A novel process for the recovery of iron,titanium,and vanadium from vanadium-bearing titanomagnetite:sodium modification–direct reduction coupled process

A sodium modification–direct reduction coupled process was proposed for the simultaneous extraction of V and Fe from vanadium- bearing titanomagnetite. The sodium oxidation of vanadium oxides to water-soluble sodium vanadate and the transformation of iron oxides to metallic iron were accomplished in a single-step high-temperature process. The increase in roasting temperature favors the reduction of iron oxides but disfavors the oxidation of vanadium oxides. The recoveries of vanadium, iron, and titanium reached 84.52%, 89.37%, and 95.59%, respectively. Moreover, the acid decomposition efficiency of titanium slag reached 96.45%. Compared with traditional processes, the novel process provides several advantages, including a shorter flow, a lower energy consumption, and a higher utilization efficiency of vanadium-bearing titanomagnetite resources. © 2017, University of Science and Technology Beijing and Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Sintering behaviors and consolidation mechanism of high-chromium vanadium and titanium magnetite fines

To achieve high efficiency utilization of high-chromium vanadium-titanium magnetite （V-Ti-Cr） fines, an investigation of V Ti42r fines was conducted using a sinter pot. The chemical composition, particle parameters, and granulation of V-Ti-Cr mixtures were analyzed, and the effects of sintering parameters on the sintering behaviors were investigated. The results indicated that the optimum quicklime dosage, mixture moisture, wetting time, and granulation time for V-Ti-Cr fines are 5wt%, 7.5wt%, 10 min, and 5-8 min, respectively. Meanwhile, the vertical sintering speed, yield, tumbler strength, and productivity gains were shown to be 21.28 mm/min, 60.50wt% , 58.26wt%, and 1.36 t·m^-2·h^-1, respectively. Furthermore, the consolidation mechanism of V-Ti-Cr fines was clarified, revealing that the consolidation of a V-Ti-Cr sinter requires an approximately 14vo1% calcium ferrite liquid-state, an approximately 15vo1% silicate liq- uid-state, a solid-state reaction, and the recrystallization of magnetite. Compared to an ordinary sinter, calcium ferrite content in a V-Ti-Cr sinter is lower, while the perovskite content is higher, possibly resulting in unsatisfactory sinter outcomes.

钒钛铁尾矿制备绿色建筑材料的研究进展

钒钛磁铁矿是以铁、钒、钛为主的多金属元素共生的复合矿,在世界分布不均衡。中国是该矿石的主要产出国之一,该矿石分布在五个主要矿带。钒钛铁尾矿是钒钛磁铁矿选矿过程中产生的固体工业废弃物,是一种多金属伴生的铁尾矿。该尾矿在中国的堆存量巨大,富含很多有用化学组分,也被称为人工矿床。该尾矿以硅酸盐为主,主要化学成分是二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙和氧化铁等,主要矿物是脉石矿物。国内外学者对其在绿色建筑材料综合利用方面做了很多有益探索,但总体来看,这些研究更多停留在实验室里。主要原因是(1)不同尾矿库甚至同一尾矿库的钒钛铁尾矿理化性能可能有较大差异,尾矿原料的稳定性不足;(2)受尾矿原料不稳定的理化性能影响,中试结果经常出现较大差异,难以实现规模化利用;(3)钒钛铁尾矿库大多地处偏僻,运输成本高,且缺乏高附加值的尾矿产品,规模以上企业因投入大产出小望而生畏。本文综述了钒钛铁尾矿在中国的地域分布和堆存量,重点研究了其化学组成、矿物组成、粒度分布和重金属浸出,分析了其作为主要原料在绿色建筑材料方面的研究进展,指出了存在问题并展望了发展前景。

基于响应面法的钒钛铁尾矿基地聚物配比优化

为促进钒钛铁尾矿高质量、规模化地有效利用,以钒钛铁尾矿为主要原料制备地聚物胶凝材料,采用响应面法Central Composite Design设计,研究n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3))、Na_(2)CO_(3)掺量和液固比对地聚物抗压强度的影响并揭示强度形成机理,通过构建回归模型探究各因素对抗压强度的影响程度,以获得性能最佳配比。结果表明,n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3))对地聚物抗压强度影响最大,液固比影响最小,且三者之间存在一定交互作用。钒钛铁尾矿与偏高岭土在碳酸钠激发作用下发生了聚合反应与水化反应,生成N—A—S—H凝胶与C—S—H凝胶等,同时钒钛铁尾矿的微集料效应对地聚物抗压强度也有一定贡献,故地聚物强度形成主要来自胶凝体与集料间紧密交织组成的致密结构。当n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3))=2.7,Na_(2)CO_(3)掺量55%,液固比0.25m L/g时,地聚物抗压强度预测值为51.769MPa,试验值为50.320MPa,相对误差在合理范围内,证实了响应面法能有效优化配比并具有较好的预测能力。

ICP-OES法测定磷铁中硅、锰、钛、钒、铬元素

针对目前电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定磷铁样品杂质元素含量存在的样品溶解问题,本文采用氢氧化钠+碳酸钠对被检测磷铁进行一次熔样,然后使用电感耦合等离子体发射光谱仪对样品中的硅、锰、钛、钒、铬进行测定。测定结果表明,本文测定各元素检出限为0.0016%~0.0080%,测定下限为0.0064%~0.032%,结果与标准样品各元素含量相对误差RE均小于5%,加标回收率为95.1%~102.4%,相对标准偏差小于5%,且三个实际样品RSD均小于5%,故表明此方法精密度及准确度良好,能够满足检测要求。该方法克服了磷铁样品难溶解的特点,并在短时间内获得理想检测结果,而且测定结果具有很高稳定性、精密度和准确度。本试验方法具有可重复性,流程短、成本低,适用于大批量样品的快速分析,可成为检测磷铁产品的一种更简单、快速、经济的重要手段。

火花源原子发射光谱法测定钒钛生铁中微量元素的研究

为了及时、准确地测定钒钛生铁中微量元素的含量,采用火花源原子发射光谱法,分析钒钛生铁中的Si、Mn、P、S、V、Ti、Ni和Cr等微量元素。通过优化分析仪器条件,进行仪器的精密度、正确性实验,实现了直读光谱仪快速检测钒钛生铁中的微量元素。

攀西某钒钛磁铁矿石铁品位对铁精矿品质的影响研究

为提高攀枝花矿区不同品质矿石资源开发的科学性,对现场4种不同品位梯度的有代表性矿样进行了原矿铁品位与铁精矿品质关系研究。结果表明:①原矿铁品位降低,钛磁铁矿、钛铁矿的嵌布粒度均变细;②Fe品位较高的原矿,TiO_(2)和V_(2)O_(5)品位也较高,有害成分S含量也较高、但P含量较低,其他杂质CaO、MgO、Al_(2)O_(3)、SiO_(2)含量总体呈下降趋势;③Fe品位较高的原矿,钛磁铁矿中铁含量及分布率均较高,即钒钛磁铁矿品位较高,铁精矿理论回收率也较高;④Fe品位较高的原矿,钛磁铁矿、钛铁矿和硫化矿含量均较高,钛铁矿与钛磁铁矿含量之比下降;⑤原矿Fe品位越低,矿石越易磨;⑥TFe品位较高的原矿,铁精矿产率也较高,精矿TiO_(2)品位、S含量也较高,表明原矿品位较低的矿石所生产的铁精矿,其品质更有利于后续冶炼。

承德钒钛2500m^(3)高炉年修放残铁实践

承德钒钛新材料有限公司炼铁事业部A号2500 m^(3)高炉,因长期运行导致铁口区域及炉缸遭受严重侵蚀,不仅影响了高炉的生产效能,也对生产安全构成了潜在威胁。针对此情况,承德钒钛对该高炉实施了年修计划。经过精密理论计算与实践验证,创新性地研发出1套专为大型高炉设计的残余渣铁排放方案,并配套了专用的渣铁沟系统。在确保安全的前提下,通过在炉缸部位精准开口,短时高效释放并清除高炉内部累积的残余渣铁。该方案与系统的成功应用,有效克服了高炉停炉检修期间时间紧迫、残铁口施工空间局促、施工区域障碍物众多以及残铁口精确定位困难等难题,不仅提高了残余渣铁的排放效率,还显著缩短了高炉大修的整体工期,为公司资金控制与成本控制探索出了一条新的路径。

首钢水钢含钒钛铁水KR脱硫预处理实践

KR铁水脱硫工艺由于其优秀的搅拌脱硫效果使其得到不断地推广应用.首钢水钢建立两座KR脱硫站进行含钒钛铁水脱硫预处理,铁水脱硫站设备设计处理产能为316.8万t/年.为了探索高效脱硫的工艺过程,制定低成本运行工艺制度.在分析KR脱硫过程机理的基础上,结合对钒钛铁水性质、脱硫剂粒度及成分、搅拌转速、搅拌时间等分析影响脱硫的主要因素,有针对性地提出设计方案和控制措施,为低成本KR脱硫生产提供指导和借鉴.

中国磁性铁矿石全铁品位和磁性铁品位关系及其意义

中国铁矿以可磁选的低品位磁性铁矿石为主,但是圈定铁矿体多以全铁品位为依据。文章整理了矿产资源储量数据库中磁性铁矿石的全铁品位及其对应磁性铁品位数据,筛选出493组数据,建立了沉积变质型、岩浆型、火山岩型、矽卡岩-热液型铁矿床磁性铁矿石的全铁(TFe)品位与磁性铁(mFe)品位关系式,全部493组数据为mFe(%)=0.9077TFe(%)-3.1442,沉积变质型铁矿为mFe(%)=0.8605TFe(%)-1.8275,火山岩型铁矿为mFe(%)=0.6669TFe(%)+2.6842,矽卡岩-热液型铁矿为mFe(%)=0.9320TFe(%)-3.2442,岩浆型铁矿为mFe(%)=0.8799TFe(%)-3.0174。假定铁矿石的全铁品位为20%和25%时,根据这些关系式估算的磁性铁品位与地质行业规范的边界品位(w(TFe)≥20%,w(mFe)≥15%)和最低工业品位(w(TFe)≥25%,w(mFe)≥20%)十分一致。磁性铁品位的估算,对评价铁矿资源的可利用性、进行国际对比和研究保障程度具有重要参考价值。

钒钛磁铁矿熔分碱度对炉渣冶金性能的影响研究

以南非钒钛磁铁矿炉渣为研究对象,通过直接还原-熔分实验并结合XRD分析结果,研究了不同碱度下钒钛磁铁矿炉渣冶金性能及渣铁分离效果的影响,同时探究了碱度对炉渣熔化特性和黏度的影响规律。结果表明,熔分温度1 450℃、配碳量5%时,随着碱度提高,炉渣所对应的软化温度、半球温度与流动温度逐渐升高;炉渣碱度0.9~1.2时,炉渣熔化温度增长率较快,炉渣黏度实测值和计算值均呈先下降后上升的趋势;碱度从0.9上升到1.4的过程中,炉渣中辉石和黄长石的衍射峰强度先增强后减弱,钙钛矿和钙铝尖晶石相对含量呈先下降后逐渐上升的趋势。炉渣碱度1.2时,黏度为0.130 Pa·s,炉渣性能较好。

攀西某钒钛铁精矿矿物特性及提质

这是一篇矿物加工工程领域的论文。利用筛析、偏光显微镜、X射线衍射仪、Zeiss Sigma 500扫描电子显微镜+Bruker能谱仪+AMICS自动矿物分析系统对攀西某钒钛铁精矿样品进行了矿物特性研究。样品主要脉石矿物为磁黄铁矿、粒状钛铁矿及辉石、长石等,粗细粒级TFe、S、SiO_(2)、Al_2O_(3)和MgO及脉石矿物含量有较大差异,Fe少量以钛铁矿、磁黄铁矿及非金属矿物存在,Ti主要以钛磁铁矿形式存在,钛铁矿及镁铝尖晶石以格片状、细脉状、细条带状、网格状及针状镶嵌于钛磁铁矿中,且客晶矿物粒度很细,磨矿解离、选别分离及产品后处理难度较大,物理选矿方法降低其TiO_(2)较难。采用磨矿磁选工艺可使钒钛铁精矿TFe品位提高2~3个百分点,提质本质为降低精矿中SiO_(2)、Al_2O_(3)、MgO,降幅SiO_(2)>MgO>Al_2O_(3),提质过程精矿TiO_(2)含量虽变化不大,但可使Fe/TiO_(2)由4.29提高至4.50左右,该过程Fe及V金属有一定损失,S具一定的脱除效果。

攀西某钒钛铁精矿提质技术研究

对攀西某钒钛铁精矿进行了提质技术研究。采用脱磁、0.074 mm预先筛分分级、粗粒级再磨(磨矿细度-0.074 mm粒级占92.85%)-磁选、细粒级直接磁选的分磨分选工艺,可使提质后铁精矿TFe品位提高3.19个百分点、SiO2+Al2O3+MgO含量降低3.91个百分点。

超贫钒钛磁铁矿选矿试验研究

通过分析某超贫钒钛磁铁矿矿石性质和相应的实验室试验,确定合理的选别工艺,得出较理想的指标。选铁设计中进行了半自磨、高压辊磨和常规破碎筛分三种流程方案的比较。试验结果表明,采用半自磨流程方案具有流程短、流程结构简单、生产环节少、管理方便、生产可靠性强等优点,可优先采用。

电感耦合等离子体发射光谱法同时测定钒钛磁铁矿中铁钛钒

样品采用HCl-HF-HNO3-HClO4四酸溶矿、H2SO4-HF-HNO3三酸溶矿、KOH碱熔3种分解方法进行处理,电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定钒钛磁铁矿中的铁、钛、钒。结果表明,3种样品处理方法应用于ICP-AES测定是可行的。KOH碱熔适用于方法比对,三酸溶矿适用于样品内检分析,四酸溶矿适用于大批量样品测定。对铁、钛、钒三元素选择适合的分析谱线,以冶金行业钒钛磁铁矿标准样品制备的溶液绘制标准曲线,可消除试液基体和介质不一致对测定结果的影响。样品试液中主要共存离子对选择的分析线干扰小。采用四酸溶矿ICP-AES测定铁、钛、钒的方法检出限分别为0.0032%、0.0024%、0.0003%,方法精密度(RSD,n=12)为0.43%～5.06%。经实验室间比对和批量样品方法比对实验,测定值无明显系统偏差。建立的方法具有样品分解完全、测定含量范围宽、分析简便快速、结果准确等优点,适用于钒钛磁铁矿样品中铁、钛、钒的测定。

钒钛铁精矿内配碳球团高温快速直接还原历程

采用高温实验炉,在1 350℃,氮气保护气氛条件下对钒钛磁铁精矿内配碳球团进行了阶段还原试验,通过TG-DSC、XRD、SEM等检测方法对不同时间内配碳球团还原的组织成分、显微结构等进行研究。结果表明,钒钛铁精矿的还原历程依次为Fe2TiO4和Fe3O4、3(Fe3O4).Fe2TiO4、Fe3O4.Fe2TiO4、Fe2TiO4和FeO、Fe和FeTi2O5;在磁铁矿大量还原生成浮士体的阶段,钛铁矿与新生成的浮士体发生'钛铁晶石化',最终还原转变为单质铁和含铁黑钛石。

钒、钛对高铬铸铁中碳化物形态及耐磨性的影响

根据衬板工况要求,研制了加入微量V、Ti元素的高铬白口铸铁衬板。研究表明:V和Ti能使高铬铸铁组织细化,碳化物形态改善,硬度、冲击韧度和抗磨性提高。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钒钛铁精矿中的钒钛铝镁锰

提出了用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钒钛铁精矿中钒钛铝镁锰。以无水碳酸钠和四硼酸钠为熔剂,在1 000℃的温度下将试样熔融15～20 min,然后用体积分数为10%HCl浸取熔融物,浸出液中的钒、钛、铝、镁和锰用ICP-AES法测定。对浸取样品的酸种类及浓度进行了试验,最终选择了体积分数10%的盐酸。考察了5种元素的谱线并选择灵敏度高、基体无干扰或干扰很小的谱线作为分析谱线。制作校准曲线时采用基体匹配的方法消除基体干扰。依据所建立的方法对标准样品(GBW07227、BH0101)分别测定10次,测定结果的准确度和精确度均较好,相对标准偏差(n=10)在0.59%-4.8%范围内。此外,用该方法测定从生产原料中抽取的10个样品,测定结果与化学分析方法的测定结果一致。

重铬酸钾滴定法测定钛铁时钒钛磁铁矿试样的微波消解研究

建立了在硫磷混酸体系下钒钛磁铁矿的微波消解方法。最优消解条件是:称取0.200 0g样品,加入3 mL H2SO4,9 mL H3PO4和5滴HNO3,在功率350 W下持续加热2 min,560 W下持续加热6 min,350 W下持续加热2 min。消解后的试液以中性红和二苯胺磺酸钠为指示剂,以两种不同浓度的K2Cr2O7溶液分别对Ti和Fe进行连续滴定。对钒钛磁铁矿(精矿2号)标样中铁和钛进行5次平行测定,相对误差分别为0.26%和-0.57%,相对标准偏差分别为0.12%和0.25%。

钒钛铁精矿制取还原铁粉工艺及改进途径探讨

介绍了钒钛铁精矿制取还原铁粉的工艺现状,分析了钒钛铁精矿与普通铁精矿还原的差异,结合普通铁精矿制取还原铁粉的情况,并根据钒钛铁精矿的自身特点,提出了提高钒钛铁精矿制取还原铁粉具有产业化工艺的改进途径。认为原料精品化、微波加热制取还原铁粉、将-20μm粒级铁粉部分分出作还原添加剂,是产品定位并具有高附加值的中、高强铁基制品的微合金铁粉的一条可行途径。