复合矿的综合利用.ppt

冶金资源综合利用;三、复合矿的综合利用; 中国复合矿存在贫、细、散、杂四大特点。 1）贫，贫矿资源多、品位普遍低。 2）细，矿物晶体颗粒嵌布细。 3）散，有用矿物在矿石中分散稀疏，分离富集困难。 4）杂，矿物结构复杂、组成复杂。;3.1.3我国含铁复合矿资源类型;3.1.4我国典型的含铁复合矿;3.1.4.1 攀枝花钒钛磁铁矿;3.1.4.2 包头白云鄂博矿;3.2 复合矿的综合利用;3.2.2 包头白云鄂博矿的综合利用;（2）第二流程;（3）第三流程 充分利用现有 成套设备，又能 综合回收利用铁、 稀土、铌。 ;2）包头白云鄂博矿的提取冶金 （1）包头矿高炉冶炼的特征（提铁） (I)氟的影响 (II)碱金属的影响 (III)稀土元素的影响 包钢高炉采用了一系列措施 I)从炉腹以下采用全碳砖砌炉，从而减少了氟对炉衬的侵蚀。 (II)采用高氢化镁烧结矿，增加炉渣的排碱能力，减少碱金属在高炉内的循环。 (III)采用合理的操作制度，避免高炉结瘤。;（2）铌的提取 传统的提铌工艺：(I)富选精矿；(II)铌、钽分离制取化合物或金属（主要是由于铌和钽性质相似，在自然界铌和钽一般是共生的）；(III)精炼提纯。 铌的提取工艺：五氧化二铌碳化转化为碳化铌，然后在真空中用氢还原成铌。 ;包头铌资源的提取工艺方案（选冶结合） (1)选矿方面：采用铁、稀土、铌的综合选矿方案 (2)火法提铌工艺方面。 包钢火法生产铌铁的流程 (I)小高炉冶炼。 (II)小转炉氧化。 (III)电炉还原。 ;在火法提铌的工艺中需要注意的几个问题 (I)铌在小高炉热还原过程中的行为规律 Nb2O5→NbO2→NbO→Nb (II)高炉冶炼原料中，铁和铌含量必须匹配 (III)降低铁水含硅是提高产品铌品位的有效措施 (IV)利用小高炉可以炼出双产品 富稀土渣——稀土含量为15%~17% 富铌铁水——Nb含量为0.4%~0.9% ;（3）稀土的提取 稀土的提取工艺是根据矿种确定的，主要有5种生产工艺：(a)烧碱法； (b)硫酸强化焙烧法；(c)硫酸低温焙烧法；(d)纯碱焙烧法；(e)高温氯化焙烧法。其中烧碱法已投入工业生产。 在火法冶炼稀土合金方面，主要是利用富稀土渣，制取稀土合金。利用低品位的稀土精矿生产稀土硅铁合金是包头矿综合利用的一个重要途经。 第一阶段是制取稀土精矿渣。 第二阶段是制取稀土硅铁合金。 ;第一阶段：电炉中脱铁除磷制备稀土精矿渣， 冶炼特点为： (I)焦炭作还原剂，将铁、磷、锰等还原，而稀土则以氧化物的形式滞留在渣中。 (II)硅铁还原TiO2。 (III)冶炼过程加入石灰有利于脱锰。 (IV)加入生铁或废钢有利于磷的还原。 (V)经过电炉的一系列还原反应，Fe、Ti、Mn、P含量大幅度下降 ，稀土元素含量略有上升。 ;第二阶段，硅热还原制备稀土硅铁合金 硅热还原制取稀土硅铁合金是个熔融还原过程 硅铁还原稀土氧化物的热力学条件 (I)增大渣中稀土氧化物活度 (II)增大合金中硅的活度 (III)减小渣中二氧化硅的活度 IV)降低合金中稀土的活度 ;3.2.3攀枝花钒钛磁铁矿的综合利用工艺; 根据提钒工艺的不同，钒铁磁铁矿综合利用工艺可分为直接法、间接法和钢渣法三种。 1、直接法是直接从钒铁精矿中直接提钒。 2、间接法是炼钢之前将铁水中的钒氧化进入钒渣。 3、钢渣法是利用含钒铁水在炼钢过程中，将钒氧化进入钢渣，从而从钢渣中提钒。 ;3.2.3.1钒钛磁铁精矿的烧结 1、钒钛磁铁精矿的特点： (1)攀枝花钒钛磁铁矿品位比较低； (2)粒度比较粗； (3)TiO2高（14%左右）、SiO2低（4~5%）。 2、钒钛磁铁矿的烧结特点： 1）烧结配碳量比较低。 2）烧结配水量比较低。 ;3.2.3.2钒钛磁铁矿高炉冶炼的特点 1）矿石中的钒将大部分被还原进入生铁（钒基本都被还原）； 2）无论是冶炼低钛渣，还是冶炼高钛渣，都有可能发生钛的过还原。 3）渣铁不分，使铁和钒的回收率降低。 4）脱硫能力比较低。 5）泡沫渣现象。 6）渣铁沟清理困难。 7）渣中带铁。 8）铁水粘罐比较严重。;3.2.3.3钛渣变粘机理及消稠措施 钛渣变粘的原因目前还有争论，主要有两种观点：一种观点认为TiO2的中间还原产物（Ti2O3和TiO）对变粘起主导作用；另一种观点认为还原最终产物（固体TiC、TiN或Ti(C、N)）对变粘起决定作用。但无论是哪种观点都认为与TiO2的还原过程有关 。; 3.2.3.3钛渣变粘机理及消稠措施 TiO2的过还原 (1)TiO2还原过程中可能生成Ti2O