【摘 要】
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传统的钒钛磁铁矿提钒以钒渣提钒工艺为主,该工艺存在的主要问题是钒的综合回收率低。本文改变以往的思路,采用先提钒后炼铁的直接提钒工艺对钒钛磁铁精矿进行提钒,进行了精矿在造球处理条件下球团焙烧和选择性浸钒研究,以期实现钒铁分离和高效浸钒的目的,并且浸出后的球团经简单处理后可满足后续高炉生产。论文首先对精矿进行工艺矿物学研究。结果表明精矿中的主要成分为钛铁矿和磁铁矿,钒主要以钒铁尖晶石的形式存在于磁铁矿
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传统的钒钛磁铁矿提钒以钒渣提钒工艺为主,该工艺存在的主要问题是钒的综合回收率低。本文改变以往的思路,采用先提钒后炼铁的直接提钒工艺对钒钛磁铁精矿进行提钒,进行了精矿在造球处理条件下球团焙烧和选择性浸钒研究,以期实现钒铁分离和高效浸钒的目的,并且浸出后的球团经简单处理后可满足后续高炉生产。论文首先对精矿进行工艺矿物学研究。结果表明精矿中的主要成分为钛铁矿和磁铁矿,钒主要以钒铁尖晶石的形式存在于磁铁矿相中。经过热力学分析计算推测出钒铁尖晶石的氧化反应链为FeV2O4→Fe3O4→Fe2O3→V2O5。钒钛磁铁精矿球团空白焙烧-浸钒研究表明,采用硫酸作为浸出剂可有效实现钒铁分离。在实验条件为焙烧时间180 min,焙烧温度1200℃,浸出时间6 d,液固比3:1,硫酸浓度10%的情况下,钒浸出率可达60.3%,而铁损失率仅为0.17%,可以实现选择性浸出。钒钛磁铁精矿球团钙化焙烧和浸钒试验结果表明,选择碳酸钙作为焙烧添加剂可以实现钒钒选择性浸出,有效提高钒浸出率。较优条件为:碳酸钙添加量5%,焙烧时间3h,焙烧温度1200℃,浸出时间6d,浸出温度50℃,硫酸浓度10%,液固比3:1。钒的最佳浸出率为88%,铁损失率为1.78%。浸出后球团经过二次焙烧可达到除硫的目的,且经过二次焙烧后球团强度能达到2600 N/个,可满足后续炼铁的强度要求。机理研究分析表明:精矿中的钒以V3+的形式存在于钒铁尖晶石中,经过1200℃钙化焙烧后尖晶石结构被破坏,Fe3O4被氧化为Fe2O3,钒主要转化成V5+并与钙反应生成钒酸钙。球团经过硫酸浸出后检测出CaSO4衍射峰,表明焙烧生成的钒酸钙与硫酸发生了反应,使得钒被浸出。同时,检测结果中均表明铁未被浸出,表明焙烧后的Fe2O3不易被硫酸浸出,从而实现选择性分离。本论文采用精矿球团焙烧-硫酸浸钒的工艺,达到浸出钒而保留铁的效果,从而实现钒铁分离、选冶联合的目的。该研究为钒钛磁铁精矿直接提钒的工业实践提供了新的途径。
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