨大的钒钛磁铁矿仍然是技术空白。[0004]由于HIsmelt采取喷射冶金方式，直接将煤粉与铁矿石喷入熔池中生产液态生铁，炉内氧化性气氛较浓，具备破坏TiC、TiN的反应条件。因此，通过本发明提出的方法，非常适合于冶炼钒钛磁铁矿，可以实现