钒钛磁铁矿流态化直接还原-熔分技术研发(2013-)

　　钒钛磁铁矿在全世界分布广、储量大，预计全世界储量超过500亿吨。钒钛磁铁矿中钒和钛具有很高的附加值，但由于铁、钒、钛在矿物中紧密共生，不仅选矿富集困难，冶炼提取也十分困难。俄罗斯下塔吉尔工厂和邱索夫工厂以及我国的攀钢和承钢都采取高炉冶炼工艺实现了铁和钒的大规模利用，新西兰博思格钢铁公司和南非海威尔德钢钒公司采用回转窑直接还原-电炉熔分工艺也实现了铁和钒利用的产业化。目前还没有一种工艺能够同时利用钒钛磁铁矿中的铁、钒、钛三种元素，铁钒钛综合利用也因此一直是钒钛磁铁矿利用所追求的目标和国际产业及学术界研发的热点。我国曾于上世纪七八十年代，由方毅副总理领导组织了对攀枝花钒钛磁铁矿综合利用的联合攻关，虽取得了很大的进展，但受限于当时的经济技术水平，未能发展出铁、钒、钛同时利用工业化技术。

　　针对此铁、钒和钛综合利用难题，过去几年，研发团队重点开展了：流态化直接还原、熔分、熔分渣富集提钛、钒钛高值化产品工程等研究。初步探明了钒钛磁铁矿流态化还原过程失流规律，发展了防止失流的方法；开展了直接还原铁熔分规律研究，初步明晰了铁、钒、钛熔分过程在铁水和渣中的分配规律；开展了熔分钛渣熔析结晶-选矿提质研究，获得了熔析结晶过程物相形成及长大的规律性认识，成功地将二氧化钛品位从熔分渣的50%提高74%，钛回收率30%；开展钒钛产品高值化研究，获得了高纯钒钛产品。与北京中凯宏德科技有限公司合作进行产业化技术研发，双方共建了联合研发中心（图1），由企业投资2000多万元，建成了千吨钒钛磁铁矿直接还原-电炉熔分全流程中试试验线，该试验线主要由一个鼓泡流化床和两个循环流化床相互串联组成的直接还原（图2）和千吨级熔分电炉（图3）组成。该项目自2013年7月开始工艺设计，2014年3月开始在廊坊园区开工建设，2014年8月完成安装，截至12月10日该平台已成功实现了7天连续、稳定热态运行，期间共处理原矿近30吨，目前正在进行进一步直接还原与熔分试验。

　　该工艺线所获得工艺及操作参数将为即将开始设计的60万吨/年示范线提供必要数据。

图1.与企业合建的联合研究中心（过程所廊坊分部）

图2.千吨级流态化直接还原中试装置

图3.熔分电炉

图4.熔分得到的铁水和钛渣