釩鈦磁鐵礦提取鈦的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及礦產加工利用技術領域，確切地說涉及一種釩鈦磁鐵礦提取鈦的工藝 方法。
【背景技術】
[0002] 我國四川省攀枝花-西昌地區釩鈦磁鐵礦資源是國內著名的三大共生礦資源之 一，釩鈦磁鐵礦資源儲量達100億噸，占世界同類資源儲量的四分之一，全國儲量的90%，而 且釩鈦磁鐵礦資源分布集中，絕大部分分布于攀枝花、白馬、紅格、太和四大礦區，其中紅格 礦區資源儲量35. 7億噸，白馬礦區17. 42億噸，太和礦區17. 18億噸，攀枝花礦區15. 86億 噸。
[0003] 攀西釩鈦磁鐵礦是釩、鈦、鐵共生并伴生有多種價值元素的共伴生礦資源，礦中 鈦、釩、鐵為主要價值元素，并含有鉻、硫、鈷、鎳、銅、錳、鎵、鈧以及鉑族元素等多種有益組 分，鐵、釩、鈦儲量分別占全國總儲量的20%、63%和93%以上，此外，還伴生有90萬噸鈷、70 萬噸鎳、25萬噸鈧、18萬噸鎵以及大量的銅、硫等資源。礦產資源不僅種類繁多，產地集中 (96%集中于攀枝花、白馬、紅格、太和四大礦區)，而且賦存條件好，綜合利用價值高。
[0004] 攀西釩鈦磁鐵礦各礦區礦物組成及含量雖有差異，但礦石性質基本相同，主要工 業礦物為鈦磁鐵礦、鈦鐵礦和硫化物，礦物組成具有如下特點： 1.鐵鈦釩致密共生，鈦、銀、絡、鎵、鈷、鎳、錯、鎂等元素取代了磁鐵礦中鐵的相應位置 呈類質同相存在。磁鐵礦中〇~14%的鈦鐵晶石分子，礦石中90%以上的釩賦存于鈦磁鐵礦 中，各礦區含鉻量相差較大。
[0005] 2.含鈦礦物主要是粒狀鈦鐵礦和鈦鐵尖晶石。鈦鐵礦中Ti02含量約53%，鈦鐵尖 晶石中Ti02含量約36%。粒狀鈦鐵礦可單獨回收，是提鈦的主要對象，而存在于鈦磁鐵礦中 的鈦鐵尖晶石所含的110 2不能用選礦分離的方法回收。
[0006] 3.欽磁鐵礦中含有4~7%的儀錯尖晶石進入鐵精礦，使鐵精礦中含有$父尚的MgO 和A1203;鈦鐵礦中也含有鎂鋁尖晶石，使鈦精礦中MgO含量較高，不利于生產高級富鈦料。
[0007] 4.釩鈦磁鐵礦中共、伴生元素除釩鈦外，還有鈷、鎳、鉻、鎵、鈧等可回收利用，鈮、 鉭、鉑族、銅、錳等其它共、伴生組分含量低，分散度高，經濟有效利用困難。
[0008] 5.硫化物相是綜合利用鈷、鎳、銅、硫等元素的主要礦物，但礦物量少，種類多，較 分散，硫化物中鈷、鎳、銅的含量差別大，分離提取難度大。
[0009] 針對釩鈦磁鐵礦資源的難選冶特性，世界各國根據本國釩鈦磁鐵礦資源的特點， 對釩鈦磁鐵礦的分選富集主要采用傳統的破碎磨礦一弱磁選鐵一浮選選鈦工藝技術，有 的只選鐵而不選鈦，其鐵品位為TFe多55% ;有的只選鈦而不選鐵，鈦精礦的品位為Ti02 42%~45%。由于各國礦石性質的不同，選礦獲得的釩鈦磁鐵礦精礦物質組成也不相同，特 別是主要有益元素釩、鈦、鐵含量的差異，形成了不同的利用途徑，但都沒有實現釩鈦磁鐵 礦中鐵、釩、鈦的同時高效回收利用。主要利用途徑有如下三種： 1.作為提釩原料。釩鈦磁鐵礦原礦含釩較高，經選礦獲得的釩鈦磁鐵礦精礦含V2〇5> 1% (-般在1. 6%左右，甚至更高)，采用回轉窯或多膛爐將釩鐵精礦進行鈉化焙燒，提取五 氧化二釩，其它元素不回收。如芬蘭、南非、澳大利亞等國家。
[0010] 2.作為煉鐵原料，附帶回收釩。原礦經選礦獲得釩鈦磁鐵礦精礦，然后采用電爐或 高爐還原熔煉獲得含釩生鐵，生鐵氧化得到釩渣，作為提釩原料，提釩后的半鋼用作煉鋼， 電爐渣或高爐渣含Ti0230%左右，沒有進行鈦的回收利用。典型工藝有南非、新西蘭等國家 采用的回轉窯-電爐流程，俄羅斯、中國等國家采用的高爐-轉爐流程。
[0011] 3.作為提鈦原料，附帶回收鐵。經選礦獲得的釩鈦磁鐵礦精礦含Ti02很高，采用 電爐還原熔煉獲得高鈦渣，主要目的是回收利用鈦，鐵作為副產品回收。如加拿大的QIT公 司。
[0012] 國內對釩鈦磁鐵礦資源的開發利用主要以攀鋼和承鋼為代表，采用的是高爐-轉 爐流程，主要目的是回收利用鐵，附帶回收釩和鈦。
[0013] 由于釩鈦磁鐵礦中鐵、釩、鈦緊密共生，甚至同屬一種礦物，如釩絕大部分以類質 同象賦存于鈦磁鐵礦中，而鈦主要存在于鈦鐵礦和鈦磁鐵礦中。因此，磁選獲得的鐵精礦并 非單一的鐵精礦，而是含鐵、釩、鈦等金屬的多金屬混合精礦。這種鐵釩鈦混合精礦高爐還 原熔煉時，釩、鐵共還原進入生鐵，生鐵經轉爐氧化吹煉分別獲得釩渣和半鋼，釩渣用作為 提釩原料，半鋼用于煉鋼，而鈦進入高爐煉鐵渣，高爐渣Ti02含量20%-30%，品位低難利用， 只能堆放，致使占資源量50%的鈦流失于高爐煉鐵渣中，大大降低了釩鈦磁鐵礦資源中鈦 的利用率。
[0014] 針對現流程存在的問題，國內主要做了兩個方面的研究工作，一是完善現流程。即 對現流程高爐煉鐵產生的含鈦(含Ti0220%~30%)爐渣開展利用技術研究；二是開發新流 程，根據資源特點，開展新的利用工藝技術研究，以期提高鐵、釩、鈦三個主要金屬的回收利 用率，重點提高鈦的回收率。
[0015] 如何有效提取利用高爐煉鐵渣中的鈦，是世界性的技術難題。自從攀枝花鋼鐵公 司1970年投產以來，我國科技工作者就對高爐法產生的含鈦高爐渣利用做了大量研究工 作，通過40年的攻關研究，取得了一些突破和研究成果，主要技術途徑有生產建材水泥、制 取娃鈦復合合金或其他功能材料、高溫碳化-低溫氯化制取TiCl4、含鈦組分富集-分選、酸 浸法制取鈦白粉等。許多工藝在推廣應用時，尚存一定技術經濟難題，至今含鈦高爐渣的利 用仍是世界難題。
[0016] 新流程的開發以釩鈦磁鐵礦精礦(簡稱鐵精礦）中鈦的利用為重點，避開了對含鈦 爐渣流動性要求較高的高爐冶煉設備，開展了多種非高爐煉鐵工藝的研究，其中研究較多 的是鐵精礦直接還原工藝，力求通過鐵精礦的直接還原，提高煉鐵渣鈦的含量，實現鈦的利 用。早在上世紀60~80年代，我國就組織全國科技力量對該工藝進行了大量研究，其技術 路線為鐵精礦一直接還原一電爐熔分一鈦渣酸浸一鈦白粉。還原設備有回轉窯、豎爐、流化 床、隧道窯、斜坡爐等（目前已引入轉底爐)，還原后的爐料渣鐵分離采用磁選分離或電爐熔 分，獲得的含鈦爐渣Ti02含量35%-50%，無論采用物理選礦方法還是濕法冶金方法，均很難 將渣中110 2含量富集提高到70%左右，渣中的鈦難以得到合理利用。因此，該流程盡管進 行了不同規模的試驗，但技術經濟指標不理想，至今無法產業化。
[0017][0018] 以上述專利文獻為代表的現有技術，雖然提到可以采用鈉鹽與爐渣一起焙燒，使 其中的釩、鈦轉化為釩酸鈉和鈦酸鈉，然后進行水浸和酸浸；這樣的技術方案，仍然存在以 下問題： 1、加入鈉鹽的時機是在還原鐵后的爐渣中加入鈉鹽，焙燒溫度在800-900攝氏度，目 的是提取含鈦爐渣中的五氧化二釩，提釩后的爐渣中雜質較多，鈦品位較低，用常規方法提 取鈦的技術難度大，成本高。
[