CN114480882B - 一种将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法，包括以下步骤：S1.提钒：将钒钛磁铁矿进行选矿，得到钒钛磁铁精矿和钛精矿；将钒钛磁铁精矿进行湿法提钒，得到浸取料；S2.熔融还原：将浸取料于熔融还原炉内进行还原熔炼，得到熔分渣；S3.钛渣冶炼：取钛精矿、或熔分渣与钛精矿组合，在钛渣炉中进行还原冶炼，得到钛渣；S4.碱熔：取钛渣、或熔分渣、或钛渣与熔分渣组合，在450～750℃下碱熔处理0.5～2h；S5.水浸；S6.酸浸，得到富钛渣。本发明首先将钒钛磁铁矿经选矿，分离为钒钛磁铁精矿和钛精矿，并将两者分别处理，从而实现钛的高效利用。

Description

一种将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法
技术领域
本发明属于钛白粉制备技术领域，具体涉及了一种将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法。
背景技术
我国拥有丰富的钛资源，但是我国的含钛矿物品位较低，钙镁等杂质含量高，利用率低。目前，我国90％左右的钛资源是以钒钛磁铁矿的形式赋存于攀枝花地区，攀枝花钒钛磁铁矿属于复杂多金属岩矿，其矿物组成和赋存状态复杂，结构致密，难磨难选。钒钛磁铁矿经过选矿，约46％的钛进入尾矿，其余的钛在炼铁过程中进入炉渣，形成大量的含钛炉渣(TiO2含量达25％)，由于含钛炉渣中杂质的含量较高，进一步除杂富集钛的工序比较复杂，含钛炉渣中的钛基本无法回收，含钛炉渣无法得到有效利用会造成大量钛资源的浪费。因此，在铁资源得到充分利用的同时，使钛、钒资源也得到有效利用具有重要战略意义。
目前，我国的含钛炉渣主要分为三大类：含钛高炉渣，电炉钛渣和熔分钛渣。其中，经过炼铁得到的含钛高炉渣中钛含量较低，约为 20～29％，由于其矿物组成和矿相结构复杂，利用难度较大；钛精矿经过电炉熔炼后获得的电炉钛渣含钛量一般在75％以上，是制备钛白粉的主要原料；熔分钛渣是将钒钛磁铁矿经直接还原提铁后，再通过电炉熔分获得的一种含钛炉渣，其钛含量约为10～40％。目前，熔分钛渣的利用方向主要是制备硫酸法钛白，其产品价值低，成本较高，且容易造成环境的二次污染。
为了充分利用钒钛磁铁矿中的钛资源，需要将钛品位较低的高炉渣及熔分钛渣进行再次除杂处理，使钛得到富集，而现有的清洁生产工艺较少，如高炉渣的处理方法主要有：酸浸法、高温碳化法、高温选择性结晶分离法以及碱法工艺。
专利文献CN201711241777.7，公开了一种真空减压碳化还原含钛高炉渣提钛的方法。该文献中的方法需要将含钛高炉渣、焦粉和煤粉混合均匀，造球、烘干获得部分反应物料，还需在真空还原反应装置中，进行真空减压碳化还原冶金反应，然后将反应产物冷却、破碎、球磨、磁选，得到碳化钛精矿产物。该发明方法采用真空减压碳化还原反应对含钛高炉渣进行提钛，钛回收率达55～85％，极大地减少了含钛高炉渣钛资源的浪费，但是该专利方法对设备要求高，反应温度高，成本较大。
为了充分利用钒钛磁铁矿中的钛资源，亟须寻找更加清洁环保的工艺将含钛炉渣中的钛进行有效利用。
发明内容
本发明的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法。
一种将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法，包括以下步骤：
S1.提钒：将钒钛磁铁矿进行选矿，得到钒钛磁铁精矿和钛精矿；将所述钒钛磁铁精矿进行湿法提钒，并固液分离得到浸取料；
S2.熔融还原：将所述浸取料与还原剂混合于熔融还原炉内进行还原熔炼，得到半钢和熔分渣；检测所述熔分渣的钛含量，若所述熔分渣中的钛含量＞35％，则将所述熔分渣与所述钛精矿共同进行步骤 S3，若所述熔分渣中的钛含量≤35％，则将所述熔分渣直接进行步骤 S4；
S3.钛渣冶炼：取所述钛精矿、或所述熔分渣与所述钛精矿组合，与还原剂混合在钛渣炉中进行还原冶炼，得到半钢和钛渣，若得到的所述钛渣品位＜75％，则继续进行步骤S4；
S4.碱熔：取所述钛渣、或所述熔分渣、或所述钛渣与所述熔分渣组合，加入碱金属氢氧化物和水，在450～750℃下碱熔处理0.5～2h；其中碱渣质量比为(0.6～1.3):1，所述水的加入量为所述渣质量的7～15％，得到碱熔渣；
S5.水浸：将所述碱熔渣于20～60℃下水浸处理，得到水浸渣；
S6.酸浸：将所述水浸渣与酸混合，进行酸浸处理，得到富钛渣。
优选的，步骤S1所述的湿法提钒采用粉状钒钛磁铁精矿，在常温下静态浸取，浸取液为0.3～1.5mol/L稀酸，浸取时间为7～30d。
优选的，步骤S2所述还原熔炼原料为粉状钒钛磁铁精矿，所述还原剂为煤粉，另外还添加有辅料，所述辅料为白云石或石灰，所述钒钛磁铁精矿、所述煤粉与所述辅料的质量比为 (10～15):(3～5):(0.3～1.0)，所述还原熔炼反应温度1200～1600℃、反应时间4～13h。
优选的，步骤S3得到的钛渣若品位≥75％，用于硫酸法钛白粉生产原料或熔盐氯化法原料。
优选的，步骤S3所述还原冶炼还原剂为无烟煤、冶金焦和石油焦中的一种或几种，还原温度为1600～2000℃。
优选的，步骤S4所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
优选的，步骤S5先将所述碱溶渣研磨、筛分过150～250目筛，再进行所述水浸处理。
优选的，步骤S5所述水浸处理后，用水洗至中性，过滤得到所述水浸渣。
优选的，步骤S6酸碱采用加压或常压酸浸方法；
所述加压酸浸压力为0.3～0.5MPa，且在搅拌条件下进行，搅拌速度500～800r/min，加压酸浸温度为120～140℃，时间为3～5h；
所述常压酸浸步骤为：在100～110℃条件下回流反应5～10h；
所述浸取酸液为0.6～1.2mol/L的盐酸溶液、或0.6～1.5mol/L的硫酸溶液，液固比为40～70:1，ml/g。
优选的，步骤S6得到的所述富钛渣用于熔盐氯化法钛白粉生产原料。
本发明提供的将钒钛磁铁矿中钛资源充分利用的方法，首先将钒钛磁铁矿经选矿，分离为钒钛磁铁精矿和钛精矿，并将两者分别处理；将铁精矿预先进行还原熔炼，将熔炼得到的渣铁分离，得到低品位含钛熔分渣；再通过检测熔分渣中的钛含量，当熔分渣中钛含量较高时，将其同钛精矿一起在钛渣炉中进行还原熔炼，得到较高品位钛渣；当熔分渣中钛含量较低时，则将其直接进行高温碱熔得到碱熔渣；对得到的较高品位钛渣也检测其中的钛含量，当钛含量较高时，直接用于硫酸法钛白原料或熔盐氯化原料，不再进行后续碱熔、酸浸等处理，当得到的较高品位钛渣较低时，则进行高温碱熔，碱熔渣再经过水浸、水洗、酸浸水解等工序除杂得到TiO2富集产物，可将该TiO2富集产物用于熔盐氯化，从而实现钛的高效利用。
与现有技术相比，本发明的优点包括以下几个方面：
(1)现有技术中除钒工艺一般在制备得到粗四氯化钛后进行，本申请将钒钛磁铁精矿首先进行除钒后，再进行冶炼，可提高冶炼和后续除杂效果，提高富钛料中的钛品位；
(2)本申请利用熔融还原炉(SRV炉)对钒钛磁铁精矿进行熔融还原冶炼，利用HIsmelt熔融还原技术对原料适应性强的优势，可直接使用粉状铁精矿，无需造球，节省成本；另外可不使用焦炭，直接使用煤粉，流程短，有害物质排放少；
(3)本发明可适用的原料范围比较广，尤其适用于成分复杂、钛含量较低的钒钛磁铁矿，例如国内高钙镁钒钛磁铁矿，本发明将 HIsmelt熔融还原技术(SRV炉)、钛渣冶炼技术(钛渣炉)、碱熔技术相结合，可充分发挥各工艺优点，最大程度回收利用钛、铁、钒资源，提高能量利用率，钛的利用率达90％左右，铁的利用率达90％左右，钒的利用率可达60％以上，这是单一的传统工艺无法做到的；
(4)经过SRV炉产生的熔分渣含有部分TiO2(TiO2含量在 10～40％)，由于该熔分渣钛含量变化较大，因此为了高效回收利用熔分渣中的钛，将钛含量进行检测后，根据钛含量的不同分别给予不同的处理方法，具体的，当该熔分渣中的钛含量＞35％时，可将其和钛精矿共同入钛渣炉进行冶炼，有利于提取其中的钛，若能得到高品位钛渣即可直接用于硫酸法或熔盐氯化法钛白，不需进行后续碱熔、酸浸等处理，有效节约了资源，若该熔分渣中的钛含量较低时，进行钛渣冶炼既降低了钛渣品位，又不经济，因此直接进行碱熔除杂即可，使低品位熔分渣中的钛得到有效利用；
(5)本申请将得到的钛渣根据钛品位进行分别处理，若钛渣品位较高，直接用于硫酸法或熔盐氯化法钛白，减少了后续碱熔、酸浸等复杂的降杂处理，若钛渣品位低，则再进行碱熔处理，有效节约资源；
(6)经过碱熔、酸浸工艺得到的产品可用于熔盐氯化，熔盐氯化对原料中杂质含量的要求较低，可以降低对该中间产品钛品位的要求，无需再进行复杂的除杂工序，流程简单，节省成本。
附图说明
图1是本发明提供的将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法的工艺流程图。
具体实施方式
一种将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1.提钒：将钒钛磁铁矿进行选矿，得到钒钛磁铁精矿和钛精矿；将钒钛磁铁精矿进行湿法提钒，并分离得到浸取液和浸取料，浸取液被收集后可用于后续沉钒工艺，浸取料在常温下或加热条件下干燥；
S2.熔融还原：将经过提钒后的钒钛磁铁精矿与还原剂混合于熔融还原炉内进行还原熔炼，得到半钢和熔分渣，半钢可用于炼钢；检测熔分渣的钛含量，若熔分渣中的钛含量＞35％，则将熔分渣与钛精矿共同进行步骤S3，若熔分渣中的钛含量≤35％，则将熔分渣直接进行步骤S4。
S3.钛渣冶炼：取钛精矿、或熔分渣(钛品位＞35％)与钛精矿组合，与还原剂混合，进行还原冶炼，得到半钢和钛渣，半钢可用于炼钢，若得到的钛渣品位高，在75％以上，可直接将其用于硫酸法或熔盐氯化法钛白，若钛渣品位低，小于75％，则继续进行步骤S4；
S4.碱熔：取钛渣(钛含量低于75％)、或熔分渣(钛品位≤35％)、或钛渣与熔分渣组合(钛渣钛含量＜75％、熔分渣钛品位≤35％)，加入碱金属氢氧化物和水，在450～750℃下碱熔处理0.5～2h；其中碱渣质量比为(0.6～1.3):1，水的加入量为渣质量的7～15％，得到碱熔渣；加入的水可使碱金属氢氧化物溶解，与钛渣和/或熔分渣混合更加均匀；碱金属氢氧化物可采用活性较强的氢氧化钠和/或氢氧化钾；
S5.水浸：将碱熔渣于20～60℃下水浸处理，得到水浸渣；
S6.酸浸：将水浸渣与酸混合，进行酸浸处理，得到富钛渣。
本发明首先将钒钛磁铁矿经选矿，分离为钒钛磁铁精矿和钛精矿，并将两者分别处理，钒钛磁铁精矿先经过湿法提钒，然后采用 HIsmelt熔融还原技术(SRV炉)对成分复杂、钛含量较低的钒钛磁铁精矿进行还原熔炼，其对原料适应性强，可不使用焦炭，直接使用煤粉，流程短，有害物质排放少，可直接使用粉状铁精矿，无需造球，节省成本，铁精矿经过SRV炉后产生的熔分渣中含有部分TiO2(TiO2含量在10～40％)；对钛含量高的钛精矿采用钛渣炉还原冶炼的方法，钛渣炉是生产钛渣常用的设备，若能得到高品位钛渣即可直接用于硫酸法或熔盐氯化法钛白；若得到的钛渣品位不高，要使钛得到富集，将其进行碱熔处理进一步使钛得到富集；由于熔分渣中钛含量根据原料成分变化较大，为使熔分渣中的钛得到充分高效利用，本申请首先将熔分渣中的钛含量进行检测，若钛含量＞35％，则将熔分渣与钛精矿共同入钛渣炉中进行冶炼，有利于得到较高的钛渣品位，方便进行进一步富钛处理，特别的当钛渣品位大于等于75％时，可直接用于硫酸法或熔盐氯化法钛白，若得到的钛渣品位≤35％，将其与钛精矿共同冶炼，将严重影响得到的钛渣品位，低品位钛渣无法用作硫酸法或熔盐氯化法钛白原料，因此，将其直接进行碱熔，碱熔后再进行水浸，水浸后得到的水浸渣中钛含量＞40％。水浸渣经过酸浸后，可得到钛含量为75％以上的富钛渣。
碱金属氧化物以氢氧化钠为例，NaOH的熔点为318℃，当反应温度为350℃以上时，碱熔过程可以看作为熔融态NaOH的与钛渣或熔分渣之间的一个液固反应。NaOH作为一种离子化的高温溶剂，具有较低的蒸汽压和粘度，从而对钛渣或熔分渣有很好的溶解能力，可以有效地将钛渣或熔分渣中的各个物相转化为其相应的钠盐。在冶炼的过程中，由于添加了还原剂，部分四价钛被还原为三价，并在高温条件下烧结成黑钛石的物相，分子式为Ti3O5。钛渣或熔分渣主要组成为TiO2、Ti2O3、FeO、Fe2O3、A12O3、SiO2、MgO、CaO和MnO 等，其中Fe2O3、MgO、CaO等不与氢氧化钠熔盐发生化学反应，在熔盐分解过程中呈惰性。因此，钛渣或熔分渣在氢氧化钠熔盐分解过程所涉及的反应体系为：NaOH-TiO2，NaOH-Ti2O3，NaOH-(Fe,Mn)O，NaOH-A12O3，NaOH-SiO2等，分别与氢氧化钠熔盐反应生成相应的钠盐。其具体反应方程式如下所示：
2Ti3O5+12NaOH+O2→6Na2TiO3+6H2O (1)
2MnO2+4NaOH+O2→2Na2MnO4+2H2O (2)
Al2O3+2NaOH→2NaAlO2+H2O (3)
SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O (4)
2Cr2O3+8NaOH+3O2→4Na2CrO4+4H2O (5)
碱熔过程中产生的碱溶渣经过水浸，可使NaAlO2和Na2SiO3等可溶性钠盐溶于水中，然后可经过多次水洗，使不溶于水的钛酸钠盐与可溶于水的NaAlO2和Na2SiO3分离，得到含有钛酸钠盐的水浸渣，然后进行酸解。
在酸浸过程中，大部分钛酸钠盐可以被酸溶解，溶解的钛离子则以配位八面体的形式存在于酸液中。在煮沸过程中，这些配位八面体再次重结晶形成TiO2·H2O，同时，也会有少部分的钛酸钠盐直接以离子交换的形式形成偏钛酸，在干燥和锻烧过程中进而形成TiO2。
Na2TiO3+4H+→Ti(OH)2 2++2Na++H2O (6)
Na2TiO3+2H+→H2TiO3+2Na+ (8)
H2TiO3→TiO2+H2O (9)
优选的，步骤S1的湿法提钒采用粉状钒钛磁铁精矿，在常温下静态浸取，浸取液为0.3～1.5mol/L稀酸，浸取时间为7～30d；具体的，稀酸可采用0.3～1mol/L盐酸溶液、0.5～1.5mol/L硫酸溶液。
优选的，步骤S2还原熔炼原料为粉状钒钛磁铁精矿，还原剂为煤粉，不需使用焦炭，节约成本，另外还添加有辅料，辅料为白云石或石灰，钒钛磁铁精矿、煤粉与辅料的质量比为 (10～15):(3～5):(0.3～1.0)，还原熔炼反应温度1200～1600℃、反应时间 4～13h。
优选的，步骤S3还原冶炼还原剂为无烟煤、冶金焦和石油焦中的一种或几种，还原温度为1600～2000℃；无烟煤、冶金焦和石油焦等均采用高固定碳(固定碳>70％)的规格。
优选的，步骤S5先将碱溶渣研磨、筛分过150～250目筛，再进行水浸处理，以提高水浸效率。
优选的，步骤S5水浸处理后，用水洗至中性，过滤得到水浸渣，经过水洗减少pH对酸浸的影响。
优选的，步骤S6采用加压或常压酸浸方法；
加压酸浸压力为0.3～0.5MPa，且在搅拌条件下进行，搅拌速度 500～800r/min，加压酸浸温度为120～140℃，时间为3～5h；
常压酸浸步骤为：在100～110℃条件下回流反应5～10h；
浸取液为0.6～1.2mol/L的盐酸溶液、或0.6～1.5mol/L的硫酸溶液，液固比为40～70:1，ml/g。
优选的，步骤S6得到的富钛渣用于熔盐氯化法钛白粉生产原料，熔盐氯化对原料中杂质含量的要求较低，可以降低对该中间产品钛品位的要求，无需再进行复杂的除杂工序，流程简单，节省成本。
实施例1
利用本发明将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法，得到富钛料产品的具体制备步骤如下：
S1.提钒：将钒钛磁铁矿(TiO2：13.4％)进行选矿，得到钒钛磁铁精矿(TiO2：10.5％)和钛精矿(TiO2：45.3％)；铁精矿进行湿法提钒，浸取液为0.4mol/L盐酸溶液(液固比3:1)，浸取时间为15天，钒的浸取率为59％，含钒浸取液被收集后用于后续沉钒工艺，浸后物料在常温下干燥；
S2.熔融还原：将经过提钒后的铁精矿与还原剂混合于熔融还原炉内进行还原熔炼，原料为粉状铁精矿(目数-200目占比70～80％)，还原剂为煤粉，辅料为石灰；铁精矿、煤粉与辅料的质量比为11:3:0.4，反应温度1400℃、反应时间10h，得到半钢和熔分渣(34.5％)，半钢用于炼钢；该熔分渣中的钛含量低于35％，因此，将其直接进行碱熔；
S3.钛渣冶炼：取钛精矿以及还原剂混合，进行还原冶炼，还原剂为无烟煤，还原温度为2000℃，得到半钢和钛渣，半钢用于炼钢，钛渣TiO2品位为62％；
S4.碱熔：取S2破碎后的熔分渣与S3破碎后的钛渣进行混合，熔分渣与钛渣质量比为3:2，向混合物中加入氢氧化钠和水，在510℃下碱熔处理1h，其中碱渣质量比为0.7:1，水的加入量为渣质量的 10％，经过碱熔得到碱熔渣；
S5.水浸：将S4碱溶渣研磨、筛分过200目筛，再将筛下碱熔渣于45℃下水浸处理4h(液固比5:1)，并水洗至中性，过滤烘干后得到水浸渣(TiO2：42.6％)；
S6.酸浸：将水浸渣与稀酸混合，在加压反应釜内进行酸浸反应 5h，压力为0.35MPa，酸浸温度130℃，时间为3.5h，搅拌速度600 r/min，稀酸为0.9mol/L的盐酸溶液，液固比为45:1，ml/g，最终得到富钛渣(TiO2：85.9％)，并可将其用于熔盐氯化法。
实施例2
利用本发明中的方法将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法，得到富钛料产品的具体制备步骤如下：
S1.提钒：将钒钛磁铁矿(TiO2：13.4％)进行选矿，得到钒钛磁铁精矿(TiO2：10.5％)和钛精矿(TiO2：45.3％)；铁精矿进行湿法提钒，浸取液为0.5mol/L盐酸溶液，浸取时间为12天，钒的浸取率为65％，含钒浸取液被收集后用于后续沉钒工艺，浸后物料在常温下干燥；
S2.熔融还原：将经过提钒后的铁精矿与还原剂混合于熔融还原炉内进行还原熔炼，原料为粉状铁精矿，还原剂为煤粉，辅料为白云石，铁精矿、煤粉与辅料的质量比为13:4:0.6，反应温度1400℃、反应时间8h，得到半钢和熔分渣(38.6％)，半钢用于炼钢；该熔分渣中的钛含量大于35％，因此，将其送入钛渣炉进行钛渣冶炼；
S3.钛渣冶炼：取部分熔分渣、钛精矿以及还原剂混合，进行还原冶炼，还原剂为无烟煤，还原温度为1800℃。得到半钢和钛渣，半钢用于炼钢，钛渣TiO2品位为58％；
S4.碱熔：取S3破碎后的钛渣加入氢氧化钠和水，在550℃下碱熔处理1.5h；其中碱渣质量比为1:1，水的加入量为渣质量的12％，经过碱熔得到碱熔渣；
S5.水浸：将S4碱溶渣研磨、筛分过180目筛，再将筛下碱熔渣于50℃下水浸处理3.5h，并水洗至中性，过滤烘干后得到水浸渣 (TiO2：55.02％)；
S6.酸浸：将水浸渣与稀酸混合，在回流装置中反应10h，稀酸为 1.0mol/L的盐酸溶液，液固比为50:1，ml/g，最终得到富钛渣(TiO2： 82.3％)，并可将其用于熔盐氯化法。
实施例3
利用本发明中的方法将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法，得到富钛料产品的具体制备步骤如下：
S1.提钒：将钒钛磁铁矿(TiO2：13.6％)进行选矿，得到钒钛磁铁精矿(TiO2：9.8％)和钛精矿(TiO2：45.9％)；铁精矿进行湿法提钒，浸取液为1.1mol/L硫酸溶液，浸取时间为12天，钒的浸取率为70％，含钒浸取液被收集后用于后续沉钒工艺，浸后物料在常温下干燥；
S2.熔融还原：将经过提钒后的铁精矿与还原剂混合于熔融还原炉内进行还原熔炼，原料为粉状铁精矿，还原剂为煤粉，辅料为白云石，铁精矿、煤粉与辅料的质量比为13:4:0.5，反应温度1400℃、反应时间9h，得到半钢和熔分渣(32.9％)，半钢用于炼钢；该熔分渣中的钛含量低于35％，因此，将其直接进行碱熔；
S3.钛渣冶炼：取钛精矿以及还原剂混合，进行还原冶炼，还原剂为无烟煤，还原温度为1800℃。得到半钢和钛渣，半钢用于炼钢，得到TiO2品位为76％含钛渣，该钛渣可直接用于硫酸法钛白；
S4.碱熔：取步骤S2破碎的熔分渣，加入氢氧化钠和水，在600℃下碱熔处理2h；其中碱渣质量比为1.2:1，水的加入量为渣质量的 13％，经过碱熔得到碱熔渣；
S5.水浸：将S4碱溶渣研磨、筛分过200目筛，再将筛下碱熔渣于55℃下水浸处理4h，并水洗至中性，过滤烘干后得到水浸渣 (TiO2：40.7％)；
S6.酸浸：将水浸渣与稀酸混合，在加压反应釜内进行酸浸反应 6h，压力为0.4MPa，搅拌速度600r/min，稀酸为0.95mol/L的盐酸溶液，液固比为48：1，ml/g，最终得到富钛渣(TiO2：87.8％)，并可将其用于熔盐氯化法。
实施例4
利用本发明中的方法将将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法，得到富钛料产品的具体制备步骤如下：
S1.提钒：(TiO2：13.6％)进行选矿，得到钒钛磁铁精矿(TiO2：9.8％) 和钛精矿(TiO2：45.9％)；铁精矿进行湿法提钒，浸取液为1.0mol/L硫酸溶液，浸取时间为15天，钒的浸取率为67％，含钒浸取液被收集后用于后续沉钒工艺，浸后物料在常温下干燥；
S2.熔融还原：将经过提钒后的铁精矿与还原剂混合于熔融还原炉内进行还原熔炼，原料为粉状铁精矿，还原剂为煤粉，辅料为石灰, 铁精矿、煤粉与辅料的质量比为12:3:0.5，反应温度1200℃、反应时间11h。得到半钢和熔分渣(25.5％)，半钢用于炼钢；S3.钛渣冶炼：取钛精矿以及还原剂混合，进行还原冶炼，还原剂为无烟煤，还原温度为1600℃。得到半钢和钛渣，半钢用于炼钢，钛渣TiO2品位为 68.6％。
S4.碱熔：取S2破碎后的熔分渣与S3破碎后的钛渣进行混合，熔分渣与钛渣质量比为3:7，向混合物中加入氢氧化钠和水，在580℃下碱熔处理2h；其中碱渣质量比为1.2:1，所述水的加入量为所述渣质量的12％，经过碱熔得到碱熔渣；
S5.水浸：将S4碱溶渣研磨、筛分过200目筛，再将筛下碱熔渣于50℃下水浸处理4h，并水洗至中性，过滤烘干后得到水浸渣 (TiO2：64.5％)；
S6.酸浸：将所述水浸渣与稀酸混合，在加压反应釜内进行酸浸反应5h，压力为0.35MPa，搅拌速度500r/min，稀酸为1.2mol/L的硫酸溶液，液固比为60:1，ml/g，最终得到富钛渣(TiO2：79.6％)，并可将其用于熔盐氯化法。
为了与目前高炉渣常规的回收钛的方法做对比，选取实施例1-4 中S2中的熔分渣进行酸浸实验，酸浸条件为加压或常压酸浸，与每个实施例S6中的酸浸条件一致，通过直接酸浸后得到的固体渣的 TiO2含量分别为51.9％、40.6％、65.2％、53.3％，实施例1-4得到的富钛渣TiO2含量分别为85.9％、82.3％、87.8％、79.6％。采用直接酸浸法尚不能有效回收高炉渣或者熔分渣中的钛，而采用本发明中的方法可以有效回收高炉渣及熔分渣中的钛，且钛的回收利用率达到 90％。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.提钒：将钒钛磁铁矿进行选矿，得到钒钛磁铁精矿和钛精矿；将所述钒钛磁铁精矿进行湿法提钒，并固液分离得到浸取料；步骤S1所述的湿法提钒采用粉状钒钛磁铁精矿，在常温下静态浸取，浸取液为0.3～1.5mol/L稀酸，浸取时间为7～30d；
S2.熔融还原：将所述浸取料与还原剂混合于熔融还原炉内进行还原熔炼，得到半钢和熔分渣；检测所述熔分渣的钛含量，若所述熔分渣中的钛含量＞35％，则将所述熔分渣与所述钛精矿共同进行步骤S3，若所述熔分渣中的钛含量≤35％，则将所述熔分渣直接进行步骤S4；
S3.钛渣冶炼：取所述钛精矿、或所述熔分渣与所述钛精矿组合，与还原剂混合在钛渣炉中进行还原冶炼，得到半钢和钛渣，若得到的所述钛渣品位＜75％，则继续进行步骤S4；若品位≥75％，用于硫酸法钛白粉生产原料或熔盐氯化法原料；
S4.碱熔：取所述钛渣、或所述熔分渣、或所述钛渣与所述熔分渣组合，加入碱金属氢氧化物和水，在450～750℃下碱熔处理0.5～2h；其中碱渣质量比为(0.6～1.3):1，所述水的加入量为所述渣质量的7～15％，得到碱熔渣；
S5.水浸：将所述碱熔渣于20～60℃下水浸处理，得到水浸渣；
S6.酸浸：将所述水浸渣与酸混合，进行酸浸处理，得到富钛渣。
2.如权利要求1所述的将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法，其特征在于，
步骤S2所述还原熔炼原料为粉状钒钛磁铁精矿，所述还原剂为煤粉，另外还添加有辅料，所述辅料为白云石或石灰，所述钒钛磁铁精矿、所述煤粉与所述辅料的质量比为(10～15):(3～5):(0.3～1.0)，所述还原熔炼反应温度1200～1600℃、反应时间4～13h。
3.如权利要求1所述的将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法，其特征在于，
步骤S3所述还原冶炼还原剂为无烟煤、冶金焦和石油焦中的一种或几种，还原温度为1600～2000℃。
4.如权利要求1所述的将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法，其特征在于，
步骤S4所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
5.如权利要求1所述的将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法，其特征在于，
步骤S5先将所述碱溶渣研磨、筛分过150～250目筛，再进行所述水浸处理。
6.如权利要求1所述的将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法，其特征在于，
步骤S5所述水浸处理后，用水洗至中性，过滤得到所述水浸渣。
7.如权利要求1所述的将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法，其特征在于，
步骤S6酸浸采用加压或常压酸浸方法；
所述加压酸浸压力为0.3～0.5MPa，且在搅拌条件下进行，搅拌速度500～800r/min，加压酸浸温度为120～140℃，时间为3～5h；
所述常压酸浸步骤为：在100～110℃条件下回流反应5～10h；
所述浸取酸液为0.6～1.2mol/L的盐酸溶液、或0.6～1.5mol/L的硫酸溶液，液固比为40～70:1，ml/g。
8.如权利要求1所述的将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法，其特征在于，
步骤S6得到的所述富钛渣用于熔盐氯化法钛白粉生产原料。
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