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钒钛磁铁矿直接还原技术探讨

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钒钛磁铁矿直接还原技术探讨钒钛磁铁矿直接还原技术探讨 钒钛磁铁矿直接还原技术探讨(一) 资料来源:好颜料网 作者:王雪松 日期:2008/8/21 l 前言 钒钛磁铁矿是一种含铁、钛、钒为主并伴生有少量铬、镍、钴、铂族、钪等多种可综合利用组分的矿物。对钒钛磁铁矿进行开发利用研究的主要国家是南非、俄罗斯、新西兰和中国。南非采用的是回转窑一电炉流程,主要回收铁和钒(震动罐提取钒渣),电炉钛渣含30,左右二氧化钛,作为铺路或其他原料。新西兰采用的也是回转窑一电炉流程,含二氧化钛28,一32,的钛渣没有利用,只回收了铁和钒(铁水包提钒)。俄罗...

钒钛磁铁矿直接还原技术探讨
钒钛磁铁矿直接还原技术探讨 钒钛磁铁矿直接还原技术探讨(一) 资料来源:好颜料网 作者:王雪松 日期:2008/8/21 l 前言 钒钛磁铁矿是一种含铁、钛、钒为主并伴生有少量铬、镍、钴、铂族、钪等多种可综合利用组分的矿物。对钒钛磁铁矿进行开发利用研究的主要国家是南非、俄罗斯、新西兰和中国。南非采用的是回转窑一电炉流程,主要回收铁和钒(震动罐提取钒渣),电炉钛渣含30,左右二氧化钛,作为铺路或其他原料。新西兰采用的也是回转窑一电炉流程,含二氧化钛28,一32,的钛渣没有利用,只回收了铁和钒(铁水包提钒)。俄罗斯、中国攀钢和承钢采用高炉一转炉流程,只回收铁与钒(转炉提钒),钛完全没有回收利用。 《攀枝花工业发展规划纲要(2004—2010年)》提出:2010年要达到年产 1000万吨钢(其中攀钢本部年产钢60O万吨,地方企业年产钢 400万吨)、20万吨钒渣和 100万吨钛精矿的规模。国家发改委明确要求限制发展容积小于 1000立方米的高炉。攀枝花地方企业受投资能力的限制,发展大容量高炉困难很大。攀枝花“百年铁矿十年煤”资源不配套现状和炼焦煤的缺乏为攀钢进一步做大钢铁产业埋下隐患。由于攀枝花特殊的陡峭山地条件,环境的承载能力较差,面对环 境和资源的巨大压力,钒钛磁铁矿必须选择全面回收铁、钒、钛的综合利用道路。 近年来,以电炉炼钢短流程为标志的钢铁工业第三次技术革命使直接还原技术和生产有了突飞猛进的发展,沉寂了近 l0年的攀西钒钛磁铁矿炼钢短流程开始复苏。为此,本文分析 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 了各种直接还原技术,对最具有产业化前景的环形转底炉工艺进行了探讨,提出攀枝花市发展直接还原技术的建议。 2 钒钛磁铁矿的特性及现有流程的弊端 钒钛磁铁矿是多元素多种客晶矿物组成的以钛磁铁矿为核心的复合矿物。在目前技术水平下选矿回收的主矿物钛磁铁矿是由磁铁矿(Fe3O4)、钛铁晶石(2FeTiO2)、钛铁矿(FeTiO3)及镁铝尖晶石(Mg2Al2O4)等组成的类质象系列矿物,其中钛铁尖晶石及钛铁矿片晶石都具有强磁性,与磁铁矿致密共生,不能用机械方法分离,磁选出来的铁精矿 TiO2含量高。矿石中的钒绝大部分与铁矿成类质同相,在选矿过程中钒进人铁精矿。钛在矿石中主要以钛铁矿(FeOTiO2)和钛铁片晶 石(2FeOTiO2)的矿物形态存在。钛铁矿呈粒状,具有弱磁性,可以单独回收得到钛精矿。但存在于钛磁铁矿中的钛铁尖晶石、钛铁片晶石不能单独回收而进人铁精矿。 虽然攀钢高炉冶炼高钛型钒钛磁铁矿取得了巨大的成就,但高炉并未实现全钒钛矿冶炼。为保证高炉冶炼顺利,生产 1吨生铁添加的钒铁精矿由 1993年前的l(78降低到现在的 1(14,钒钛矿冶炼程度为57(50,,大量添加普通酸性铁矿。攀枝花周边缺少普通富铁矿,必须外运,有限的铁路运输能力成为做大钢铁产业的瓶颈。 13前成功运行的高炉一转炉流程,使用的焦炭原料13趋紧张,需要烧结、焦化等工序,投资大。回收铁 90,、钒 80,、钛为0。回收1吨铁,高炉渣中有25,二氧化钛(占钒钛磁铁矿原矿中钛的 56,)没有利用,使原矿中一半多的钛资源流失。在用选铁尾矿回收的钛精矿生产钛白粉时,钛精矿中含量30,的铁没有回收,生产一吨钛白粉,钛精矿中70,的铁也在流失。铁精矿中的钛在流失,钛精矿中的铁在流失,就经济价值而言,钒钛资源开发潜在价值损失率高达 80,以上,资源存在大量的浪费。对钒钛磁铁矿必须进行综合利用,全面回收铁、钒、钛。 3 几种直接还原工艺的比较 直接还原(Direct Reduction)是指不用高炉而将铁矿石炼制成海绵钛的生产过程,直接还原铁是一种低温下固态还原的金属铁。这种产品未经熔化仍保持矿石外形,但由于还原失氧形成大量气孔,在显微镜下观察形似海绵,因而也称为海绵铁。 现在世界上直接还原法有四十多种,但按还原剂分为两大类,即气体还原剂法和固体还原剂法;按炉型分为竖炉法、固定床法、回转窑法和流态化床法四种。 熔融还原(Smelting Reduction)法是指在熔融状态下把铁矿石还原成融态铁水的非高炉炼铁法,由于目前最成熟的Corex熔融还原法实际上其主要反应仍是固气还原(90,以上),熔融还原的部分很少,故也将其纳入直接还原范畴。但必须指出,它的产品是高温铁水,这与传统的直接还原产品不一致。 多年的实践证明,铁、钛有效分离是钒钛磁铁矿综合利用最 关键的瓶颈技术。突破直接还原钒钛磁铁矿综合回收铁、钒、钛全流程的关键在于还原一分离铁、钛工序,如果在这一工序过程能获得较高铁的回收率和含二氧化钛较高的非磁性物,达到理想的铁、钛分离,则全流程就能畅通。当然用什么工艺、什么装置实现这一过程,又是一个棘手的问 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 各种直接还原方法中,在国外较成熟的熔融还原技术与攀钢流程一样,不适宜钛的回收。竖炉工艺需要天然气,攀枝花缺天然气,也不适用。目前适合于攀枝花资源特点的主要是三种煤基直接还原方法:回转窑还原一熔分流程;隧道窑还原一磁选流程;转底炉还原,分选或熔分流程。 钒钛磁铁矿直接还原技术探讨(二) 3(1 回转窑还原一熔分流程 以八十年代在西昌410厂的回转窑一电炉球团深还原新流程工业试验为代 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 。该流程虽基本打通工艺,可综合回收铁、钒、钛,但是没有经济效益,其主要特点如下。 3(1(1 流程长 与高炉流程相比较,其流程长、占地面积大,但是可以回收 钛,且基建投资要省一些。与国外比较多了冷却、磁选分离、增碳等工序。 3(1(2 操作技术难度大 直接还原需要解决造球、结圈、冷却及防止再氧化、磁选分离等诸多问题。 3(1(3 铁、钒、钛收率低 从精矿到铁水,铁、钒、钛的收率分别为69(80,、53(96,和 73(33,,与高炉流程铁收率 90(78,、钒收率 74(74,相比要差很远,新流程的最大优点在于回收了大部分钛。 3(1(4 生产成本高 试验的成本为每吨球团 1400多元,每吨铁近万元。而攀钢高炉铁水当时的成本为每吨300元。因此新流程无经济效益可言,何况铁水质量差,还要处理。对还原煤的要求苛刻。 3(2 隧道窑还原一磁选流程 隧道窑在还原工艺上是最成熟的。2002年中南工业大学、中南矿业研究院与攀钢合作完成了隧道窑罐装混合还原剂还原的实验,取得了较好的金属化率,铁、钛分离的效果也较好;但存在能耗高、耐材消耗大、生产效率低、自动化程度低等问题,仅适宜于 10万吨以下规模生产,是攀枝花资源综合利用的补充。此工艺不可能形成百万吨级钢铁厂。 3(3 转底炉还原一分选或熔分流程 近十几年来,以美国Fastmet法和 Inm(Otco法为代表的环形转底炉法备受关注,其突出的优点是在高温下敞焰加热内配碳球团,实现快速还原。1992年美国 Midrex公司建成一座直径2(5米的直接还原环形转底炉,并进行了系统试验,确定了合理的操作参数,取名为Fastmet法。日本神户钢铁公司利用其技术,于 1995年建造成一座小时产 2(5吨海绵钛的 Fastmet示范厂。 二十世纪七十年代加拿大的 INCO公司建成一座直径6(3米 的转底炉用于合金废料回收,后来在美国成立了 Inmctco公司,并建成一座直径 16(8米的生产性转底炉用于回收废料生产海绵钛,已运行了十几年。 北京科技大学在消化和发展 Fastmet和 In(mctco的 基 础 上 开 发 了 COF—R 法 和COF—C法,已在四川I阿坝、河南舞阳分别建成了直径 7(4米和直径 3(0米的转底炉,进行了半工业试验。 转底炉的工艺特点是在高温下(1300,1350?),敞焰加热含碳球团的薄料层(15,40mm),实现快速还原(<50min)。即高温、快速、采用含碳球团是其技术关键,这与隧道窑法、回转窑法形成明显的优势。主要体现在以下几个方面。 3(3(1 生产率与投资 采用隧道窑,物料在窑内的停留时间达十几小时,回转窑为数小时,而环形转底炉物料在炉内的停留时间只有几十分钟,因此采用转底炉生产率高,高位投资低,约为回转窑的一半。但转底炉的加工制作较难,技术要求较高。 3(3(2 对炉料的要求 由于在回转窑内炉料需不停的滚动,会带来物料磨损、破碎和粉末的产生。倘若炉料强度不够,粉尘控制不佳,窑内某点过热,势必会引起困扰回转窑运行的“结圈”问题。为了减少粉末的产生及避免结圈,要求炉料(球团)具有较高的落下与耐磨强度。而转底炉法的炉料在炉底上静止,随炉底一起运行,对炉料的强度要求不高。 3(3(3 对燃料的要求 转底炉可直接燃烧散煤(或煤气),对煤炭资源的适应性强。回转窑法则需要块煤为还原剂,对煤的挥发性、粘结性及灰熔点要求高,只有反应性良好的烟煤和褐煤才适用,来源受到限制。 3(3(4 炉温 转底炉为实现快速还原要求炉温高,允许的工艺操作参数范围很窄,对操用的要求严格。回转窑法为防止结圈,必须限制其温度并要求炉温稳定,过高的温度易引起结圈。 转底炉还原工艺可适宜 5O万吨左右规模,与其它直接还原 方法相比,在生产率、规模化、投资费用、能耗、单位成本等方面都占有明显的优势。据马鞍山设计院介绍,转底炉工艺与高炉工艺相比,基建投资可降低 22(8,,吨铁成本低 10(36,,即使吨铁成本持平,转底炉工艺仍然有竞争力,因为它提铁后的非磁性物可进一步回收钒、钛,而攀钢高炉流程的高炉渣目前尚不能回收利用。从全面回收铁、钒、钛,并可适当规模化考虑,用转底炉还原钒钛磁铁矿具有明显的产业化优势。 3(4 采用转底炉还原钒钛磁铁矿应注意的几个问题 目前转底炉法仅应用于普通铁矿的还原,尚无用于钒钛磁铁矿的研究。虽然从冶金原理上看处理钒钛磁铁矿是可行的。但由于钒钛磁铁矿特殊的性质,需要进行大量基础研究工作,并在实践中考虑以下几个问题。 3(4(1 该工艺对钒钛磁铁矿的还原时间 与普通铁矿有较大差别,还原时间较长,转底炉的产能可能会比预想的少。钒钛磁铁矿中的钛铁矿还原温度在大于 l180?时,其中间产物为稳定的亚铁板钛矿,最终产物是 Fe O 固溶体,还原不完全,这将降低铁的还原率。 3(4(2 由于转底炉采用含碳球团技术,势必对后序提钛工艺产生污染,必须要求低灰分及低硫分的煤(或其他固体还原剂),因此需要结合攀枝花资源特点对内配碳问题进行研究。 3(4(3 隧道窑工艺和回转窑工艺由于还原时间较长,铁晶粒长大,可采用磨选工艺分离铁、钛。转底炉法采用快速还原,还原时间短,其金属化球团的钛、铁分离采用磨选法还是熔分法还需要研究。从已有成果看,采用电炉熔分钒的走向不易控制。 3(4(4 要防止炉气对炉料的再氧化。转底炉法是在高温下敞焰加热球团,表层炉料一直与炉气直接接触,会导致高温炉气对炉料的氧化,降低产品的金属化率,应采取保护措施,以避免金属铁被再氧化并放宽其工艺操作参数的范围。 3(4(5 尽管转底炉还原对煤的适应性强,但目前该工艺仍需消耗约 80立方米,吨铁天然气,攀枝花没有天然气,应研究替代燃料。此外,转底炉的机械设备较复杂,高温运行,其中推出料机、热筛分系统在国内还不成熟。 钒钛磁铁矿直接还原技术探讨(三) 4 建议 4(1 正确认识直接还原技术的应用前景 高炉一转炉流程因其技术成熟性和巨大的生产能力,在较长的时期内仍将在中国冶金生产中占据绝对优势。中国虽然铁矿资源丰富,占世界第三位,但矿山品位低、难选、多金属共生矿多的特点决定了直接还原技术的大规模推广应用还有较大的资源和技术瓶颈要克服。对攀枝花而言,中短期内直接还原新流程只能是现有高炉一转炉流程的有益补充,并不能取代高炉流程。 4(2 对钒钛磁铁矿的重新认识 改变攀西钒铁矿是多金属共生的低磷高硫贫铁矿的传统认识,树立攀西钒钛矿是多金属共生钛铁矿,开发利用钒钛矿以铁为主转到以钛为主的新观点,实现从“铁中心”到“钛中心”的转变。以钛元素的回收利用来平衡其它元素的回收利用。为综合利用铁精矿中的钛和钛精矿中的铁,在直接还原工艺中可考虑采用铁精矿和钛精矿以1:1的混合矿为原料。 4(3 直接还原新流程对铁的处理 实践证明在没有催化剂的存在下,钒钛铁精矿的还原过程虽然可以进行,但还原产物中的金属铁晶粒细小,不能有效分离出磁性物及非磁性物。由于攀枝花钒铁精矿铁品位只有 52,左右,含铁相晶粒小,呈弥散分布,难以分选,可考虑添加复合催化剂,促进铁晶粒的长大,当铁晶粒长大到0(037mm时,就可实现铁与钒钛的分选。目前炼钢用还原铁对还原程度要求低、产量大;粉末冶金用还原铁还原程度高,单体设备生产能力小。考虑铁、钒、钛分离对铁晶粒长大要求高,还原程度也要求高,还原铁的产品定位应是粉末冶金用铁粉。 4(4 直接还原新流程对钒的处理 可采用成熟的钠化焙烧水浸后提钒工艺。过去新流程对先提钒工艺研究较多,没有产业化原因是处理量太大,按照 1000吨铁精矿(V2O5 0(5,一0(7,)处理后,只能得到4吨V2o5。如果用钒渣只需要处理 30吨。按照焙烧条件850—900焙烧,能耗高、碱耗高,如用后提钒工艺,在磁选铁后,从非磁性物中提钒,全流程可大为简化。 4(5 直接还原新流程对钛的处理 在30多年攀枝花资源综合利用研究过程中,钛资源的利用始终是焦点和难点问题。采用什么工艺处理钛元素取决于还原工序能否实现较高的铁还原率和实现铁、钛的磨选分离。如果不能实现铁、钛的机械分选,宜采用电炉熔炼法富集钛。但电炉法的电价不宜超过 0(25元。电炉法只将矿中氧化铁还原为金属铁并与钛渣分离,非铁杂质很少被还原进入铁相,只有少部分 SiO2从气相逸出,其余绝大部分非铁杂质都富集进入渣相,产品定位为硫酸法钛白用的含 TiO275,左右的酸溶性钛渣。如果能实现铁、钛的机械分选,对非磁性物宜采用酸浸法富集钛,特别是盐酸浸出法具有浸出速度快,除杂质能力强,产品品位高,盐酸可循环利用等优点。攀钢在“十五”国家技术攻关中用钛精矿为原料进行酸浸,富钛料品位可达到92,,并成功解决了废酸循环利用的环保难题。借鉴此工艺,对直接还原后非磁性物进行酸浸富集钛的成功可能性非常大,产品定位为国内紧俏的氯法钛白用的含 TiO292,左右的氯化钛渣。 4(6 要把转底炉作为直接还原技术的首选工艺 转底炉炼铁技术是目前世界最先进已进入工业化的第三代 炼铁技术,由于其较其它还原工艺在生产率、规模化、投资费用、能耗、单位成本等方面都占有明显的优势,可作为攀枝花发展直接还原技术的首选工艺。鉴于目前还未有利用转底炉处理钒钛磁铁矿的报道,首先要开展针对钒钛磁铁矿的基础研究工作,并在实践中借鉴各种直接还原方法已取得的成果,少走弯路。 4(7 政府部 门要运用行政和经济手段推动直接还原技术的 推广应用利用直接还原技术处理钒钛磁铁矿可以大大 缩短炼铁工艺流程,不用宝贵的焦煤,降低消耗和环境 污染,大幅度提高钒钛铬等共生金属的回收率,降低对 外来普通矿的依赖,对改善我市铁路运输现状具有特殊 的重要意义。应由政府组成指导小组,协调各方开展攻 关,出台政策鼓励企业发展直接还原技术。 攀西地区钒钛磁铁矿综合利用研究进展及展望 资料来源:钛白 作者:刘松利 杨绍利 高仕忠 张利民 日期:2008/6/16 钒钛磁铁矿是一种含铁、钛、钒为主并伴生有少量铬、镍、钴、铂族、钪等多种可综合利用组分的矿物。攀枝花一西昌(攀西)地区钒钛磁铁矿储量约l00亿t,占全国铁矿储量的20,。钒资源储量为1578.8万t,占全国钒资源储量的62,,占世界钒储量的11.6,。钛资源储量为8.7亿t,占全国钛资源储量的90.5,,占世界钛储量的35.2,。此外还伴生有90万t钴、70万t镍、25万t钪、1 8万t镓以及大量的铬、铜、硫等资源。经过广大科技工作者几十年的技术攻关,目前逐步实现了铁、钒和钛元素的规模化利用,形成铁钒钛系列产品的生产能力。随着矿产资源综合利用的深入发展、提取冶金技术进步以及开发利用手段的不断完善,综合 利用钒钛磁铁矿中钴、镍、铜、钪、镓和铬等有价元素也正在成为可能。本文对攀西地区钒钛磁铁矿综合利用研究情况进行了总结,并对以后的发展趋势进行了探讨。 1 攀西地区矿产资源特征 攀西地区钒钛磁铁矿含矿岩体沿安宁河、攀西地区两条深断裂带断续分布,一般多浸入震旦系灯影组白云岩中,或震旦系与前震旦系不整合面之间。岩体由辉长岩、橄榄辉长岩和橄长岩组成。含矿岩体为海西晚期富铁矿,为高钙、贫硅、偏碱性的基性和超基性岩体。矿床为典型的晚期岩浆结晶分凝成因,分异好,呈层状构造,其中大型矿床有攀西地区、太和、白马和红格等。矿体赋存于韵律层的下部,呈层状,似层状,透镜状,多层平行产出,单层矿体长达1000 m以上,厚几十厘米至几百米。四大矿区中,攀西地区矿区矿石中Fe含量为31,,35,,TiO2含量为8.98,,17.05,,V2O5含量为0.28,~0.34,,Co含量为0.01 4,~ 0.023,,Ni含量为0.008,~0.015,,与太和矿同属高钛高铁矿石;白马矿是高铁低钛型矿石,TiO2含量为5.98,,8.1 7,,平均矿石品位Fe为28.99,,V2O5为0.28,,Co为0.016,,Ni为0.025,;红格矿属低铁高钛型矿石,TiO2含量9.12,,14.04,,其它组元平均品位Fe为36.39,,V205为0.33,,同时矿石中含镍量比较高,平均为0.27,。攀 枝花、白马、太和三矿区矿石化学组元基本相同,只是含量有所变化。随矿石中铁品位的升高, TiO2、V2O5、Co和NiO的含量增加,SiO2、A12O3、CaO的含量降低,MgO的含量对于攀西地区、太和矿区而言是随铁品位增高而降低,但对于白马矿区则相反。 矿石中主要金属矿物有:钛磁铁矿(系磁铁矿、钛铁晶石、铝镁尖晶石和钛铁矿片晶的矿物相)和钛铁矿,其次为磁铁矿、褐铁矿、针铁矿、次生黄铁矿;硫化物以磁黄铁矿为主,另有钴镍黄铁矿、硫钴矿、硫镍钻矿、紫硫铁镍矿、黄铜矿、黄铁矿和墨铜矿等。 脉石矿物以钛普通辉石和斜长石为主,另有钛闪石、橄榄石、绿泥石、蛇纹石、伊丁石、透闪石、榍石、绢云母、绿帘石、葡萄石、黑云母、拓榴子石、方解石和磷灰石等。 化学光谱分析表明,攀西地区钒钛磁铁矿中含有各类化学元素30多种,有益元素10多种,若按矿物含量进行排序,依次为Fe、Ti、S、V、Mn、Cu、Co、Ni、Cr、Sc、Ga、Nb、Ta、Pt;若以矿物经济价值排列,则排序为Ti、Sc、Fe、V、Co、Ni。 2 攀西地区钒钛磁铁矿综合利用现状 攀西地区钒钛磁铁矿资源的开发利用始于二十世纪七十年代。在当时的历史条件下,主要以钢铁和钒作为开发的 主攻方向。随着攀钢集团公司一期 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 的完工,钛和其它有价元素的综合利用问题就逐步摆到了议事日程上。总的来说,攀西地区钒钛磁铁矿资源的开发利用经历了高炉冶炼钒钛磁铁矿、雾化提钒和钛精矿选钛为代表的三个重要时期,到目前为止,除了铁、钒的提取利用较为满意外,其余有价元素的提取利用还存在着较多的问题。 2.1铁的提取 钛磁铁矿是攀西地区钒钛磁铁矿石中的主要含铁矿物,由磁铁矿、钛铁晶石、铝镁尖晶石和钛铁矿片晶等组成,以磁铁矿为主。原矿经过一段磨矿、一次粗选、一次精选、一次扫选的磁选流程后,获得含铁5l,、TiO2为12,、V2O5为0.51,左右的铁精矿。然后通过烧结工序得到含铁46,~47,的烧结矿(全铁品位在全国大型钢铁企业中属于较低水平),最后进入高炉冶炼,矿石中的铁元素约有97,还原进入生铁,其余3,以金属铁或FeO的形式,夹杂在炉渣中或以其他形式构成了铁损。在铁水预处理和转炉提钒炼钢过程中还将造成一部分铁损,这是工序所必须的。从原矿到冶炼含钒铁水,铁元素的回收率只有70,左右。 与采用普通铁矿石冶炼的企业相比,攀钢在采选冶全流程中铁的有效利用程度略有降低,但考虑到钒产品回收所创造的效益、钢铁产品的市场供求状况和进一步提高铁的回收率所付出的经济代价,目前没有对此问题进行专门研究。而 攀钢高炉现阶段炉料结构中采用了配加普通矿的方法,降低了炉渣中TiO2含量,大幅度提高了高炉冶炼的经济技术指标,改善了炉渣性能,使渣铁分离更为彻底,渣中带铁量下降,相应提高了铁的回收利用程度,但因此也带来了铁水中钒含量的下降、影响钒回收率的问题。 2.2钛的提取 虽然攀西地区矿含有十分丰富的钛资源,但钛的回收率较低。含钛矿物钛铁晶石(2FeO?TiO2),具有强磁性,呈微晶片晶,与磁铁矿致密共生,形成磁铁矿一钛铁晶石连晶(即钛磁铁矿),在磁选过程中以钛磁铁矿进入铁精矿。在高炉冶炼过程中,炉料中的钛氧化物只有极少数被还原进入生铁,大量的钛进入高炉渣中。高炉渣是一种高钛型高炉渣,由于有TiC、TiN和Ti(C,N)等高熔点物相存在,往往使得高炉渣变稠、产生泡沫化现象以及渣中带铁严重。尽管高炉冶炼基本可以实现元素钛与铁、钒的分离,但至今还没有找到从高钛型高炉渣中有效提取利用钛的方法。 另一种主要的含钛矿物是钛铁矿,指矿石中的粒状钛铁矿,是可选收的含钛矿物。这种钛铁矿含量占钛铁矿总量的95,以上。经过弱磁选一强磁选一螺旋、摇床重选一浮硫一干燥电选,得到钛精矿、次铁精矿和浮硫尾矿。微细粒级中的钛得到回收后钛的选矿回收率为1 5,左右。目前攀钢选钛厂每年生产含TiO2为47,~49,左右的钛精矿30万t, 就主要是靠对选铁尾矿进行进一步分选获得的。其可作为钛白粉的生产原料,而且多年生产实践表明,直接用攀西地区钛精矿生产硫酸法钛白时,生产成本较低。因此这一部分钛资源是目前真正主动利用的钛资源。 与钛资源综合利用问题紧密相关的还有环境保护问题。攀钢在冶炼钒钛磁铁矿的过程中产生了大量含TiO2在22,~25,的高炉渣。这类高炉渣虽经多年研究和攻关,仍没有找到全量利用的途径。目前,攀钢高钛型高炉渣已经堆积了数千万吨,而且还以每年约300万t的数量不断增长。一方面造成了钛资源的严重浪费,另一方面又形成了巨大的环境负荷,严重影响长江中上游地区的生态环境。 2.3钒的提取 攀西地区钒钛磁铁矿中未见到钒的独立矿物,它赋存于钛磁铁矿矿物中,绝大多数与铁矿物类质同相,占矿石中钒总量的82,~99,,其余少部分分布于钛铁矿及脉石矿物中。由于钛磁铁矿是矿石中选铁的入选矿物,所以钒与铁同时富集。 在选矿过程中钒进入铁精矿,经过烧结一高炉一铁水雾化提钒(现为转炉提钒)得到钒渣,钒的回收率大于42,,即有相当一部分钒无法回收。钒渣经多膛炉焙烧一浸出一沉淀 V2O3和V2O5电一熔片得到V2O5成品,或还原生产V2O3, 铝热法生产高钒铁,或生产钒氮合金等。这一部分钒是真正 得到了回收利用。 2.4其它元素 攀西地区钒钛磁铁矿中的其它有价金属,除在选钛后可选出硫钻精矿外,目前尚未得到合理的提取利用。它们的利用主要是以钢中残存元素的形式出现,在钢中起合金化的作用,可以改善钢的性能。 3 展望 从攀西地区的资源特点、国内多年来的研究基础和国外发展趋势看,攀西地区钒钛磁铁矿资源综合利用重点要解决三个协调的问题,即资源开采和资源利用之问的协调;资源开采和产品的经济价值之间的协调以及资源开采和生态环境保护之间的协调。以上三个协调之间的关系焦点近期内是钛、钒资源的利用问题,中长期是其它有益元素,如钻、镍、铬等的提取利用问题。因此,今后相当长的一段时问内,围绕攀西地区钒钛磁铁矿资源综合利用问题的研究,还有许多艰苦的工作要做,需要国家和科技工作者给予高度重视。 “转底炉短流程”炼铁新技术是目前国家提倡的科技创新技术,特别是处理钒钛磁铁矿更为合理,它具有如下优点: ?以煤代焦,可以省去高炉流程的炼焦与烧结工序,不但缩短工艺流程,而且减少环境污染。 ?由于还原温度高,可提高还原的金属化率;由于还原 时问短,还可提高生产效率。 ?转底炉还原过程中由于炉底转动而炉料不动,可解决回转窑或竖炉还原时炉料粘接、结圈等问题。 ?还原后可以将铁与钒钛铬分离,再从分离后的产物中分别提取或分离出钒、钛、铬,达到有益元素充分回收利用的目的。 ?建设投资省,是高炉流程的50,,回转窑流程的30,~60,。 目前,该技术处于 实验室 17025实验室iso17025实验室认可实验室检查项目微生物实验室标识重点实验室计划 研发阶段,尤其是宝贵的镓、铬、钪等有价元素还未能提取。以后的发展趋势是开发新工艺技术,综合利用铬、镓、钪等稀贵金属。因此,无论从资源战略、环保要求,还是经济效益考虑,开展钒钛磁铁矿转底炉煤基直接还原一电炉熔分提取钒、铬、镓等何价金属工艺技术研究是大势所趋,对促进攀西地区钒钛磁铁矿综合利用水平具有重要意义。
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格式:doc
大小:33KB
软件:Word
页数:14
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上传时间:2017-10-28
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