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攀枝花钒钛磁铁矿煤基直接还原主要工艺简介 /show.php?contentid=69746 直接还原网 作者：188 发布时间：2011-11-10 文字大小：【大】【中】【小】 攀枝花钒钛磁铁矿煤基直接还原主要工艺简介 Brief Introduction on the Coal-based DR Process of Panzhihua Vanadic Titanomagnetite 杨绍利1，吴恩辉1，马兰2，侯静1，黄平1，李俊翰1 1-攀枝花学院四川省钒钛材料工程技术研究中心，2-攀枝花学院材料工程学院 摘要：介绍了攀枝花钒钛磁铁矿转底炉、车底炉和隧道窑等几种煤基直接还原新工艺的特点、研发和应用现状，并展望了攀西地区钒钛磁铁矿煤基直接还原新工艺的发展方向。 关键词：钒钛磁铁矿，煤基直接还原，转底炉，车底炉，隧道窑 1、攀枝花钒钛磁铁矿的资源特点及利用现状. 我国是钒钛资源大国，钒钛资源主要分布在钒钛磁铁矿中。钒钛磁铁矿又集中分布在四川攀西与河北承德地区。四川攀西地区钒钛磁铁矿资源储量居全国第一位，其中钒、钛资源储量分别占世界总储量的21%和37%；河北省承德地区储量居全国第二。 攀西地区地处“攀-西大裂谷”，钒钛磁铁矿驰名中外：钒钛磁铁矿的成矿带共有四大矿床，它是以红格矿为中心，南有攀枝花矿，北有白马矿和太和矿，形成了一个特大成矿带，该成矿带南北长约300km，保有储量100亿吨，远景储量达600亿吨（必威体育精装版数据）。攀西地区钒钛磁铁矿为多金属共生矿，共生元素有钛、钒、铬、镓、钪、钴、镍等战略金属。其中钛、钒、铬资源储量占全国第一位，铁储量占全国的25%以上。邓小平同志盛赞这里“得天独厚!”2010年起，国家投资50多亿元、计划用5年时间全面整装勘探攀-西地区钒钛磁铁矿资源储量，预计远景储量可达1000亿吨以上；河北承德地区钒钛资源保有储量达80多亿吨。 攀枝花钒钛磁铁矿中铁钛紧密共生，其中钒以类质同象赋存在钛磁铁矿矿中，是世界上最复杂的钒钛磁铁矿，其主要化学成分见表1。 表1 原矿的化学成分 经过广大科技工作者几十年的技术攻关和艰辛努力，解决了攀枝花钒钛磁铁矿选矿、高炉冶炼等多项技术难题，逐渐形成了以高炉-转炉流程为主的综合回收其中铁、钒和钛的技术路线，实现了铁、钒和钛元素的大规模化利用，形成了铁钒钛系列产品的大规模工业生产能力。以攀钢为代表的国有大型企业成功开发出的利用钒钛磁铁矿高炉—转炉流程，主要生产钢铁产品和钒产品，生产出了大量钢材和钒产品，为国防建设和国民经济发展做出了重要贡献。从上世纪七十年代初攀钢高炉投产到现在，高钛型高炉渣每年产生量300多万吨，目前已经堆积了上亿吨。既造成了钛资源的严重浪费，又形成了巨大的环境压力，严重影响长江中上游地区的生态环境。 高炉-转炉流程处理钒钛磁铁矿的主要优点是生产效率较高、规模大；最大的缺点一是“为取铁钒而丢掉了钛”，附产大量高钛型高炉渣（含TiO2为22%～25%），造成钛资源的大量流失，同时对环境造成污染和大的环保压力；二是工艺流程较长、生产成本较高，同时，还必需宝贵的焦炭作原料，限制了高炉流程的可持续发展。虽经多年研究和攻关，但对这种高钛型高炉渣仍没有找到较好的提钛利用途径，其中宝贵的钛资源未得到回收利用。 为了促进攀-西地区经济进一步发展，充分发挥攀枝花的钒钛资源优势，但随着钒钛磁铁矿综合利用的不断深入、技术进步以及环保要求的日益提高，需要不断提高其综合利用程度，迫切需要开发处理钒钛磁铁矿新的工艺流程。本文既对攀枝花地区几种处理钒钛磁铁矿非高炉新工艺及其研发情况作简单介绍。 2、攀西地区钒钛磁铁矿煤基直接还原主要工艺 2.1 转底炉煤基直接还原-电炉熔分工艺 2.1.1 转底炉工艺流程特点 “转底炉短流程”炼铁新技术是目前国家提倡的第三代炼铁新技术，特别适合于处理钒钛磁铁矿回收钛钒铁资源，其中转底炉炼铁新流程就是其中的典型代表，工艺流程见图1。 该新流程具有如下优点： （1）可全部回收铁精矿中钛资源。经转底炉还原后的金属化球团经过电弧炉熔化分离后，可得到含量为50%以上的熔分钛渣（高于钛精矿的二氧化钛品位）和含钒生铁，实现铁钒与钛的分离。熔分钛渣可用于硫酸法钛白生产原料，实现了铁精矿中钛资源回收利用的目的。这是转底炉新流程的最大优点。 （2）以煤代焦，可以省去高炉流程的炼焦与烧结工序，不但缩短工艺流程，而且减少环境污染。 （3）由于还原温度高、还原时间短（入炉到出炉20～30分钟），还原的金属化率高，生产效率高，可以很容易地开炉、停炉和调整产量。而高炉冶炼周期为（5～8）小时，回转窑等其他直接还原工艺为（5～6）小时。所以建设投资省，是高炉流程的50%，回转窑流程的30%～50%，较经济的规模为（20～50）万吨/年?炉。 图1 钒钛磁铁矿转底炉炼铁新流程