專利名稱：一種從鋁釩鈦鐵硅復合共生礦中分離有價元素回收利用的工業化生產方法
技術領域：
本發明涉及對礦物進行分離的方法，更特別地說，是指一種從鋁釩鈦鐵硅復合共生礦中分離有價元素回收利用的工業化生產方法。
背景技術：
不同產地的原礦(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上可進一步處理的合格鐵精礦和鈦精礦，鐵精礦通過配備一定數量的富鐵礦，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。中陜金屬礦業有限公司擁有陜西紫陽安溝-朱溪河、嵐皋官元兩礦區的礦產資源。根據陜西省地質礦產勘查開發局區域地質礦產研究院普查工作結果，兩礦區共估算推斷和預測的礦石資源量約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。礦床規模已達大型規模。該地區的礦產資源經國家鋼鐵材料測試中心分析的化學分析成分結果為(質量百分數)
權利要求
1. 一種從鋁釩鈦鐵硅復合共生礦中分離有價元素回收利用的工業化生產方法，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合共生礦采用機械粉碎方式破碎得到粒度為200目 400目的粗破碎礦；步驟二 細磨礦將粗破碎礦采用磨碎機進行粉碎，得到粒度小于200目的礦漿； 所述礦漿的質量百分比濃度為15 20% ； 步驟三強磁選分將礦漿在強磁選分電流為8A 10A、磁場強度為1. IT 1. 3T條件下，分離出一級鋁硅鐵和一級中間產物；步驟四浮硫分離硫精礦(A)在一級中間產物中加入水，配置得到質量百分比濃度為25 30%的一級中間產物礦漿；(B)在一級中間產物礦漿中加入調整劑、捕收劑和起泡劑混合均勻后，得到一級中間混合物；用量1000Kg的一級中間產物中加入150 200g的調整劑、400 600g的捕收劑、 140 180g的起泡劑；調整劑可以是碳酸鈉、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行浮選5分鐘 10分鐘后，得到硫精礦和二級中間產物； 步驟五弱磁選分(A)在二級中間產物中加入水，配置得到質量百分比濃度為10 15%的二級中間產物礦漿；(B)將二級中間產物礦漿在弱磁選分電流為0.03A 0. 05A、磁場強度為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物、粘結劑、還原劑和水采用機械攪拌球磨機中進行混合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；粘結劑為聚陰離子纖維素(PAC)、木質素磺酸鈉、腐殖酸鈉、羧甲基纖維素； 還原劑為無煙煤、石油焦、木炭； 步驟七制球將混合爐料在球團成型機上壓成直徑為4厘米、厚度為3厘米的球團，壓力為30MPa 60MPa ；采用電熱干燥箱對球團進行干燥脫水，球團含水量降到以下，制得干燥球團；干燥溫度為120°C 150°C，時間為1小時 3小時；步驟八預還原金屬化球團將干燥球團置于平面雙向直線移動床上，并吹入煤氣在移動過程中進行預還原 40min 80min，制得還原后的球團；平面雙向直線移動床上移動著多個盛裝干燥球團的臺車，臺車四面有爐壁，有利于球團的裝料和卸料，加熱爐長度L = 4米，臺車運行速度0. lm/min 0. 2m/min ；預熱區的溫度設置為600°C 1250°C，還原區的溫度設置為1250°C 1450°C，冷卻區的溫度設置為 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在高溫傳送機的運輸過程中，被輸入改進型豎爐中，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物采用機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，調節該噴槍壓力在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，調節該噴槍壓力在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，調節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處進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.根據權利要求1所述的從鋁釩鈦鐵硅復合共生礦中分離有價元素回收利用的工業化生產方法，其特征在于制得的一級鋁硅鐵的產率達到53 62%、制得的硫精礦的產率為1. 9 2. 4%、制得的二級鋁硅鐵的產率達到19 25%、制得的釩鈦鐵的產率為14 22 % 。
3.根據權利要求1所述的從鋁釩鈦鐵硅復合共生礦中分離有價元素回收利用的工業化生產方法，其特征在于制得的一級鋁硅鐵和二級鋁硅鐵的化學成分為0. 001wt%的 Sc、0.V205、1.Ti02、10.TFe、19. 02wt % 的 Al203、43.SiO2,8.Ca0、3. 38wt%&Mg0。
4.根據權利要求1所述的從鋁釩鈦鐵硅復合共生礦中分離有價元素回收利用的工業化生產方法，其特征在于制得的硫精礦的化學成分為0. 0007wt%的k、0. 056wt%的Co、 0.Ni、3.Ti02、26wt%& TFe、25.SiO2。
5.根據權利要求1所述的從鋁釩鈦鐵硅復合共生礦中分離有價元素回收利用的工業化生產方法，其特征在于制得的釩鈦鐵的化學成分為2. 21wt%的Si02、50.的TFe、·20.Ti02、2. 64wt% 的 A1203、0.Ca0、2.Mg0、0.V205。
6.根據權利要求1所述的從鋁釩鈦鐵硅復合共生礦中分離有價元素回收利用的工業化生產方法，其特征在于改進型豎爐是在現有豎爐上增加了噴槍、引風機、篦子等；篦子將豎爐的爐體分為熔分區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，使連續進入的還原后球團被熔煉分離；由于鈦和釩是以氧化物的形式存在于熔化的鐵水中，故經篦子流入盛鐵爐缸中，最后經出料口排出豎爐個，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，也對還原后球團進行了再次的還原；同時也在豎爐風口前形成熔分回旋區，爐內粉煤燃燒，為豎爐內金屬化球團深度還原和熔分提供熱量，篦子以下為液態釩鐵水；噴槍用于實現向爐內連續供物料，該物料可以是燃料、輔料、助劑等；引風機用于實現將反應過程中產生的氣體排出爐外；篦子用于實現將熔融狀態下的熔分物漏入盛鐵爐缸中，而未經熔化的鈦渣將在篦子上方；還原后球團經進料口連續進入改進型豎爐中的熔分區，同時噴槍噴射出的煤氣和煤礦粉在熔分區燃燒，燃燒產生的熱量足夠讓還原后球團熔化，使單質的鐵水、釩水和氧化物形式存在的鈦、釩分離。
7.根據權利要求1所述的從鋁釩鈦鐵硅復合共生礦中分離有價元素回收利用的工業化生產方法，其特征在于制得的釩鐵金屬化合物的產率為40% 50%。
8.根據權利要求1所述的從鋁釩鈦鐵硅復合共生礦中分離有價元素回收利用的工業化生產方法，其特征在于懸浮分離區是指鋁硅鐵混合粉、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，鐵硅水經第二個出料口排出爐外。
9.根據權利要求1所述的從鋁釩鈦鐵硅復合共生礦中分離有價元素回收利用的工業化生產方法，其特征在于制得的硅鐵合金的產率是25 35%。
全文摘要
本發明公開了一種從鋁釩鈦鐵硅復合共生礦中分離有價元素回收利用的工業化生產方法，首先從鋁釩鈦鐵硅復合共生礦中采用梯度磁選工藝分離出鋁硅鐵產物、釩鈦鐵產物和硫精礦；然后對鋁硅鐵產物進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二氧化三鋁的原料；然后對釩鈦鐵產物采用直線移動床預還原-豎爐熔分工藝制備釩鐵金屬間化合物和鈦渣。本發明的方法將熔煉分離與閃速懸浮熔煉、直線移動床預還原-豎爐熔分相結合，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 優先權日2011年8月15日
發明者盧惠民 申請人:中陜金屬礦業有限公司, 北京航空航天大學