專利名稱：一種從鋁釩鈦鐵硅復(fù)合共生礦中分離有價(jià)元素回收利用的工業(yè)化生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對礦物進(jìn)行分離的方法，更特別地說，是指一種從鋁釩鈦鐵硅復(fù)合共生礦中分離有價(jià)元素回收利用的工業(yè)化生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
不同產(chǎn)地的原礦(毛礦)選冶可行性不盡相同。一般對于原礦(毛礦)選冶大體分兩種，一種是通過選礦分別得到工業(yè)上可進(jìn)一步處理的合格鐵精礦和鈦精礦，鐵精礦通過配備一定數(shù)量的富鐵礦，可以通過高爐冶煉，得到生鐵；鈦精礦通過碳熱還原熔煉得到高鈦渣，還可以進(jìn)一步深加工；另外一種對品位低并且難選難冶的原礦(毛礦)，很難通過選礦手段得到合格的鐵精礦和鈦精礦，至今沒有很好的辦法處理。中陜金屬礦業(yè)有限公司擁有陜西紫陽安溝-朱溪河、嵐皋官元兩礦區(qū)的礦產(chǎn)資源。根據(jù)陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)研究院普查工作結(jié)果，兩礦區(qū)共估算推斷和預(yù)測的礦石資源量約3. 5億噸，其中二氧化鈦(TiO2) 1691. 03萬噸，五氧化二釩 (V2O5) 18. 49萬噸。礦床規(guī)模已達(dá)大型規(guī)模。該地區(qū)的礦產(chǎn)資源經(jīng)國家鋼鐵材料測試中心分析的化學(xué)分析成分結(jié)果為(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))
權(quán)利要求
1. 一種從鋁釩鈦鐵硅復(fù)合共生礦中分離有價(jià)元素回收利用的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于包括有下列步驟 步驟一粗粉碎將鋁釩鈦鐵硅復(fù)合共生礦采用機(jī)械粉碎方式破碎得到粒度為200目 400目的粗破碎礦；步驟二 細(xì)磨礦將粗破碎礦采用磨碎機(jī)進(jìn)行粉碎，得到粒度小于200目的礦漿； 所述礦漿的質(zhì)量百分比濃度為15 20% ； 步驟三強(qiáng)磁選分將礦漿在強(qiáng)磁選分電流為8A 10A、磁場強(qiáng)度為1. IT 1. 3T條件下，分離出一級鋁硅鐵和一級中間產(chǎn)物；步驟四浮硫分離硫精礦(A)在一級中間產(chǎn)物中加入水，配置得到質(zhì)量百分比濃度為25 30%的一級中間產(chǎn)物礦漿；(B)在一級中間產(chǎn)物礦漿中加入調(diào)整劑、捕收劑和起泡劑混合均勻后，得到一級中間混合物；用量1000Kg的一級中間產(chǎn)物中加入150 200g的調(diào)整劑、400 600g的捕收劑、 140 180g的起泡劑；調(diào)整劑可以是碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氨水、石灰； 捕收劑可以是丁基黃藥、乙其黃藥、胺黑藥、丁銨黑藥、甲酚黑藥、乙黃腈酯； 起泡劑可以是松醇油、高醇油、雜醇油、甲基戊醇；(C)將一級中間混合物進(jìn)行浮選5分鐘 10分鐘后，得到硫精礦和二級中間產(chǎn)物； 步驟五弱磁選分(A)在二級中間產(chǎn)物中加入水，配置得到質(zhì)量百分比濃度為10 15%的二級中間產(chǎn)物礦漿；(B)將二級中間產(chǎn)物礦漿在弱磁選分電流為0.03A 0. 05A、磁場強(qiáng)度為0. 09T 0. IOT條件下，分離出二級鋁硅鐵和釩鈦鐵；步驟六制混料將釩鈦鐵產(chǎn)物、粘結(jié)劑、還原劑和水采用機(jī)械攪拌球磨機(jī)中進(jìn)行混合30分鐘 60分鐘，得到混合爐料；用量1000公斤的釩鈦鐵混合礦中加入粘結(jié)劑3公斤 5公斤、還原劑100公斤 150 公斤和水50公斤 100公斤；粘結(jié)劑為聚陰離子纖維素(PAC)、木質(zhì)素磺酸鈉、腐殖酸鈉、羧甲基纖維素； 還原劑為無煙煤、石油焦、木炭； 步驟七制球?qū)⒒旌蠣t料在球團(tuán)成型機(jī)上壓成直徑為4厘米、厚度為3厘米的球團(tuán)，壓力為30MPa 60MPa ；采用電熱干燥箱對球團(tuán)進(jìn)行干燥脫水，球團(tuán)含水量降到以下，制得干燥球團(tuán)；干燥溫度為120°C 150°C，時(shí)間為1小時(shí) 3小時(shí)；步驟八預(yù)還原金屬化球團(tuán)將干燥球團(tuán)置于平面雙向直線移動床上，并吹入煤氣在移動過程中進(jìn)行預(yù)還原 40min 80min，制得還原后的球團(tuán)；平面雙向直線移動床上移動著多個盛裝干燥球團(tuán)的臺車，臺車四面有爐壁，有利于球團(tuán)的裝料和卸料，加熱爐長度L = 4米，臺車運(yùn)行速度0. lm/min 0. 2m/min ；預(yù)熱區(qū)的溫度設(shè)置為600°C 1250°C，還原區(qū)的溫度設(shè)置為1250°C 1450°C，冷卻區(qū)的溫度設(shè)置為 600 °C 1200 °C ；步驟九豎爐熔分釩鐵金屬間化合物和鈦渣還原后的金屬化球團(tuán)在高溫傳送機(jī)的運(yùn)輸過程中，被輸入改進(jìn)型豎爐中，在1500°C 1650°C條件下，得到熔融釩鐵金屬間化合物和鈦渣； 步驟十制鋁硅鐵混合粉將鋁硅鐵產(chǎn)物采用機(jī)械粉碎方式破碎得到粒度為200目 400目的鋁硅鐵混合粉； 步驟十一制煙煤粉將煙煤采用機(jī)械粉碎方式破碎得到粒度小于120目的煙煤粉； 步驟十二 閃速懸浮還原與熔分(A)將鋁硅鐵混合粉裝入其中一個噴槍容器中，調(diào)節(jié)該噴槍壓力在1 下，使鋁硅鐵混合粉射入閃速懸浮還原爐中，供料速度1 20公斤/分鐘；(B)將煙煤粉裝入另一個噴槍容器中，調(diào)節(jié)該噴槍壓力在1 下，使煙煤粉射入閃速懸浮還原爐中，供料速度1 20公斤/分鐘；鋁硅鐵混合礦和煙煤的用量百分比100公斤的鋁硅鐵混合礦中加入12 20公斤煙煤粉；(C)在閃速懸浮還原爐的上方連接上煤氣通道，調(diào)節(jié)煤氣射入閃速懸浮還原爐的壓力為1 5MPa，每噸鋁釩鐵混合礦需要用煤氣量為25 30立方，該煤氣通道引入的煤氣在燃燒過程中能夠提供1600°C 1700°C的熔化溫度；(D)在閃速懸浮還原爐的懸浮分離區(qū)處進(jìn)行還原分離出鐵硅水合金，熔分完成后，定期從閃速懸浮還原爐中放出硅鐵水和高鋁渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鋁釩鈦鐵硅復(fù)合共生礦中分離有價(jià)元素回收利用的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于制得的一級鋁硅鐵的產(chǎn)率達(dá)到53 62%、制得的硫精礦的產(chǎn)率為1. 9 2. 4%、制得的二級鋁硅鐵的產(chǎn)率達(dá)到19 25%、制得的釩鈦鐵的產(chǎn)率為14 22 % 。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鋁釩鈦鐵硅復(fù)合共生礦中分離有價(jià)元素回收利用的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于制得的一級鋁硅鐵和二級鋁硅鐵的化學(xué)成分為0. 001wt%的 Sc、0.V205、1.Ti02、10.TFe、19. 02wt % 的 Al203、43.SiO2,8.Ca0、3. 38wt%&Mg0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鋁釩鈦鐵硅復(fù)合共生礦中分離有價(jià)元素回收利用的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于制得的硫精礦的化學(xué)成分為0. 0007wt%的k、0. 056wt%的Co、 0.Ni、3.Ti02、26wt%& TFe、25.SiO2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鋁釩鈦鐵硅復(fù)合共生礦中分離有價(jià)元素回收利用的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于制得的釩鈦鐵的化學(xué)成分為2. 21wt%的Si02、50.的TFe、·20.Ti02、2. 64wt% 的 A1203、0.Ca0、2.Mg0、0.V205。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鋁釩鈦鐵硅復(fù)合共生礦中分離有價(jià)元素回收利用的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于改進(jìn)型豎爐是在現(xiàn)有豎爐上增加了噴槍、引風(fēng)機(jī)、篦子等；篦子將豎爐的爐體分為熔分區(qū)域和盛鐵爐缸兩個部分，在煤氣噴槍和煤粉噴槍提供的燃料條件上，使連續(xù)進(jìn)入的還原后球團(tuán)被熔煉分離；由于鈦和釩是以氧化物的形式存在于熔化的鐵水中，故經(jīng)篦子流入盛鐵爐缸中，最后經(jīng)出料口排出豎爐個，而篦子之上剩下的主要成分為高鈦渣的渣料將從渣口排出；其中一個噴槍噴入的煤粉在另一噴槍噴入的煤氣在燃燒過程中，也對還原后球團(tuán)進(jìn)行了再次的還原；同時(shí)也在豎爐風(fēng)口前形成熔分回旋區(qū)，爐內(nèi)粉煤燃燒，為豎爐內(nèi)金屬化球團(tuán)深度還原和熔分提供熱量，篦子以下為液態(tài)釩鐵水；噴槍用于實(shí)現(xiàn)向爐內(nèi)連續(xù)供物料，該物料可以是燃料、輔料、助劑等；引風(fēng)機(jī)用于實(shí)現(xiàn)將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體排出爐外；篦子用于實(shí)現(xiàn)將熔融狀態(tài)下的熔分物漏入盛鐵爐缸中，而未經(jīng)熔化的鈦渣將在篦子上方；還原后球團(tuán)經(jīng)進(jìn)料口連續(xù)進(jìn)入改進(jìn)型豎爐中的熔分區(qū)，同時(shí)噴槍噴射出的煤氣和煤礦粉在熔分區(qū)燃燒，燃燒產(chǎn)生的熱量足夠讓還原后球團(tuán)熔化，使單質(zhì)的鐵水、釩水和氧化物形式存在的鈦、釩分離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鋁釩鈦鐵硅復(fù)合共生礦中分離有價(jià)元素回收利用的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于制得的釩鐵金屬化合物的產(chǎn)率為40% 50%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鋁釩鈦鐵硅復(fù)合共生礦中分離有價(jià)元素回收利用的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于懸浮分離區(qū)是指鋁硅鐵混合粉、煙煤粉和煤氣三者物料能夠充分接觸的區(qū)域；在煤氣燃燒過程中提供1600°C 1700°C的熔化溫度下，鋁硅鐵混合粉中被熔煉分離出的高鋁渣形成一道天然的屏障，而高鋁渣則從第一出料口排出爐體外；在高招渣的下方將是鐵硅水，鐵硅水經(jīng)第二個出料口排出爐外。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鋁釩鈦鐵硅復(fù)合共生礦中分離有價(jià)元素回收利用的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于制得的硅鐵合金的產(chǎn)率是25 35%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從鋁釩鈦鐵硅復(fù)合共生礦中分離有價(jià)元素回收利用的工業(yè)化生產(chǎn)方法，首先從鋁釩鈦鐵硅復(fù)合共生礦中采用梯度磁選工藝分離出鋁硅鐵產(chǎn)物、釩鈦鐵產(chǎn)物和硫精礦；然后對鋁硅鐵產(chǎn)物進(jìn)行閃速懸浮熔煉分離出硅鐵合金和鋁渣，而鋁渣可以作為生產(chǎn)二氧化三鋁的原料；然后對釩鈦鐵產(chǎn)物采用直線移動床預(yù)還原-豎爐熔分工藝制備釩鐵金屬間化合物和鈦渣。本發(fā)明的方法將熔煉分離與閃速懸浮熔煉、直線移動床預(yù)還原-豎爐熔分相結(jié)合，提高了對原礦的回收率。
文檔編號C22B1/24GK102296137SQ20111023219
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者盧惠民 申請人:中陜金屬礦業(yè)有限公司, 北京航空航天大學(xué)