一步转化分离钒钛铁精矿中铁、钒和钛的方法.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CN106854702A(43)申请公布日2017.06.16(21)申请号201510903560.2(22)申请日2015.12.09(71)申请人中国科学院过程工程研究所地址100190北京市海淀区中关村北二条1号(72)发明人齐涛陈德胜易凌云王丽娜赵宏欣刘亚辉王伟菁于宏东(74)专利代理机构北京东正专利代理事务所(普通合伙)11312代理人刘瑜冬(51)Int.Cl.C22B5/02(2006.01)C22B34/12(2006.01)C22B34/22(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一步转化分离钒钛铁精矿中铁、钒和钛的方法(57)摘要本发明涉及一种一步转化分离钒钛铁精矿中铁、钒和钛新方法，包括以下步骤：(1)将钒钛铁精矿和添加剂与还原剂混合焙烧，获得含钒生铁和富钒钛料；(2)将富钒钛料在水中浸出、过滤，获得含钒溶液与钛渣。本发明的技术特点在于：通过钠化还原耦合新工艺，构建低温熔态多相反应分离新体系，一步实现铁的还原、钒的钠化及铁与富钒钛渣的熔分过程，产出含钒生铁、含钒溶液和钛渣三种产品。本发明与传统的“高炉—转炉”或“直接还原—熔分/磨选”流程相比，具有工艺流程短、固定资产投资省、生产成本低、环境污染小、综合回收率高等显著优点，为高效综合利用钒钛铁矿资源提供了新技术，具有广阔的应用前景。CN106854702ACN106854702A权利要求书1/1页1.一步转化分离钒钛铁精矿中铁、钒和钛的方法，包括以下步骤：(1)将钒钛铁精矿和添加剂与还原剂混合，在1100～1400℃温度下焙烧0.5～4小时，获得含钒生铁和富钒钛料；其中钒钛铁精矿、添加剂与还原剂混合的比例为：按重量配比，钒钛铁精矿：添加剂：还原剂＝100：(40～80)：(20～50)；(2)将步骤(1)获得的富钒钛料在水中浸出、过滤，获得含钒溶液与钛渣。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述钒钛铁精矿，主要成分包括：总铁的质量分数为30％～60％、V2O5的质量分数为0.15％～2.0％和TiO2的质量分数为5％～35％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述添加剂为碳酸钠、氢氧化钠、硫酸钠、氯化钠、硼酸钠和碳酸氢钠中的一种或几种的混合物。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述还原剂为无烟煤、烟煤、褐煤和焦炭中一种或几种的混合物。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述含钒生铁中铁的质量百分数为90％～98％，钒的质量百分数为0.05％～1％。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述浸出液固比为1:1～5:1，所述浸出温度30～100℃，所述浸出时间为0.5～4小时。2CN106854702A说明书1/4页一步转化分离钒钛铁精矿中铁、钒和钛的方法技术领域[0001]本发明涉及冶金技术与矿产资源综合利用领域，具体涉及一种一步转化分离钒钛铁精矿中铁、钒和钛的方法。背景技术[0002]从世界范围看，目前钒钛铁精矿的利用方法有：(1)高炉—转炉流程，仅能提取其中的铁和部分的钒，钛则进入高炉渣中无法有效经济回收利用，附产的大量高炉钛渣造成钛资源的大量流失及严重的环境污染；(2)转底炉—电炉流程，钒钛磁铁矿先经转底炉预还原再经电炉熔分，得到铁水和富钛渣。但钒的走向很难控制，钒利用率不高，且熔分钛渣矿相稳定、结构致密，目前尚无成熟工艺处理，仅少量掺杂作为硫酸法钛白的原料；(3)还原—磨选流程，该流程实现铁与钒钛的分离获得铁粉和富钒钛渣，富钒钛渣再经钠化焙烧、水浸提钒，获得钒溶液和富钛料；(4)先提钒流程，钒钛铁精矿先经钠化焙烧浸出提钒后，再进入高炉或非高炉炼铁工艺，提钒后物料由于残留钠含量高严重影响炼铁工艺顺行，所得钛渣仍如前述流程中无法利用。而且这些工艺流程都要经过两步、甚至三步高温才能实现铁、钒、钛的有效分离，带来流程长、投资大、成本高、污染重、综合利用程度低等缺陷。综上所述，无论是哪种用途都没有实现钒钛磁铁矿中铁、钒、钛的同时回收利用，从而造成资源浪费。本发明提出的一步转化、分离钒钛铁精矿中铁、钒、钛的新方法，可实现铁、钒、钛的高效—清洁回收，具有工艺流程短、固定资产投资省、生产成本低、环境污染小、综合回收率高等显著优点，具有广阔的应用前景。发明内容[0003]本发明针对现有综合利用钒钛铁精矿两步、三步法工艺的不足，而开发的一种一步转化分离钒钛铁精矿中铁、钒和钛的方法，同时具有环境污染小、综合回收率高等显著优点，具有广阔的应用前景。[0004]本发明提出的一步转化分离钒钛铁精矿中铁、钒和钛的方法，包括以下步骤：[0005](1)将钒钛铁精矿和添加剂与还原剂混合，在1100～14