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钒钛渣成分百科
加入时间:2020-02-04 06:03

  钛渣:钛铁矿(钛精矿)配加一定量的含碳还原剂通过电炉熔炼,使矿中的铁氧化物被C还原,从而实现铁钛分离,钛氧化物被富集在炉渣中所形成的产品。      酸溶钛渣: 用作硫酸法钛白生产原料的钛渣     氯化钛渣: 用作氯化法钛白或海绵钛生产原料的钛渣     富钛料: 将钛铁矿通过各种方法进行富集而得到的高品位的含钛物料的总称     预处理: 在矿物进入电炉冶炼前,为了改善矿物性能等而对矿物进行一定的处理。     预还原: 在矿物进入电炉冶炼前,对矿物先进行还原处理,将矿中部分铁氧化物还原成低价铁或金属铁的处理方法。     预氧化: 在矿物进入电炉冶炼前,将矿物在中性或氧化气氛中进行焙烧的处理方法。     电炉冶炼法: 通过电炉并由电极输入电能来进行冶炼的方法。      电极: 将电流输入电炉内,并由此将电能转化为矿物冶炼所需要的能量的导电物体。     石墨电极: 采用石墨作为电极的主要原料,是一种已焙烧成形的电极。     自焙电极: 将电极糊填充在电极筒套中,通过冶炼过程中产生的热量来焙烧成形的电极。     还原剂: 用于将高价氧化物还原成低价氧化物或金属单质的物料     炉况: 电炉冶炼过程中炉内的状况。     翻渣: 在钛渣冶炼时,因炉料突然陷落造成还原反应瞬间激烈发生,产生大量CO气体经熔渣逸出,使渣出现沸腾和喷溅现象。     低价钛: 化合价低+4价的含钛化合物。     半钢: 钛渣冶炼时铁氧化物被还原后所生成的一种铁水,因含C介于钢与铁之间,故称半钢。      不溶钛: 不溶于硫酸的钛化合物。     挂渣: 在冶炼钛渣时,为防止钛渣对炉壁的腐蚀,在炉内壁挂上一层钛渣以保护炉壁的方法。     直流电炉: 采用直流电源的电炉。     交流电炉: 采用交流电源的电炉     明弧冶炼:在冶炼钛渣时,通过电极顶端发出弧光热量来熔化物料进行冶炼的方法。     埋弧冶炼: 冶炼时电极插入物料中通过物料的电阻产生热量来进行冶炼的方法。     铁、钛总量:原料中二氧化钛和三氧化二铁与氧化亚铁的总和。     配碳量:根据原料中铁含量与还原剂的碳含量及其还原程度来确定配碳的比例关系。

  直接往含钒铁水中增加6%的纯碱、8%的铁皮,处理后得钠化钒渣。含钒铁水的脱钒率可达60%~80%。钠化钒渣含V2O5达6%以上。主要成分为NaVO3、Na4V2O7、Na3VO4的复合物。硫构成Na2S进入渣相,脱硫率大于80%;磷构成Na3PO4进入渣相,脱磷率60%~80%。所得半钢的硫、磷含量均低于制品钢的规格,因而可在转炉内完成无渣或少渣炼钢。 选用天然碱处理含钒铁水得到的钠化钒渣,曾在四川西昌410厂进行过湿法提钒及收回钠盐的扩展试验。天然碱取自河南吴城及内蒙古西林郭勒盟及鄂尔多斯湖等地。天然碱是Na2CO3及少数NaHCO3、Na2SO4、NaCl的混合物。所得钠化钒渣的成分如下:成分V2O5Na2OPSiO2S%12.8840.861.289.42.09 工艺流程共分6步:1)碳酸化浸取;2)浸取液的氧化及净化;3)深度碳酸化、浓缩结晶分出NaHCO3;4)碱性铵盐沉钒、制取;5)沉钒后液蒸、回来沉钒、后液回来浸取;6)NaHCO3煅烧得纯碱、煅烧得产品V2O5。 此流程在技术上有诱人的远景,扩展试验已成功,产品合格。但纯碱直销严重,故未能施行。

  [next]     从钒钛磁铁矿中提取钒的方法可概括为两种:火法是通过钒铁精矿或钒渣间接提钒,湿法则是用钒铁精矿直接提钒。目前我国以间接提钒法为主。    火法提钒工艺:将选矿产品钒铁精矿直接进入高炉或电炉中冶炼,使矿石中的钒大部分进入铁水,再将含钒铁水入转炉送氧吹炼,使钒富集于渣中,成为钒渣。钒渣经焙烧、浸出、过滤、即得五氧化二钒。这一方法的最大优点是钒回收率高,特别适用于低品位钒矿石的利用。缺点是矿石处理量大,而生产规模小,与大规模的钢铁工业生产不相适应。    湿法提钒工艺:将钒铁精矿加芒硝制团,经焙烧、水浸、使钒酸钠进入溶液,再加硫酸使之转化为五氧化二钒。水浸后的球团再用于炼铁。湿法的优点是工艺流程短,钒的回收率高。    上图是钒钛磁铁矿提钒的生铁-钒渣工艺的流程。    近20年来我国积累了大量有关钒钛磁铁矿提钒工艺的经验,并首创高炉炼铁-雾化提钒法。目前攀枝花钢铁公司用此种方法大规模生产钒渣。高炉炼铁-雾化吹钒渣法的要旨是,将铁水在中间罐内撇渣和整流,在雾化器中雾化,雾化后的铁水进入雾化炉反应,提钒后的铁水(即“半钢”)流入半钢罐,使之在半钢罐面上形成钒渣层,将半钢分离即得钒渣(下图)。1978年攀枝花钢铁公司已建成两座120t雾化炉,其设计能力为年产8.31~8.9万t钒渣。

  从钒钛磁铁矿中提取钒的方法可概括为两种:火法是通过钒铁精矿或钒渣间接提钒,湿法则是用钒铁精矿直接提钒。目前我国以间接提钒法为主。 火法提钒工艺:将选矿产品钒铁精矿直接进入高炉或电炉中冶炼,使矿石中的钒大部分进入铁水,再将含钒铁水入转炉送氧吹炼,使钒富集于渣中,成为钒渣。钒渣经焙烧、浸出、过滤、即得五氧化二钒。这一方法的最大优点是钒回收率高,特别适用于低品位钒矿石的利用。缺点是矿石处理量大,而生产规模小,与大规模的钢铁工业生产不相适应 。 湿法提钒工艺:将钒铁精矿加芒硝制团,经焙烧、水浸、使钒酸钠进入溶液,再加硫酸使之转化为五氧化二钒。水浸后的球团再用于炼铁。湿法的优点是工艺流程短,钒的回收率高。 上图是钒钛磁铁矿提钒的生铁-钒渣工艺的流程。 近20年来我国积累了大量有关钒钛磁铁矿提钒工艺的经验,并首创高炉炼铁-雾化提钒法。目前攀枝花钢铁公司用此种方法大规模生产钒渣。高炉炼铁-雾化吹钒渣法的要旨是,将铁水在中间罐内撇渣和整流,在雾化器中雾化,雾化后的铁水进入雾化炉反应,提钒后的铁水(即“半钢”)流入半钢罐,使之在半钢罐面上形成钒渣层,将半钢分离即得钒渣(下图)。1978年攀枝花钢铁公司已建成两座120t雾化炉,其设计能力为年产8.31~8.9万t钒渣。

  钒钛磁铁矿是一种以含铁、钛、钒为主的共生磁性铁矿,钒的绝大部分和铁矿物质呈类质同象赋存于磁铁矿中。该类矿在世界上赋存量巨大,在世界六大洲均有大型矿床分布,世界上钒产量的88%是从钒钛磁铁矿中提取出来的。本文首先归纳我国开发的提钒技术,然后再介绍国外从钒钛磁铁矿和铁矿中提钒的成熟流程。          从钒钛磁铁矿中回收钒,常用的方法是将钒钛磁铁矿在高炉或电炉中冶炼出含钒生铁,再通过选择性氧化铁水,使钒氧化后进入炉渣,得到钒含量较高的炉渣作为下一步提钒的原料。         目前含钒铁水的处理方法有三种:1、吹炼钒渣法:此法是在转炉或其他炉内吹炼生铁水,得到含V2O512~16%的钒渣和半钢,吹炼的要求是“脱钒保碳”。此法是从钒钛磁铁矿中生产钒的主要方法,较从矿石中直接提钒更经济。目前世界上钒产量的66%是使用这种方法生产的。2、含钒钢渣法:此法是将含钒铁水直接吹炼成钢。钒作为一种杂质进入炉渣,钢渣作为提钒的原材料。但这种钢渣中氧化钙含量高达45~60%,使提钒困难。这种方法不仅省去吹炼炉渣设备,节省投资,而且回收了吹炼钒渣时损失的生铁,是新一代的提钒方法。3、钠化渣法:此法是把碳酸钠直接加入含钒铁水,使铁水中的钒生成钒酸钠,同时脱除铁水中的硫和磷。该种渣可不经焙烧直接水浸,提取五氧化二钒。所获得的半钢含硫、磷很低,可用无渣或少渣法炼钢。

  (一)钒钛烧结矿的化学成分    钒钛烧结矿除含TiO2和V2O5外,其他化学成分与普通烧结矿比较也有较大差异,依据TiO2含量凹凸,钒钛烧结矿可分为高钛型(攀钢)、中钛型(承钢)和低钛型(马钢)。    与普通烧结矿的化学成分比较,钒钛烧结矿具有“三低”、“三高”的特色。即烧结矿含铁低、FeO和SiO2含量低,TiO2、MgO、Al2O3含量高。   (二)钒钛烧结矿的矿藏组成    钒钛烧结矿的物相组成首要有:钛赤铁矿、钛磁铁矿、铁酸钙、钛榴石、钙钛矿、钛辉石、玻璃质等。    1.钒钛烧结矿的矿藏特色    钛赤铁矿是烧结矿中的首要含铁物相,一般可占烧结矿总量的40%~50%,是赤铁矿-钛铁矿固熔体,属六方晶系,反射光下呈灰白色,强非均质性,不透明,反射率25%,以Fe2O3为晶格,除Ti外,还固溶Mg、Al、Mn等元素。钒钛烧结矿中的钛赤铁矿以粒状、斑状结构为主,少量呈他型和自型柱状。一般出现在孔洞周围或钛磁铁矿晶粒周围构成包边或花边结构。钛赤铁矿的很多存在及其连晶效果,使烧结矿具有杰出的复原性和机械强度。    钛磁铁矿不同于普通烧结矿的磁性矿藏,是磁铁矿-钛铁晶石固溶体,是烧结矿中的首要含铁矿藏,其含量在25%~35%之间,是以Fe3O4为晶格的固熔体,其固溶有Ti、Mg、Mn、V、Al的氧化物。在反光下呈灰白色带褐彩、均质性、反射率为18%~22%,内反射不透明、强磁性、表面可被腐蚀、呈暗褐色。首要呈自形粒状和不规则他形柱状方法。也有从硅酸盐相中分出的自形、半自形八面体(多边形断面)及细微树枝状骸晶,部分钛磁铁矿常被赤铁矿色边。    铁酸钙首要存在于熔剂性钒钛烧结矿中,并随烧结碱度添加而添加,一般占烧结矿总量的3%~20%,在反光下为灰色带蓝彩,非均质性,反射率为16%。首要呈板粒状和针状,多与钛磁铁矿构成熔蚀结构和柱状交错结构。在剩余石灰颗粒边际构成很多的铁酸钙晶体。它具有好的复原性和高的抗压强度。    钛榴石在钒钛烧结矿中属硅酸盐相,一般占烧结矿总量的3%~15%,在熔剂性钒钛烧结矿中常可见到。首要呈粒状、浑圆状和树枝状集合体,单个区域钛榴石连成片。反射光下呈灰色,无内反色,反射率低(12%~13%).透射光下呈黄色、黄褐色,无解理,无双晶纹,属晚结晶的硅酸盐物相,对烧结矿起必定的粘结效果。从化学成分看,钒钛烧结矿中的钛榴石与天然钛榴石挨近。   钙钛矿是熔剂性钒钛烧结矿首要含钛矿藏,一般占烧结矿总量的2%~10%,属甲等轴晶系,反光下为灰白色,反射率为15%~16%,略低于钛磁铁矿固溶体,均质到非均质,内反射色为黄褐色,在透射光下,呈褐、黄、紫、红棕等多种色彩。干与色一级,有时出现反常干与色。钙钛矿在烧结矿中首要呈粒状、纺锤状、骨架状、树枝集合体,涣散于渣相或钛赤铁矿褐钛磁铁矿之间。其熔点很高(1970℃),结晶才能强,是晶出最早的物相。硬度高于钛磁铁矿。    钛辉石属斜方晶系,多呈短柱状,有时块状集合体存在,充填于钙钛矿、钛磁铁矿、钛赤铁矿之间,是钒钛烧结矿硅酸盐粘结相之一。在反射光下为深灰色,反射率稍高于玻璃相,透光下呈黄绿~浅红紫色,有用多色性。[next]    2.影响钒钛烧结矿矿藏组成的要素    烧结矿的矿藏组成,跟着烧结质料、烧结工艺条件等的改变有所区别。    (1)碱度的影响。不同碱度对钒钛烧结矿矿藏组成的影响见图.天然碱度钒钛烧结矿首要矿藏为钛磁铁矿、钛赤铁矿、铁橄榄石和玻璃隐晶质,钛赤铁矿和钛磁铁矿多为自形或半自形粗晶、晶体紧密结合为连晶,是天然碱度钒钛烧结矿的首要连接方法。其次是橄榄石和玻璃质,将连晶粘结,构成细孔均匀的海绵状结构,气孔一般为1~2mm.烧结矿结构细密、强度好、转鼓指数高、制品率高。但因很多磁铁矿被氧化,需求较长时刻,故笔直烧结速度低。    碱度1.0~2.0的熔剂性钒钛烧结矿,其首要矿藏为钛磁铁矿、钛赤铁矿、钙铁橄榄石、钛榴石、钙钛矿、铁酸钙、钛辉石和玻璃质。    碱度大于3.0的烧结矿,钛赤铁矿固熔体削减而钛磁铁矿固溶体添加,烧结矿外观发黑、光泽暗、铁酸钙显着添加。    (2)燃料用量对矿藏组成影响。钒钛烧结矿的矿藏组成随燃料用量的增减而改变,当燃料用量偏低时,烧结矿中钛赤铁矿含量高而玻璃质少,粘结相缺乏,烧结矿强度差。跟着燃料添加,复原气氛增强,烧结温度升高,烧结矿中钛磁铁矿和浮氏体显着添加,硅酸盐粘结相和铁酸钙添加,但钛赤铁矿很多削减,削弱钛赤铁矿连晶效果。当燃料超越必定量时,烧结矿中钛赤铁矿进一步下降,铁酸钙含量也低,而钙钛矿含量显着添加,此刻硅酸相无甚改变。因而,进步含碳量对进步钒钛烧结矿强度并晦气。    (3)TiO2含量对矿藏组成的影响。跟着烧结矿中TiO2含量的添加,钙钛矿量添加,铁酸钙量削减,一起钛辉石添加,玻璃质削减。[next]   (三)钒钛烧结矿的冶金功能    1.钒钛烧结矿的转鼓强度    钒钛烧结矿的转鼓强度一般较普通烧结矿低。其原因首要是:(1)烧结矿中SiO2含量低,构成的硅酸盐粘结相少;(2)因为TiO2含量较高,烧结过程中与CaO易构成性脆的钙钛矿;(3)烧结液相量少,粘结才能差。别的,因为矿藏特性所决议,此种烧结矿还具有耐磨不耐摔的特色。    添加配碳量虽可改进钒钛矿的转鼓强度,但当配碳量超越必定配比时,强度反而下降。配碳量的添加可促进烧结液相量增多,有利于转鼓强度的进步,但一起因为配碳量的添加导致复原气氛加强,铁酸盐削减,钙钛矿量添加,因而,应操控恰当的配碳。    2.烧结矿储存功能    钒钛烧结矿有较好的储存功能,其储存天然粉化率比普通烧结矿低得多。原因在于烧结矿冷却过程中,当温度下降到675℃时普通烧结矿中的正硅酸钙(2CaO•SiO2)发作相变(由β-2CaO•SiO2向γ-2CaO改变),体积发作急剧胀大(添加10%),引起烧结矿粉化;而钒钛烧结矿在烧结过程中无2CaO•SiO2生成,因烧结矿中SiO2含量低,即便烧结碱度达1.70,其CaO含量也仅为9.5%~9.1%,且部分CaO与TiO2构成钙钛矿(CaO•TiO2),故游离CaO很少。    3.钒钛烧结矿的复原功能    钒钛烧结矿因为氧化度高、FeO含量低,其复原功能较普通烧结矿好。影响钒钛烧结矿复原性的要素首要有碱度、FeO含量等。    (1)碱度的影响。碱度对钒钛烧结矿复原性的影响规则与普通烧结矿类似,随烧结矿碱度的进步,复原度显着上升。    (2)FeO含量的影响。钒钛烧结矿中FeO首要以钛磁铁矿和钙铁橄榄石方法存在,其复原性较差,但与普通烧结矿比较,其含量较低,比较之下复原性仍较好。跟着FeO含量的添加,钒钛烧结矿复原度呈直线下降,因而,钒钛磁铁精矿烧结时,应操控适合的FeO含量,在确保钒钛烧结矿强度的条件下,使之具有杰出的复原性。    (3)TiO2含量的影响。随钒钛矿中TiO2含量的添加,烧结矿的复原度下降。一般以为因为TiO2含量的添加,势必会导致烧结矿中含铁物相(如钛赤铁矿、铁酸钙盐等)削减,而脉石矿藏(如钙钛矿、钛辉石等)添加,而晦气于复原气体的分散。    4.钒钛烧结矿的低温复原粉化功能    一般以为,烧结矿低温(400~500℃)复原粉化的发生,首要是因为赤铁矿复原为磁铁矿的过程中,晶形的改变所造成的。钛赤铁矿有各种晶型,如粒状、斑状、树枝状、叶片状、骸晶状等。关于不同晶型,其复原粉化功能不同,其间以骸晶状菱形钛赤铁矿复原粉化最为严峻。    钒钛烧结矿的低温复原粉化率RDI-3.15比普通烧结矿高得多。攀钢烧结矿的RDI-3.15一般大于55%~60%,且当普通烧结矿中参加部分钒钛物料时,烧结矿的复原粉化率也会显着上升。    钒钛烧结矿低温复原粉化率高的原因是:(1)烧结矿中含有很多的钛赤铁矿(40%~50%),其间约50%以骸晶状菱形赤铁矿存在,别的还有部分钛赤铁矿以网格状占有于钛铁矿的方位上。复原时,因为晶型改变而引起胀大粉化。(2)烧结矿中SiO2含量低,起粘结效果的硅酸盐相少,加之不起粘结效果的钙钛矿的存在,它不只自身性脆,并且还阻碍钛赤铁矿和钛磁铁矿间的连晶效果,抗胀大粉化的才能下降.(3)钒钛烧结矿的物相组成较普通烧结矿的物相组成杂乱,其不同的热胀大性引起的内应力,在低温复原阶段会导致很多微裂纹的构成,然后也下降了烧结矿强度。    虽然钒钛烧结矿低温复原粉化现象较为严峻,但实践生产中,没有因烧结矿的低温复原粉化率高而引起高炉上部块状带透气恶化而成为约束冶炼强化的环节。对小高炉冶炼钒钛烧结矿的解剖查询,所测得的烧结矿粒度组成也未发现反常。    进步烧结矿中FeO含量,能够削减再生赤铁矿的数量,下下降温复原粉化率,但FeO过高会引起烧结矿复原性的恶化。为此,攀钢在制品烧结矿上喷洒卤化物水溶液,使烧结矿低温复原粉化现象得到大幅度改进。    5.钒钛烧结矿的软熔滴落功能    烧结矿的矿藏组成决议了其软熔滴落功能,因为钒钛烧结矿高熔点矿藏多,致使其软化温度高,一起又因高熔点矿藏熔点不同大,因而其熔滴温度区间宽,且滴落过程中渣铁分离差,渣中带铁多。影响钒钛烧结矿软熔滴落功能的首要要素有烧结矿的碱度、TiO2含量等。    碱度对钒钛烧结矿软熔滴落功能的影响研讨。随碱度进步,烧结矿软化开端温度(Ta)、软化终了温度(Ts)(熔化开端温度)、开端熔滴温度(Tm)上升,软化温度区间(ΔTs-a)和熔滴温度区间(Tc)变窄,压差陡升,温度(TΔp)上升,最高压差(ΔPmax)减小,熔滴带厚度(H)变薄。    TiO2含量对钒钛烧结矿软熔滴落功能的影响的的研讨。随烧结矿中TiO2含量添加,开端滴落温度下降,压差陡升温度下降,最高压差减小,软熔温度区间变宽,滴落时刻延伸。

  该项目是河北省国土资源厅立项的科技项目,由河北省地矿中心实验室完成,于2008年1月通过了河北省国土资源厅组织的验收。 承德超贫钒钛磁铁矿是国内著名的大庙式钒钛磁铁矿的一个亚矿种,也是近年来河北省成功开发利用的新矿种。超贫钒钛磁铁矿除富含铁元素外,还伴生有钒(V)、钛(Ti)、磷(P)等矿产。但在矿山开发利用中,绝大多数矿山企业还未综合回收利用钒、钛、磷等伴生矿产,仅少数矿山企业综合回收利用钛、磷等资源,综合回收利用率较低,大量宝贵的不可再生的钒、钛、磷等资源难以回收。为推进资源综合回收,2007年承德市国土资源局规划设计院与河北省地矿中心实验室合作,开展并完成了《河北省承德市超贫钒钛磁铁矿(尾矿)钒、钛、磷等元素综合回收利用研究》项目。 研究工作在借鉴以往“大庙式”钒钛磁铁矿伴生元素综合回收工艺的基础上,首先采用光学显微镜鉴定、扫描电镜分析、光谱分析、化学分析、物相分析和电子探针分析等方法,对矿石物质组成、矿石性质及矿石加工技术综合分析研究;选择了8个具代表性矿区,针对矿石性质,利用矿物磁化系数、比重及可浮性等物化性能的差异,采用磁选、浮选和重选等方法,对磁铁矿、磷灰石和钛铁矿的可选性进行了选矿试验对比,总结推荐出单一选铁及综合选磷、选钛流程,即“粗磨磁选、粗精矿再磨磁选-摇床-强磁选钛工艺流程”或“原矿-磁选-浮选-钛回收流程”。矿石中磁铁矿,可用弱磁法回收;钒无单独矿物,而以类质同象形式赋存于钒钛磁铁矿中,通过冶炼回收;钛铁矿中单晶可用强磁法或重磁浮联合流程回收;磷灰石可浮性良好,可用浮选法从铁选尾矿中直接回收。流程为提高超贫钒钛磁铁矿资源中钛、磷等元素综合利用水平提供了选矿工艺参考和借鉴;同时,依据现行的铁矿、磷矿地质勘查规范,在类比分析基础上提出对原矿中钛、磷等伴生组分的综合利用最低工业指标建议。 通过研究、可选性工业实验以及矿山生产实际表明,从尾矿中选钛、选磷技术上可行、经济上合理,钛、磷平均入选品位均在2%左右,磷精矿品位可达33%以上,钛精矿品位达46%以上。 另外,项目还研究了尾矿对地质环境的影响和尾矿的利用问题,提出利用建议。 该项目是河北省国土资源厅立项的科技项目,由河北省地矿中心实验室完成,于2008年1月通过了河北省国土资源厅组织的验收。 承德超贫钒钛磁铁矿是国内著名的大庙式钒钛磁铁矿的一个亚矿种,也是近年来河北省成功开发利用的新矿种。超贫钒钛磁铁矿除富含铁元素外,还伴生有钒(V)、钛(Ti)、磷(P)等矿产。但在矿山开发利用中,绝大多数矿山企业还未综合回收利用钒、钛、磷等伴生矿产,仅少数矿山企业综合回收利用钛、磷等资源,综合回收利用率较低,大量宝贵的不可再生的钒、钛、磷等资源难以回收。为推进资源综合回收,2007年承德市国土资源局规划设计院与河北省地矿中心实验室合作,开展并完成了《河北省承德市超贫钒钛磁铁矿(尾矿)钒、钛、磷等元素综合回收利用研究》项目。 研究工作在借鉴以往“大庙式”钒钛磁铁矿伴生元素综合回收工艺的基础上,首先采用光学显微镜鉴定、扫描电镜分析、光谱分析、化学分析、物相分析和电子探针分析等方法,对矿石物质组成、矿石性质及矿石加工技术综合分析研究;选择了8个具代表性矿区,针对矿石性质,利用矿物磁化系数、比重及可浮性等物化性能的差异,采用磁选、浮选和重选等方法,对磁铁矿、磷灰石和钛铁矿的可选性进行了选矿试验对比,总结推荐出单一选铁及综合选磷、选钛流程,即“粗磨磁选、粗精矿再磨磁选-摇床-强磁选钛工艺流程”或“原矿-磁选-浮选-钛回收流程”。矿石中磁铁矿,可用弱磁法回收;钒无单独矿物,而以类质同象形式赋存于钒钛磁铁矿中,通过冶炼回收;钛铁矿中单晶可用强磁法或重磁浮联合流程回收;磷灰石可浮性良好,可用浮选法从铁选尾矿中直接回收。流程为提高超贫钒钛磁铁矿资源中钛、磷等元素综合利用水平提供了选矿工艺参考和借鉴;同时,依据现行的铁矿、磷矿地质勘查规范,在类比分析基础上提出对原矿中钛、磷等伴生组分的综合利用最低工业指标建议。 通过研究、可选性工业实验以及矿山生产实际表明,从尾矿中选钛、选磷技术上可行、经济上合理,钛、磷平均入选品位均在2%左右,磷精矿品位可达33%以上,钛精矿品位达46%以上。 另外,项目还研究了尾矿对地质环境的影响和尾矿的利用问题,提出利用建议。

  尽管钛铁精矿能够直接用于出产钛,可是其TiO2档次低,铁和其他杂质多,产品质量无保证,三废量大,对环境污染严峻。跟着环保要求日趋严厉,不管氯化法仍是硫酸法的钛白出产,对钛质料的要求,都趋于高档次化。将钛铁矿进行富集处理制成钛渣,就能更多地将杂质从矿中别离出去,然后取得TiO2档次较高的富钛料,再将其用于钛出产,就能进步产品的质量和削减三废对环境的污染。     用钛铁和还原剂,在一种既不同于矿热炉,也不同于电弧炉的特殊电炉中,加热到1600~1800℃,进行高温溶炼,使钛铁矿中铁的氧化物被还原为金属铁,以铁水流出成为生铁而别离除掉大部分铁;钛铁矿中的钛,即进入熔炼渣中而成为钛渣。钛铁矿还原熔炼电弧暗示和敞口电炉出产高钛渣工艺准则流程别离如图1和图2所示。         电炉熔炼制钛渣的优点如下:①工艺流程短;②副产品铁水经脱硫、脱氧后,其含铁量达98.5%,可供出产可锻铸铁或粉末冶金用铁粉;③不发生固体和液体废料,三废少;④电炉煤气可回收使用;⑤工厂占地面积小,是一种高效的制取富钛料的办法以。     国外一般将TiO2含量>70%的熔炼称为钛渣。钛渣有高钛渣和低钛渣之分。一般将TiO2含量<80%的钛渣称为低钛渣,低钛渣易于被硫酸所溶解而称为酸溶性钛渣。酸溶性钛渣的基本要求如下:①具有杰出的酸溶性,一般酸解率≥94%;②要有适量的助溶剂FeO和MgO,以使钛渣具有杰出的酸解反响功能;③贱价钛含量要操控适量;④出产钛的有害杂质(特别是硫、磷、铬、钒)含量不能超支。而将TiO2含量≥90%的钛渣称为高钛渣,简称UGS.     我国高钛渣质量标准见下表。                                                      我国高钛渣质量标准(ZBH31001-87)等第化学组成(质量分数)/%ΣTiO2ΣFeCaO+MgOMnO2一级品 二级品 三级品≥94.0≤3.0≤1.0≤4.5≥92.0≤4.0≤1.5≤4.5≥80≤5.0≤11≤4.5     因为高钛渣杂质少,在氯化时发生的废副产品少,多用于氯化法钛白出产。只需酸溶性好,不管低钛渣和高钛渣,都能够用于硫酸法钛白出产。

  从岩浆型钒钛磁铁矿中提钒,钒钛精矿中钒的提取用冶炼方法有火法与湿法两种。火法是通过钒钛精矿或钒渣间接提钒,湿法则是用钒钛精矿直接提钒。目前我国以间接提钒法为主。火法提钒工艺。将选矿产品钒钛精矿,直接进入高炉或电炉中冶炼,使矿石中的钒大部进入铁水,再将含钒铁水入转炉送氧吹炼,使钒富集于渣中,成为钒渣。钒渣经焙烧、浸出、过滤,即得五氧化二钒。这一方法的最大优点是钒回收率高,特别适用于低品位钒矿石的利用。缺点是矿石处理量大,而生产规模小,与大规模的钢铁工业生产不相适应。 从钒钛磁铁矿中提钒的生铁-钒渣滓工艺流程见图4。  图4钒钛磁铁矿提钒的生铁-钒渣工艺流程 近20年我国积累了大量有关钒钛磁铁矿提钒工艺的经验并首创高炉炼铁-雾化提钒法目前攀枝花钢铁公司已用此法大规模生产钒渣。其工艺特点是,将铁在中间罐内撇渣和整流,在雾化器中雾化,雾化后的铁水进入雾化炉反应,提钒后的铁水(半钢)流入半钢罐,使之在半钢罐面上形成钒渣层,将半钢分离即得钒渣,钒渣经熔烧、浸出、过滤则得五氧化二钒产品。见图5。  图5 攀枝花钢铁公司雾化吹钒渣工艺

  这是我国钛铁矿岩矿床的首要矿石类型。依据攀枝花矿山公司的选矿研讨和出产实践,其钛铁矿精矿的选矿是在对钒钛磁铁矿石经一段磨矿(-0.4mm),一粗、一精、一扫的磁选流程磁选出磁铁矿精矿(Fe51%~52%,TiO212.6%~13.4%,V2O50.5%~0.6%)之后的磁尾(矿)进行。图1   攀枝花钒钛铁矿选矿工艺钒钛磁铁矿石以Fe与Ti方式细密共生赋存在钛磁铁矿中的TiO2(约占攀西区域TiO2总储量的53%),因为赋存状况、粒度,以及在高炉冶炼绝大部分没有被复原而以TiO2方式进入炉渣的化学反应特性等要素,现在还难以用机械选矿办法收回使用。可是,跟着攀枝花钢铁研讨所和北京钢铁研讨总院对钛磁铁矿的铁、钛、钒归纳收回而对冶炼工艺和技能的改善与进步,现已基本上打通流程,取得了活跃的效果。此外,还展开了复原磨选制取铁粉和归纳收回钒钛的实验。其流程是:钒钛铁精矿——铁粉;燧道窑碳复原——V2O5;破碎磨矿——富钒钛料—湿法别离——重磁选别离-TiO2。 钛铁矿、金红石砂矿:  这是我国现在出产钛铁矿和金红石精矿的首要矿石类型。依据海南中兴精密陶瓷微粉总厂和海南省冶金工业总公司所属沙老、南港、清澜(铺前)、乌场(保定)4个国有钛(砂)矿的出产实践。采矿的回采率>95%,贫化率<5%,选矿的总收回率达80%~85%。  为了进步资源的使用率和经济效益,削减中矿、尾矿的积压和对环境的污染,广州有色金属研讨院曾专题研讨了“海南岛海边砂矿难选中矿钛元素赋存状况及归纳收回途径”(第三届全国矿产资源归纳使用学术会议论文集,1990年)。  该研讨、实验标明:①钛元素首要赋存在以Ti4+与Fe2+呈类质同象置换而构成的钛-铁矿系列中;其间钛铁矿(含TiO252%~54%)和富铁钛铁矿(含TiO246%)所占的份额达66.2%,其次是富钛钛铁矿(含TiO256%~58%)占19.2%,钛赤铁矿(含TiO210.7%~19.5%)占14.6%。此外,钛元素还少量地赋存在金红石、锐钛矿、白钛石和榍石中。②难选中矿属钛铁矿、锆石、独居石、金红石、锐钛矿等的混合矿藏,矿藏粒度0.2~0.08mm(属可选粒度);选用二介质作“沉浮”选矿,比重<3.3的非有用矿藏的上浮扫除率达19.76%,比重>3.3的有用重矿藏下沉产率达73.5%。③在下沉的重矿藏中,除主收钛铁矿外,可归纳收回锆石、独居石、富钛钛铁矿和金红石;其有用的选矿流程有二:其一是有用重矿藏经电磁选场强6000Oe分选出占钛铁矿矿藏份额88.1%的磁性产品(TiO243%),再经800℃、10min的氧化焙烧,最终经场强650Oe弱磁选,在磁选产品中可取得TiO250%~51%的钛铁矿精矿产品;其二是有用重矿藏(钛铁矿粗精矿,含TiO243%~46%)经电选(2.1kV,120r/min),在导体产品中可取得TiO251%~53%的钛铁矿精矿产品。④在经场强8000—12000Oe磁选的尾矿中,再选用浮选,可取得合格的独居石精矿;再对其经场强>20000Oe磁选的非电磁性重矿藏尾矿中,选用电选,可在非导体性产品中取得合格的锆石精矿,在导体性产品中取得合格的金红石精矿。 国内外钛矿资源的90%以上用于出产钛白,钛白的出产工艺流程,首要有先进的氯化法、法和传统的硫酸法。

  钒钛磁铁矿:这是我国钛铁矿岩矿床的首要矿石类型。依据攀枝花矿山公司的选矿研讨和出产实践,其钛铁矿精矿的选矿是在对钒钛磁铁矿石经一段磨矿(-0.4mm),一粗、一精、一扫的磁选流程磁选出磁铁矿精矿(Fe51%~52%,TiO212.6%~13.4%,V2O50.5%~0.6%)之后的磁尾(矿)进行。 钒钛磁铁矿石以Fe与Ti方式细密共生赋存在钛磁铁矿中的TiO2(约占攀西区域TiO2总储量的53%),因为赋存状况、粒度,以及在高炉冶炼绝大部分没有被复原而以TiO2方式进入炉渣的化学反应特性等要素,现在还难以用机械选矿办法收回使用。可是,跟着攀枝花钢铁研讨所和北京钢铁研讨总院对钛磁铁矿的铁、钛、钒归纳收回而对冶炼工艺和技能的改善与进步,现已基本上打通流程,取得了活跃的效果。此外,还展开了复原磨选制取铁粉和归纳收回钒钛的实验。其流程是: 钒钛铁精矿——铁粉 燧道窑碳复原——V2O5 破碎磨矿——富钒钛料——湿法别离——重磁选别离——TiO2 钛铁矿、金红石砂矿:这是我国现在出产钛铁矿和金红石精矿的首要矿石类型。为了进步资源的使用率和经济效益,削减中矿、尾矿的积压和对环境的污染,广州有色金属研讨院曾专题研讨了“海南岛海边砂矿难选中矿钛元素赋存状况及归纳收回途径”(第三届全国矿产资源归纳使用学术会议论文集,1990年)。该研讨、实验标明:①钛元素首要赋存在以Ti4+与Fe2+呈类质同象置换而构成的钛-铁矿系列中;其间钛铁矿(含TiO252%~54%)和富铁钛铁矿(含TiO246%)所占的份额达66.2%,其次是富钛钛铁矿(含TiO256%~58%)占19.2%,钛赤铁矿(含TiO210.7%~19.5%)占14.6%。此外,钛元素还少量地赋存在金红石、锐钛矿、白钛石和榍石中。②难选中矿属钛铁矿、锆石、独居石、金红石、锐钛矿等的混合矿藏,矿藏粒度0.2~0.08mm(属可选粒度);选用二介质作“沉浮”选矿,比重 3.3的有用重矿藏下沉产率达73.5%。③在下沉的重矿藏中,除主收钛铁矿外,可归纳收回锆石、独居石、富钛钛铁矿和金红石;其有用的选矿流程有二:其一是有用重矿藏经电磁选场强6000Oe分选出占钛铁矿矿藏份额88.1%的磁性产品(TiO243%),再经800℃、10min的氧化焙烧,最终经场强650Oe弱磁选,在磁选产品中可取得TiO250%~51%的钛铁矿精矿产品;其二是有用重矿藏(钛铁矿粗精矿,含TiO243%~46%)经电选(2.1kV,120r/min),在导体产品中可取得TiO251%~53%的钛铁矿精矿产品。④在经场强8000—12000Oe磁选的尾矿中,再选用浮选,可取得合格的独居石精矿;再对其经场强20000Oe磁选的非电磁性重矿藏尾矿中,选用电选,可在非导体性产品中取得合格的锆石精矿,在导体性产品中取得合格的金红石精矿。 国内外钛矿资源的90%以上用于出产钛白,钛白的出产工艺流程,首要有先进的氯化法、法和传统的硫酸法。

  钒钛磁铁矿选矿技术:钒钛磁铁矿石以Fe与Ti形式致密共生赋存在钛磁铁矿中的TiO2(约占攀西地区TiO2总储量的53%),由于赋存状态、粒度,以及在高炉冶炼绝大部分没有被还原而以TiO2形式进入炉渣的化学反应特性等因素,目前还难以用机械选矿方法回收利用。但是,随着攀枝花钢铁研究所和北京钢铁研究总院对钛磁铁矿的铁、钛、钒综合回收而对冶炼工艺和技术的改进与提高,现已基本上打通流程,取得了积极的成果。钒钛磁铁矿选矿技术此外,还开展了还原磨选制取铁粉和综合回收钒钛的试验。

  钒钛磁铁矿选矿设备可以由不锈钢或者其他耐磨塑料材料制成。分选筒也可以由其他不会阻碍磁力线的耐磨材料制成。 根据处理量的不同,分选筒可以制造成不同的尺寸。例如,分选筒的直径可以在0.5米至10米的范围内。分选筒的长度可以在3至15米的范围内。可以理解的是,根据所要选别的材料类型和转速,分选筒的尺寸可以根据具体的情况来确定,只要在分选筒的选别腔室内的矿料受到了足够大的磁场的作用,能够被吸附到分选筒的内壁上。 供料机构250布置在分选筒210的左侧的末端,出料机构260布置在分选筒210的另一末端。在图中所不的实施方式中,分选筒是两端开放的,分选筒在进料端的开口小于在出料端的开口。例如,分选筒可以在供料机构的一侧设置用于阻止矿料流出的减缩部。 可以理解的是,分选筒也可以是一端开放,另一端封闭的筒体。相应的,供料机构和出料机构布置在同一侧,也即布置在分选筒的开放的一侧,在此情况下,供料机构包括有将矿料输送至分选筒的另一侧(入料端)的管道。 在其他实施方式中,分选筒也可以设置成自入口端朝向出口端向下倾斜。也即,分选筒中心轴线在出口的一端低于位于进口的一端。 钒钛磁铁矿选矿设备式中,分选筒可以是截头圆锥形的筒状结构,该分选筒从入口端朝向出口端逐渐扩大,从而使得物料可以在重力的作用下自入口朝向出口缓慢运动。分选筒的锥度在2至15度的范围内。 在选矿过程中,分选筒的转速可以在5-20转/分钟,优选地在8至15转/分钟。可以理解的是,分选筒转速也可以是其他适宜的转速。 此外,还需要根据实际的情况选择适当的供料速度。在根据本发明的选矿设备中,进入分选筒内的矿料的供料速度例如可以是每小时20吨(T)。最大可以高达100-200T每小时。 磁场发生装置220围绕分选腔室215布置。磁场发生装置可以是布置在筒体圆周方向上的两组磁板,从而在分选筒的周向上产生磁场。其中每组磁板包括两个磁极相互对应的磁板,并且N极和S极间隔布置,所述磁板可以是由永磁体制成的磁板。在其他的实施方式中,在筒体上可以布置更多组的磁板,例如3至10组磁板(图1B中所示为4组)。可以理解的,根据筒体的尺寸,可以在初选机或者精选机上布置适宜数量的磁板,以便在选矿机的筒体的圆周上产生磁场。 磁场发生装置中的磁板也可以是电磁装置。 在分选筒的出料端设置挡料磁环(未示出)。具体而言,在分选筒的靠近出口的一端设置一个环向的强磁场,用于阻止具有磁性的物质、能够感应出磁性的物质,或者其他能受到磁场影响的物质流出分选筒。该环向强磁场的磁场强度优选地大于4000gs (高斯),进一步该磁场的磁场强度大于5000gs。 在根据钒钛磁铁矿选矿设备的磁场发生装置中,不同磁板组的磁场强度可以是不同的,在选别腔室内产生用于选项矿物的变化磁场。构成磁场发生装置的磁板的磁场强度可以在大约3000gs (高斯)至6000gs之间。当用于对矿粉进行精细选别时,磁板的磁场强度可以在O至2000gs的范围内。不同强度的磁板可以交替分布或连续分布。

  (一)钒钛磁铁矿石     岩浆型钒钛磁铁矿石是我国钛和钒的主要资源。矿石中主要有用矿物有钛磁铁矿和钛铁矿,以中粒嵌布为主;脉石主要是硅酸盐矿物,有的也有碳酸盐矿物和磷灰石等;常伴生钒、硫和钴等成分。钒和钴常呈铁的类质同像分别赋存于钛磁铁矿和黄铁矿中。此类矿石的选矿,一般是先用弱磁选分出钒铁精矿,再用重选、强磁选、浮选、电选联合方法从尾矿中回收钛铁矿和用浮选回收黄铁矿,钒铁精矿所含的钛是选矿无法除去的,可以在冶炼中分离。为了满足高钛渣炼铁必需的渣量,过分提高钒铁精矿的铁品位,有时是不合理的。从磁选尾矿中回收钛的流程,首先要保证得到优质钛精矿。研究了重选、浮选、重选-浮选、重选-强磁选-浮选、重选-强磁选等各种流程。钛铁矿精矿用电选精选,可将二氧化钛品位提高到48%以上,钛铁矿的浮选是在酸性矿浆中进行的,浮选黄铁矿回收钴应在浮选钛铁矿前进行,如果矿石含有碳酸盐矿物,必须预先浮出。     钒铁精矿中钒的提取用冶炼方法有火法和湿法两种,火法提钒是钒铁精矿经高炉冶炼得含钒铁水,再经转炉吹炼钒渣,钒渣进一步用湿法提炼得含钒产品。火法提钒已用于工业生产中,但钒的回收率较低,湿法提钒是铁精矿直接进行钠化焙烧浸出,得到含钒和含铁产品,含铁产品送往炼铁。湿法提钒,资源的综合利用较好,钒的回收率较高,但尚处在工业试验阶段。热液型含钒铁矿石的提钒方法与以上相同。     (二)钛铁矿砂矿     钛砂矿中钛矿物以钛铁矿为主,金红石、白钛石和锐钛矿等较少;常与锆英石和独居石等共生,重砂矿物呈细粒状态;脉石以硅盐矿物为主,生产上采用重选,磁选和电选联合流程。砂矿先经圆锥选矿机、扇形溜槽、螺旋选矿机、跳汰或摇床等预先富集,得到含重砂矿物的粗精矿,再用中、强磁选回收钛铁矿;强磁选回收独居石;摇床除脉石;电选分离锆英石与金红石,得到多种精矿。为了得到合格精矿,一般粗精矿的精选流程作业多,变化大,有时钛铁矿精矿用浮选进一步除磷。     除钒钛磁铁矿石和钛砂矿外,还有少数钛的脉矿。对变质基性岩型金红石矿石用重选-强磁选-电选、浮选和浮选-焙烧磁选等流程试验,得到金红石精矿。对辉长岩型含磷灰石钛铁矿石用浮选-重选流程试验,得到钛铁矿和磷灰石两种精矿。     由于高钛矿物资源有限,研究了从钛铁矿制取入造金红石的各种方法,例如,选择氯化法和还原锈蚀法等。     (三)含钒炭质板岩     沉积型含钒炭质板岩也是我国钒矿资源中重要的一种,目前还处在研究阶段。矿石中钒呈微业嵌布的钒云母等矿物或及附状态存在,用选矿方法不易富集,因而研究了湿法冶金提钒。矿石先经煅烧除去炭质,然后进行钠化焙烧和水浸出。水浸残渣再用酸浸可以进一步提高钒的浸出率,有时原矿选经浮选富集成含钒粗精矿,再焙烧浸出,可以显著降低酸耗。

  由攀钢矿业公司承担的《攀枝花钒钛磁铁矿提质稳钛增能工程技术研究》,针对攀枝花钒钛磁铁矿矿石多金属共生、含铁品位低、硬度大、剩磁大、矫顽力高、矿石类型多、性质差异大的特点,在详细充分的矿石工艺矿物学研究的基础上,进行了高频振动细筛提高铁精矿品位工业试验、旋流器替代螺旋分级机提高分级效率的工业试验、模拟两段磨矿工业试验、16撑系列提质稳钛增能技术工业试验及工程化改造等一系列工业试验研究和工程化技术研究,其中,自主开发的湿式脱磁器与合作开发的18m2外滤式过滤机解决了生产中的脱磁和过滤难题,高频振动细筛提高铁精矿品位工业试验达到了提高铁精矿品位的目的,解决了普通筛板筛分攀枝花钒钛铁矿不耐磨的难题;旋流器替代螺旋分级机提高分级效率的工业试验解决了工程化改造场地不足的问题,突破了提质稳钛增能工程技术的瓶颈;采用“旋流器+高频细筛”组合分级,确保了二段分级作业分级效率,铁精矿品位的稳定和改造方案的实施,为系统工业试验提供了技术支撑。 该项目研究密切结合生产实际,实现了工程化,将攀枝花钒钛磁铁矿铁精矿品位提高到54%以上,铁精矿中TiO2含量控制在13%以下,使磨选系统原矿处理量和铁精矿产量得到显著提高,解决了原有一段磨矿磁选流程结构不能适应矿石性质变化和生产高品位铁精矿的需要,为低品位复杂共生矿得到高效利用提供了技术依据,可大幅度提高资源利用率,延长矿山开采年限。特别是对白马铁矿和其它钒钛磁铁矿开发利用的工艺技术和设备配置具有重要的推广应用价值,为实现攀钢(集团)公司“精料方针”、提高整体经济效益打下了坚实的基础。

  钒钛磁铁矿石属于晚期岩浆分凝矿床的矿石。就其矿石粒度嵌布特征和矿物磁学性质而言,这种类型矿矿石是磁选较易处理的对象。目前在我国和国外已具有一定的生产规模,且有较广阔的发展远景。矿石中除含有磁铁矿外多伴生有钛铁矿和钒钴镍等有用元素。脉石矿物多为辉长岩。  我国攀枝花冶金矿山公司处理的就是钒钛磁铁矿。矿石的主要金属矿物有钛磁铁矿、钛铁矿、另有少量磁赤铁矿、褐铁矿、针铁矿、硫钴矿、硫镍钴矿、黄铜矿及墨铜矿等。脉石矿物主要以钛普通辉石、斜长石为主、其次为橄榄石、钛闪石,还有少量的绿泥石、蛇纹石等。  该公司采用一段闭路磨矿和二段磁选一段扫选的工艺流程分选磁性矿,见下图,同时结合其他方法回收钛矿物和钒钴镍矿物。磁选指标为:原矿品位30.81%,精矿品位51.59%,尾矿品位14.17%,回收率74.5%。   攀枝花钒钛磁铁矿磁选流程

  用酸溶性钛渣作质料比钛铁矿作质料有以下长处。     a.因为钛渣中的TiO2含量高,产品总收率可进步2%~3%,并可节省相应的储运、枯燥、原矿破坏的费用;     b.因为钛渣中钛含量高、铁含量低,因而酸耗也明显下降,每吨钛的酸(H2SO4)耗可节省25%~30%,但反响时硫酸浓度较高;     c.无副产品硫酸亚铁,也不需求用铁屑来复原,防止废铁屑带进的杂质对成品质量的影响;     d.能耗低,可节省0.6t蒸汽/钛,节电8%、节油或燃气4%、节水5%、节省制作本钱12%;     e.工艺流程短,可省去复原、亚铁结晶与别离和浓缩3个工艺操作进程;     f.反响生成的钛液稳定性好,晶种增加量也较少;     g.废酸,废水、废渣排放量以每吨钛计比普通钛铁矿酸解工艺要少得多,三废管理的费用相对少。      因为酸溶性钛渣在高温冶炼时要参加复原剂(无烟煤),因而产品中不含Fe2O3而含有二价的FeO和金属铁,所以在酸解进程中不只不需求参加铁屑来复原高价铁,有时因为三价钛含量过高还要参加少数的氧化剂。别的因为酸溶性钛渣中二氧化钛含量高、总铁含量低、不含有Fe2O3,因而反响时放热低,需求蒸汽加热的时刻较长,反响时的硫酸浓度要求较高(91%)老练和浸取的时刻较长。       图1为运用加拿大QIT索利尔酸溶性钛渣的酸解反响进程,从图中能够看出:反响前的80min为加酸、投矿和拌和的进程,此刻的压缩空气流量为600m3/h,随后加稀释水7min,因为硫酸稀释放热温度从50℃升至80℃,然后通蒸汽加热25min温度上升至120℃,主反响当即开端,在5min内温度从120℃猛增至200℃左右。主反响期间保持约15min,从加稀释水前20min到主反响期间压缩空气的流量增大至800~1000m3/h,保温吹气0.5h,此刻压缩空气量可降至500m3/h,中止吹气老练约4h,在此期间温度从190℃缓慢降至85℃,接着在不超越90℃的情况下浸取约7h,浸取期间拌和用的压缩空气流量约800m3/h,所得钛液的相对密度为1.550g/cm3。[next]     图2是一个运用加拿大QIT索利尔酸溶性钛渣的工艺流程和物料平衡示意图。

  在电炉熔炼的1600~1800℃的中温条件下,除铁的氧化物被复原外,还有适当数量的TiO2被复原为贱价钛的氧化物(只要在更高的温度下,TiO2才被复原生成TiC和金属钛而溶于铁水中)。     在钛渣熔炼出炉后的冷却结晶过程中,大部分钛的氧化物与其他碱性较强的金属氧化物化合构成二钛酸盐(如FeO·2TiO2、MgO·2TiO2、MnO·2TiO2),并与A12O3·TiO2、Ti3O5等构成黑钛石固熔体。也有少数偏钛酸盐等构成塔柱石固熔体,还有少数钛的氧化物进入硅酸盐玻璃体。钛渣熔体在空气中冷却时,其间部分贱价钛还会被氧化生成游离TiO2,当这种氧化发生在温度750℃时,氧化产品主要是金红石型TiO2。生成了金红石型TiO2,就不能被硫酸所溶解。因而出产酸溶性钛渣,很重要的一点是在高温期尽量让其保持在复原气氛,不让空气氧化。     钛渣酸溶标明,黑铁石固熔体的钛氧化物最易溶于硫酸,金红石型TiO2不溶于硫酸。因而作为酸溶性钛渣应满意以下几点:①应含有适量的助溶杂质(主要是FeO和MgO)以及一定量的Ti2O3,以使钛的氧化物尽可能存于黑钛石固熔体中;②在工艺上采纳喷水冷却,可防止高钛渣与空气触摸氧化生成不溶于硫酸的金红石型TiO2,一起也可加速冷却速度。一般温度在<750℃时,其钛的氧化产品为锐钛型TiO2,而不是金红石型TiO2;③像前独联体那样,在熔炼后期参加废钛屑,进步钛渣的复原度,防止高温被氧化成金红石型TiO2。     经分析攀枝花矿酸溶性钛渣物相标明,其渣中钛氧化物90%以上进入黑钛石固熔体中,有4%~7%进入硅酸盐相,有1%左右以金红石型TiO2方式存在。     钛渣中的Fe2+、Mg2+、Mn2+、Al3+为构成黑钛石固熔体供给了必要的二价和三价金属离子,它们具有安稳该固熔体的效果。其间FeO·2TiO2和MgO·2TiO2是最易溶于硫酸的,即FeO和MgO具有促进钛渣中钛氧化物溶于硫酸的效果,是酸溶性钛渣不行短少的助溶杂质。这两种氧化物增加了钛渣与硫酸的反响热,反响式如下:                             FeO+H2SO4===FeSO4+H2O+113.4kJ/mol                             MgO+H2SO4===MgSO4+H2O+163.8kJ/mol     经核算,攀枝花矿钛渣与硫酸的反响热比砂状钛铁矿(含TiO251%)只低15%左右。MgO是攀枝花矿钛渣与硫酸反响的重要热量来历,它占悉数反响热的42%左右。在酸解攀枝花矿钛渣时,当加热蒸汽压力0.6MPa时,其反响速率较快,反响最高温度可达200℃左右。攀枝花矿钛渣具有杰出的反响功能,可满意硫酸法钛白出产的要求。     我国一些研讨和出产单位曾研制成酸溶性好的钛渣,其TiO2含量达75%~78%,当TiO2含量超越80%时,酸溶性便大为下降。一般运用档次高的钛渣时,需求运用更浓的硫酸才干使其酸解。用两广钛铁矿和用攀枝花钛精矿都能炼制出酸溶性好的钛渣。上海东升钛厂曾在年产2000吨硫酸法钛白出产设备上,完成了用南边流程出产的酸溶性好的钛渣制取出BA-0101型钛。

  1、职业道德1.1、职业道德基本知识1.2、职业守则    (1)遵章守纪,精心操作    (2)爱岗敬业,忠于职守    (3)认真负责,确保安全    (4)刻苦学习,不断进取    (5)团结协作,尊师爱徒    (6)谦虚谨慎,文明生产    (7)勤奋踏实,诚实守信    (8)厉行节约,降本增效    (9)自爱自强,立志钛业。2 、基本知识2.1、钛冶炼基本知识    (1)钛的资源和发展概况;    (2)钛及其化合物的性质、制取、用途;    (3)镁法炼钛的基本知识。2.2、质量基础知识    (1)质量管理体系基础知识;    (2)质量分析基本知识;    (3)质量统计基本知识。2.3、安全、消防和环境保护知识    (1)起重设备指挥基本知识;    (2)电工学基本知识    (3)消防基础知识;    (4)安全生产、工业卫生及环保的有关法律法规;    (5)安全规程。2.4、机械制图基础知识识图知识;2.5、计算机基本知识    (1)计算机基本知识;    (2)计算机控制基本知识。2.6、法律常识    (1)劳动法相关知识。    (2)合同法相关知识。3.工作要求    本标准对初级、中级、高级和技师技能要求依次递进,高级别包括低级别的要求。3.1 初级 [next] 3.2、中级3.3、高级[next] 3.4技师4.  比重表4.1理论知识4.2技能操作

  以钒钛磁铁矿为质料直接出产V2O5的工厂主要有南非、芬兰及澳大利亚等国的钒厂。钒钛磁铁矿中钒主要以类质同象替代尖晶石中的铁,但各地的钒钛磁铁矿仍有其成矿的差异。 一、芬兰 芬兰劳塔鲁基公司的奥坦马基矿含40%的磁铁矿,含V 0.25%~0.3%。钒存在于钛磁铁矿晶格中。矿石先磁选去掉脉石,然后细磨至0.1~0.2mm,湿式磁选得含钒磁铁矿精矿,成分如下: 成分     V       Fe     TiO2     SiO2 %     0.65     69.5     1.8      0.5 该流程的特色为用球团矿在竖炉中焙烧。加3%~6%的纯碱制成10~12mm的球团入炉,1200℃逗留约11h。冷却至600~700℃出炉。用水浸36h。钒浸取率大于95%。加Al2(SO4)3除硅,清液加硫酸铵沉淀出。浸取后的球团作为炼铁质料。 木斯塔瓦拉是该公司在1962年发现的新基地,1976年建成投产。矿石含Fe 17%、V 0.2%。其工艺流程基本上与奥坦马基类似。钒的总回收率为77%。沉钒率为99.8%,年产V2O5 3kt。制品成分如下:制品V2O5V2O4Fe2O3SiO2Na2OK2ONH3H2O钒酸铵/%900.60.020.10.10.15.63.2熔片/%926.00.050.150.10.1二、南非 南非德兰士瓦的布什维德火成岩有约20亿t钒钛磁铁矿。主矿层含V2O5 1.5%左右,54%~60%的Fe及12%~14%的TiO2。 (一)德兰士瓦的威特班克钒厂 其质料成分如下:成分FeV2O5TiO2Al2O3Cr2O3%50~60~2.58~201~9~1.0 其出产流程如图1。矿石经磨细至70%-200目,脱水,配加纯碱、食盐、芒硝,在反转窑内1200℃氧化焙烧。排出的HCl气体,先喷水冷却,然后用中和,通过循环吸收,NH4Cl到达150~180g/L,用作沉钒剂。焙烧料比严重、多孔,用水渗滤浸取。浸取液用NH4Cl沉钒得。在50℃下枯燥,为白色结晶,作为产品出售。进一步煅烧脱,得赤色氧化钒作催化剂用。进一步熔化,可制成熔片出售,成分如下:成分V2O5Na2OSiO2FeAsPS/%77.10.10.10.050.010.010.01红氧化钒熔片/%99.30.20.20.20.010.010.01图1  南非威特班克厂流程 从矿石至产品,钒的总收率约60%。沉钒后液经蒸腾、浓缩后可分出NaCl,与NH4Cl母液,均可回来运用。 (二)米德尔堡的瓦斯帕克洛夫厂 该厂于1974年投产。也用布什维德矿作质料。成分(%)如下:成分VFeTiO2SiO2%0.9255.612.72.2 矿石先碎至30mm,烘干,再磨细至70%-0.09mm,增加芒硝,用Na2SO4返液造粒,粒径10~12mm。先在链箅机上枯燥、预热至900℃,然后在反转窑1270℃焙烧60~110min,转化率大于92%。研讨以为,使用返液中的V5+在焙烧中起催化作用,可促进矿石中的三价钒与芒硝反响转化为可溶性V2O5。矿石中的SiO2对钒的转浸率有显着影响。由2可见,SiO2大于2.5%才有显着的晦气影响,碱与硅酸的结合随温度升高及时刻延伸而增加。图2  氧化硅对钒浸出率的影响 1-增加7%Na2SO4;2-增加14%Na2SO4 焙烧后的球团在串联的大型浸取塔使用热水作逆流浸取,温度对浸取率有显着影响,如图3所示。进步温度至125℃可显着缩短浸取时刻。图3  浸出温度对钒浸出率的影响 所得浸取液含35~70g/L V,1g/L SiO2左右,悬浮物3~7g/L。除硅时参加Al2(SO4)3,用量每mol的SiO2为1.2mol。 沉钒时参加(NH4)2SO4用量每mol的V2O5为1.2mol,pH=7.5~9,温度为25~35℃,得到的含Na2O小于0.1%,在反转窑内分化、熔化成V2O5熔片出售。 选用钒钛磁铁矿直接化焙烧后,浸取渣含钠高时,不宜再用作炼铁质料,或只能部分用作炼铁质料,是本法的严重缺陷。

  一、浸取 依据钒渣来历及性质的不同,浸取的溶剂可所以中性、酸性或碱性。 (一)焙烧熟料的中性浸取 通过高温下化焙烧的熟料,钒现已转化为五价钒的钠盐,易溶于水。因而,大部分的钒均可溶解。因为熟猜中残留少数的碱,故溶液呈碱性,pH值约为7.5~9。一些可溶性离子如Fe2+、Fe3+、Cr3+、Mn2+、Al3+等均将水解而构成沉积。上述各离子的水解pH值如下:离子Fe2+Fe3+Mn2+Cr3+水解pH值6.5~7.51.5~2.37.8~8.83.3~44~4.9 (二)焙烧熟料的酸性浸取 当酸度增加时,将使贱价钒酸盐如Ca(VO3)2、Mn(VO3)2、Fe(VO3)2、Fe(VO3)3部分溶解。为此残渣在第2段浸取时将选用酸性浸取,以进步钒的浸取率。 四价钒用硫酸浸取时,可生成安稳的VOSO4: VO2+H2SO4=VOSO4+H2O 进步酸度虽使钒浸取率进步,但浸取液中的杂质也相应增加,给净化工序增加了困难。 (三)焙烧熟料的碱浸及碳酸化浸取 含钙高的质料及增加氧化钙焙烧的熟料可选用碱性溶液浸取钒。例如:因为CaCO3的溶度积小于Ca(VO3)2,故在上述复分化反应中,使Ca(VO3)2分化构成CaCO3沉积,而 被浸取。通过CO2则可使溶液pH值下降,更有利于Ca(VO3)2的分化与浸取。 (四)直接酸浸 含钒质料的直接酸浸,首要用于处理含钒铀矿,一起收回铀和钒。浸取时一起增加氧化剂如二氧化锰或。运用浓硫酸在挨近沸点下浸取。铀、钒的浸取率可别离到达98%、85%。 (五)加压碱浸 含钒质料的直接碱浸,可在高压下200℃左右,通入压缩空气,使贱价钒氧化为五价钒而溶解。最终以Na3VO4·(5~12)H2O的结晶收回。 含钒原猜中的钒若以五价钒的状况存在,则亦可用浸取法提取。可选用50~300℃,0.1~20MPa,NH32~8mol/L的条件进行浸取。 二、浸取设备 在焙烧进程中会发生烧结及结团现象,为此浸取时仍需细磨以进步浸取率。一般是将熟料先水淬,再进湿球磨,细磨至-100目以下,然后可明显进步钒的浸取率,缩短钒的浸取时刻。一般通过湿球磨后,浆料即已完结浸取,进而送至稠密机进行固液别离。 焙烧熟料的碱浸,湿球磨后需要碳酸化浸取,一般是在机械拌和槽内进行,在槽底鼓入CO2气体(焙烧熟料的尾气或石灰窑气)。也能够运用气体拌和槽,俗称巴秋卡槽。假如质料是疏松多孔的块矿或焙烧球团,则可用渗滤浸取器。以上均参见图1。图1  浸取槽 a-气体拌和槽(巴秋卡槽);b-浸滤浸取槽

  钒钛磁铁矿选矿:钒钛磁铁矿:这是我国钛铁矿岩矿床的首要矿石类型。依据攀枝花矿山公司的选矿研讨和出产实践,其钛铁矿精矿的选矿是在对钒钛磁铁矿石经一段磨矿(-0.4mm),一粗、一精、一扫的磁选流程磁选出磁铁矿精矿(Fe51%~52%,TiO212.6%~13.4%,V2O50.5%~0.6%)之后的磁尾(矿)进行。磁尾矿(含TiO27%~9%)中粒状和部分片晶状钛铁矿精矿的选矿办法 钒钛磁铁矿石以Fe与Ti方式细密共生赋存在钛磁铁矿中的TiO2(约占攀西区域TiO2总储量的53%),因为赋存状况、粒度,以及在高炉冶炼绝大部分没有被复原而以TiO2方式进入炉渣的化学反应特性等要素,现在还难以用机械选矿办法收回使用。可是,跟着攀枝花钢铁研讨所和北京钢铁研讨总院对钛磁铁矿的铁、钛、钒归纳收回而对冶炼工艺和技能的改善与进步,现已基本上打通流程,取得了活跃的效果。此外,还展开了复原磨选制取铁粉和归纳收回钒钛的实验。其流程是: 钒钛铁精矿— 铁粉--道窑碳复原— V2O5--破碎磨矿— 富钒钛料—湿法别离---重磁选别离--TiO2 钛铁矿、金红石砂矿:这是我国现在出产钛铁矿和金红石精矿的首要矿石类型。依据海南中兴精密陶瓷微粉总厂和海南省冶金工业总公司所属沙老、南港、清澜(铺前)、乌场(保定)4个国有钛(砂)矿的出产实践,其钛铁矿、金红石、锆石、独居石砂矿的采矿、选矿工艺流程和各种精矿的技能指标如图3.5.10。采矿的回采率95%,贫化率 为了进步资源的使用率和经济效益,削减中矿、尾矿的积压和对环境的污染,广州有色金属研讨院曾专题研讨了“海南岛海边砂矿难选中矿钛元素赋存状况及归纳收回途径”(第三届全国矿产资源归纳使用学术会议论文集,1990年)。该研讨、实验标明:①钛元素首要赋存在以Ti4+与Fe2+呈类质同象置换而构成的钛-铁矿系列中;其间钛铁矿(含TiO252%~54%)和富铁钛铁矿(含TiO246%)所占的份额达66.2%,其次是富钛钛铁矿(含TiO256%~58%)占19.2%,钛赤铁矿(含TiO210.7%~19.5%)占14.6%。此外,钛元素还少量地赋存在金红石、锐钛矿、白钛石和榍石中。②难选中矿属钛铁矿、锆石、独居石、金红石、锐钛矿等的混合矿藏,矿藏粒度0.2~0.08mm(属可选粒度);选用二介质作“沉浮”选矿,比重 3.3的有用重矿藏下沉产率达73.5%。③在下沉的重矿藏中,除主收钛铁矿外,可归纳收回锆石、独居石、富钛钛铁矿和金红石;其有用的选矿流程有二:其一是有用重矿藏经电磁选场强6000Oe分选出占钛铁矿矿藏份额88.1%的磁性产品(TiO243%),再经800℃、10min的氧化焙烧,最终经场强650Oe弱磁选,在磁选产品中可取得TiO250%~51%的钛铁矿精矿产品;其二是有用重矿藏(钛铁矿粗精矿,含TiO243%~46%)经电选(2.1kV,120r/min),在导体产品中可取得TiO251%~53%的钛铁矿精矿产品。④在经场强8000—12000 Oe磁选的尾矿中,再选用浮选,可取得合格的独居石精矿;再对其经场强20000Oe磁选的非电磁性重矿藏尾矿中,选用电选,可在非导体性产品中取得合格的锆石精矿,在导体性产品中取得合格的金红石精矿。

  一、概述 用普通大型高炉冶炼钒钛磁铁矿,尤其是冶炼时炉渣中TO222%的高钛型钒钛磁铁矿,曩昔国内外都认为是不可能的。因为技能上的原因,用惯例办法冶炼将会呈现炉渣粘稠,渣铁不分,炉缸堆积等现象,使正常出产难以进行。 我国攀枝花区域蕴藏着丰厚的钒钛磁铁矿,是我国三大铁矿之一。与铁矿共生的钒、钛资源在全国和国际都占有重要位置。 通过60年代中期的大规划工业性科学实验,处理了根本工艺问题,创始了高炉冶炼钒钛矿技能,为攀枝花资源的开发利用奠定了根底。并因而曾获国家发明奖。但因为一些重要的技能难题未能处理,如泡沫渣、铁水粘罐、铁损高以及档次低、渣量大等问题长时间困扰出产,冶炼工艺及操作技能也尚不彻底    泡沫渣、铁水粘罐、粘渣、铁损高、脱硫才能低是老练,使攀钢高炉目标低下。自1970年投产后,历经10年,高炉利用系数才到达不高的规划目标(1-40t/m3·d ),尔后长时间徜徉在1.5~1.6t/m3·d的较低水平,且耗费高,焦比在620kg/t以上,经济效益差,比年亏本。 进入90年代中期,攀钢以钒钛磁铁矿高炉强化冶炼为中心,展开了体系的科技攻关,进行了系列的科学实验和理论研讨,成功地开发了钒钛磁铁矿高炉强化冶炼的新技能,获得严重的打破性发展。使各项目标大幅度进步,在入炉档次低的质料条件下,高炉利用系数到达国内外先进水平,自1998年下半年以来,利用系数(未经折算的实践值)一向保持在2.0t/m3·d以上,1999年一季度均匀利用系数为2.143t/m3·d,入炉焦比降到484kg/t,吨铁喷煤98.54Kg,获得巨大经济效益(表1)。 表1攀钢炼铁厂1990~1998年度首要技能经济目标 Table1 Maintechnicaleconomicindexfrom21990to1998forIronmakingPlantofPangang二、首要技能难题的打破 泡沫渣、铁水粘罐、粘渣、铁损高、脱硫才能低是钒钛矿高炉冶炼实验中的重要技能难题,也是攀钢高炉投产后长时间困扰出产的首要问题。 (一)泡沫渣问题       冶炼钒钛矿的高炉渣流入渣罐后,发生很多气体,使炉渣成泡沫状欢腾上涨,溢出罐外。而涨落之后,罐内只要小半罐渣,渣罐容积不能充分利用,而高炉则因出不净渣铁,导致炉内压差升高,被逼减风,无法进步冶炼强度。 通过理论研讨和出产实验,弄清了泡沫渣构成机理并找到了消除办法。从热力学分析,渣中TiO2被TiC以及饱满碳和非晶太碳复原发生很多CO气体,是导致欢腾现象的原因(图1) 图1  有关TiC反响的△G与t的联系从动力学分析,当渣中发生的CO气泡的生成速率和气泡的稳定性到达必定程度时,泡沫渣就发生欢腾现象。 Vt≥15.56u-0.3016式中Vt-气泡发生速度 CTi(C,N)-Ti(C,N)在渣中的浓度 u-参数,取值1~8 △    G-形核的活化能 △    Gf-气、渣二相体积自由能改变 △    Gh-复原成CO的化学反响自由能改变。 根据对首要参数的分析,可得出泡沫渣构成的区间(图2) 图2  泡沫渣构成的条件(全钒钛高钛渣)通过调整炉渣成分,操控渣中TiO2在23%~24%,改变了钛渣结构,使渣中TiO2活度下降,并进步炉内高温区的氧势,然后按捺了TiO2的过复原,有用地消除了泡沫渣欢腾现象。 (二)铁水粘罐问题 铁水粘罐是钒钛矿冶炼的特有现象。普通矿冶炼时铁水罐尽管也有粘结的状况,但其粘结物的熔化温度低于出铁温度,下次出铁时可被熔化,罐衬越刷越薄,一般可用300~400次。而钒钛铁水的粘罐物中则因含有V、Ti的氧化物,熔点很高,高于出铁温度,在下次出铁时不能被熔化,越结越厚,铁水罐只能用几十次。严重影响了高炉正常出产。 在研讨弄清了粘罐的机理后,发明晰吹氧化罐和氧燃化罐技能熔化粘罐物,又采纳冷扣罐、喷涂和运用腊石砖砌罐帽,炉前选用焖砂口操作根绝高炉渣过渣进罐,铁水罐加蛭石保温等办法,彻度处理了铁水粘罐问题。 (三)消除粘渣和下降铁损 跟着高炉内复原进程的进行,炉渣中一部分TiO2被复原生成钛的碳、氮化合物。TiC的熔点为3140℃±90℃,TiN 熔点为2950℃±50℃,远高于炉内最高温度,它们通常以几微米但具有极大比表面积的固相质点弥散在炉渣中和包裹在铁珠周    围,使铁珠难以聚合,渣中带铁增多,粘度增大数十倍,构成粘渣和高铁损。因为构成“高温亲液胶体”和“类网状结构”,其粘度已不能用牛顿力学核算。实验标明,在1480℃变稠的炉渣粘度η=2.817e105.34φ,其间 高炉选用低硅、钛操作,操控炉热水平,以按捺TiO2过复原。又选用特殊办法,使变稠的炉渣消稠,并活泼炉缸。强化炉前操作,缩短渣铁在炉内停留时间以及选用合理炉料结构,操控TiO2在适宜规划,然后有用地消除了粘渣,下降了铁损。 (四) 钛渣脱硫才能的改进 因为TiO2在炉渣中呈弱酸性,所以高钛渣的脱硫才能远低于普通高炉渣,Ls仅为5~9,而一般炉渣Ls为20~30。 实验室研讨标明,钛渣的碱度R 可表达为系数α=0.7,β=0.15,γ=0.6。 通过科技攻关,采纳优选适宜的炉温、炉渣碱度,关在冶炼操作中削减其标准偏差,改进钛渣功能,添加流动性,强化冶炼,活泼炉缸以及改进入炉质料质量,进步风温,下降硫负荷,然后改进了钛渣脱硫才能,明显地进步了生铁质量,使铁水均匀含硫由0.075%降至0.054%。 三、优化炉料结构,进步钒钛烧结矿的强度 为改进质料质量,将烧结矿碱度由1.2进步到1.75,避开了钒钛烧结矿低强度区间,削减了粉末,又使高炉配猜中不再加石灰石,促进焦比下降。 为了施行精料政策,改变大渣量对强化冶炼构成的困难,近年来,将进步入炉矿石档次作为优化炉料结构的要点之一。通过适度进步钒钛铁精矿档次,添加烧结中富矿粉用量以及进步熔剂的有用CaO等办法,使入炉矿石档次由1995年的45.47%进步至1998年的46.57%,1999年1季度又进步至47.01%。不只入炉铁量添加,并且因为渣量削减,改进了炉内压差散布,下降了铁损和焦比,使攀钢高炉获得了进步1%档次,添加产值3%以上的效益。 高钛型钒钛磁铁精矿的特色是TiO2、Al2O3高, SiO2低,成球性差,液相量少,是一种特别难烧的矿石。针对上述特色,成功地开发了一系列技能办法,如高负压厚料层操作、配加生石灰和钢渣、富氧焚烧、添加复合粘结剂、选用ISF偏析布料技能、燃料二次分加、烧结矿喷洒卤化物等,使钒钛烧结矿的冷、热强度明显进步,质量改进,产值添加。 四、高炉操作的优化与冶炼的强化 在处理了钒钛矿冶炼的技能难题、出产步入正常的根底上,环绕高炉冶炼,不断优化工艺操作参数和操作准则,发明晰一套完善的工艺技能。包含钒钛矿冶炼合理的热准则与造渣准则,上部调剂的高压操作、无钟炉顶的多环布料与中心加焦技能,中部调剂操控适宜的暖流强度,下部调剂以120~150KJ/s的高鼓风动能以及防止钛渣变稠的特有办法来到达活泼炉缸,强化冶炼的意图。 喷吹煤粉关于冶炼高钛型钒钛矿的攀钢高炉,长时间以来一向是技能领域里的一个禁区。1967年在首钢老2号高炉进行钒钛矿冶炼模仿实验时,曾两次试喷煤粉均告失败。因为一部分未彻底焚烧的煤粉进入炉缸,与高温熔渣触摸,构成渣焦反响,碳与效果的成果,生成高溶点的钛的碳氮化合物。TiO2+3C=TiC+2CO2,    △F0t=125500-80.29T;TiO2+3C+1/2N2=TiN+2CO2,△F0t=90100-61.24T。使炉渣变稠,渣铁难分,正常出产无法进行,被逼停喷。 从80年代开端,攀钢高炉再次实验喷吹煤粉。为了确保煤粉的快速彻底焚烧,防止炉渣变稠,研发发明晰氧煤喷。据查新,其时在国内外均属创始。1991年攀钢高炉氧煤混喷技能又列入国家“八五”要点科技攻关项目,进一步完善了喷吹体系,并进行了不同结构氧煤的出产实验(图3),获得较好效果,完成了用最少数氧到达最大喷煤量的意图。现在,喷煤量已到达均匀120kg/t的水平。 此外,攀钢高炉还开发了钒钛矿冶炼的富氧鼓风、炉前操作的强化技能与焖砂口的运用等。 图3  氧煤结构示意图    为了树立高炉冶炼钒钛矿的数学模型,以逐步完成冶炼进程的自动化操控,在攀钢4号高炉开发了核算机专家体系。用美国西屋公司WDPF核算机开发炉况判别和热状况判别两个子体系,热状况又以预告铁水钛含量作为高炉操作炉热水平操控的根据。[Ti]的预告选用自适应和人工神经网络归纳预告体系,当炉况正常时用自适应体系,炉况不顺时用人工神经网络体系预告,在差错±0.03%规划内命中率为86.8%,有必定参阅效果(图4、5、6。) 图4攀钢4号高炉炉况断定及操作辅导专家体系结构图图5铁水钛含量归纳预告体系结构图6神经网络预告钛含量结构五、冶炼钒钛矿的高炉炉体解剖及护炉效果研讨 为了深化探究高炉冶炼钒钛矿的规则,在410厂0.8m3小高炉进行了解剖实验0。该高炉用攀枝花钒钛矿冶炼,炉渣TiO2为27%~28%。 通过解剖看出,整个微观状况仍然明显地存在自上而下的块状带、软熔带、滴落带和风口回旋区。炉内剖面如图7。 图70.8m3高炉冶炼钒钛磁铁矿的剖面状况通过解剖实验,了解了高炉内铁、钒、钛等元素的行为,炉内温度的散布状况以及Ti (C ,N)的生成状况(图8),对钒钛矿高炉冶炼的理论研讨和出产实践都有重要参阅效果。 图8不同高度上t, RFe RTi,η的改变冶炼钒钛矿对高炉的炉缸、炉底有维护效果。这是在攀钢1、2、3号高炉大修停炉查询时观察到的。 冶炼钒钛矿的高炉在炉缸和炉底的砖衬上有一层结构细密的沉积物,经化学物相、岩相、X射线和扫描电镜分析,它是含有很多高熔点贱价钛化合物与特殊形状的金属铁和其它渣相矿藏的一种多相物质。nba篮彩,沉积物的上部含有较多的黑钛石,下部含有较多的Ti(C,N)固溶体。因为熔点高,熔化终了温度达1500℃以上,在该区域的温度下不能熔化,然后维护了炉缸炉底的砖衬(图9)。 图9攀钢2号高炉炉缸炉底腐蚀状况冶炼钒钛矿的高炉、炉缸、炉底腐蚀远较冶炼普通矿的高炉轻缓,用粘土砖砌筑炉底就可保10年以上寿数。在冶炼普通矿的高炉中配加少数含钛物料(TiO27~15Kg/t)也可起到护炉效果。1980年今后在国内高炉逐步推行,已有64座高炉运用攀枝花的钒钛矿护炉,对延伸高炉寿数起了很大效果。 六、体系理论的树立 通过很多的科学实验研讨和出产实践验证,树立了钒钛磁铁矿高炉冶炼的体系理论,归于国际创始。 这一理论包含高炉冶炼钒钛磁铁矿的根本原理,钒钛磁铁矿的复原进程,铁、钒、钛等元素在高炉内的行为,钒、钛氧化物复原反响的热力学和动力学以及高钛渣的各种特性及其机理,高炉冶炼钒钛磁铁矿的规则以及钒钛磁铁精矿的烧结特性等。 在正确理论的辅导下,攀钢高炉冶炼钒钛磁铁矿的出产技能得到迅速发展。 七、结语 攀钢高炉通过科学实验和技能攻关,成功地开发了钒钛磁铁矿强化冶炼的新技能,树立了善的理论与运用技能,使首要出产目标获得严重打破。在入炉矿石档次仅46%的条件下,运用难冶炼的钒钛矿,高炉利用系数到达2.0t/m3·d以上,居国内外同类型高炉前列。因为规划产值添加,耗费下降,质量改进以及钒制品收益添加,每年为攀钢添加经济效益达数亿元。此外,钒钛矿护炉效果在国内高炉推行运用,为延伸高炉寿数起了很大效果,社会效益也非常明显。

  一、钒钛磁铁矿选择     钒钛磁铁矿由于其磁性强,用弱磁选法就可回收。钒钛磁铁矿的选矿是将原矿石破碎、磨矿至-0.074mm占45%左右,经弱磁选一次粗选、一次精选流程可得钒钛铁精矿。其TFe51.5%以上,V2O50.5%~0.6%,铁回收率72%左右,V2O5回收率80%,详见图1。    图1  1段磨选工艺流程     由于钛磁铁矿中钒呈类质同象,平均含量0.3%~0.4%,并且80%~90%赋存在钛磁铁矿中,而钛磁铁矿含V2O510-3。存在于钛磁铁矿中的V2O5只为矿石含量的1.44%~4.03%,钛铁矿含V2O5的品位为10-5~10-4。其余则含在脉石矿物钛辉石和斜长石中。     为了满足攀钢对钒钛精矿提高质量要求,目前攀枝花矿业公司密地选矿厂生产工艺流程已由原来一段磨矿磁选流程改造为阶段磨矿阶段磁选流程,磨矿粒度为-0.074mm65%~70%,钒钛磁铁精矿铁品位由原来51.5%提高到54%~55%,产品铁精矿中TiO2品位与原生产流程相比没有明显变化,SiO2品位与原生产流程相比含量则有所下降。其他元素V2O5、Al2O3、CaO、MgO、S都没有明显变化。V2O5品位0.563%~0.585%,见图2所示。    图2  阶段磨选工艺流程     二、含钒磁(赤)铁矿选矿工艺流程     凹山选矿厂采用三段一闭路破碎系统和两段全闭路磨矿系统以及弱磁-强磁选别工艺(图3)。选厂1998年主要生产指标见表1。    图3  凹山选厂选矿流程 表1  1998年选厂生产指标产品名称产量/万t产率/%品位/%回收率/%原 矿502.89100.0029.12100.00精 矿181.2336.0463.8679.02尾 矿321.6763.969.5520.98     所产铁精矿中V2O5为0.3%,品位较低,供冶炼钢提钒用。近年来铁精矿产率30.64%,TFe64.09%,铁回收率79.82%,尾矿TFe9.23%,原矿TFe26.04%,铁精矿中V2O5仍为0.3%左右。     三、从钒钛磁铁矿精矿中提钒     从岩浆型钒钛磁铁矿中提钒,钒钛精矿中钒的提取用冶炼方法有火法与湿法两种。火法是通过钒钛精矿或钒渣间接提钒,湿法则是用钒钛精矿直接提钒。目前我国以间接提钒法为主。       火法提钒工艺。将选矿产品钒钛精矿,直接进入高炉或电炉中冶炼,使矿石中的钒大部进入铁水,再将含钒铁水入转炉送氧吹炼,使钒富集于渣中,成为钒渣。钒渣经焙烧、浸出、过滤,即得五氧化二钒。这一方法的最大优点是钒回收率高,特别适用于低品位钒矿石的利用。缺点是矿石处理量大,而生产规模小,与大规模的钢铁工业生产不相适应。     从钒钛磁铁矿中提钒的生铁-钒渣滓工艺流程见图4。    图4  钒钛磁铁矿提钒的生铁-钒渣工艺流程     近20年我国积累了大量有关钒钛磁铁矿提钒工艺的经验并首创高炉炼铁-雾化提钒法目前攀枝花钢铁公司已用此法大规模生产钒渣。其工艺特点是,将铁在中间罐内撇渣和整流,在雾化器中雾化,雾化后的铁水进入雾化炉反应,提钒后的铁水(半钢)流入半钢罐,使之在半钢罐面上形成钒渣层,将半钢分离即得钒渣,钒渣经熔烧、浸出、过滤则得五氧化二钒产品。见图5。    图5  攀枝花钢铁公司雾化吹钒渣工艺     湿法提钒工艺:将钒钛精矿加芒硝制团,经焙烧、水浸,使钒酸钠进入溶液,再加硫酸使之转化为五氧化二钒,水浸后的球团再用于炼铁。湿法提钒的优点是工艺流程短,而且钒的回收率高。     四、含钒钢渣提钒     提钒的主要原料之一是钒钛磁铁矿,从钒钛磁铁矿中回收钒,常用的方法是将钒钛磁铁矿在高炉中冶炼出含钒生铁,通过选择性氧化铁水,使钒氧化后进入炉渣,得到含量较高的含钒钢渣作为提钒的原料。

  通过添加改性树脂,可明显提高试样在埋炭和空气条件烧后的中低温强。

 

 

 

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