我国紫阳县高桥一岚皋、官元蕴藏着极为丰富的钒钛磁铁矿资源,已探明铁矿石储量4.72亿吨,伴生二氧化钛储量2685.5万吨,但品位低、种类多、组成复杂、难富积,属于典型贫、细、杂复合矿。钛和铁难以分选并得到合理的综合利用。为克服高炉炼铁的种种缺点,本课题采用了直接还原工艺处理钛铁矿,该试验在还原铁的同时使钛铁矿得以分选,磁选后钛最大限度的富集于矿渣中,还原出的铁和铁的氧化物由于其成分稳定,有害元素含量低,特别是不易氧化的金属夹杂元素少,可以用来作为冶炼优质钢、特殊钢的纯净原料,也可作为铸造、铁合金、粉末冶金等工艺的含铁原料。钒钛磁铁矿选矿所得的钒钛磁铁精矿和钛铁矿精矿两种主要产物。综合运用热力学、动力学、机械化学等多学科的原理,深入研究了钛铁矿直接还原行为及其还原过程强化的理论基础,在此基础上研究开发了基于直接还原的钒钛磁铁矿综合利用新工艺,取得以下结论:热力学研究表明,钛铁矿直接还原反应温度应控制在1100℃以下;还原动力学研究发现,在相同的还原温度下,钛铁矿的还原速率要比普通铁矿慢得多,并且难以彻底还原;研究添加剂对预氧化钛铁矿还原行为的影响发现,自制的钠金属盐类添加剂对钛铁矿直接还原反应具有重要影响,能明显提高还原程度。试验得到生产的最终结果为:经过加工后的矿粉在焦/矿质量比为14:100,还原温度为1150℃,还原时间为180min,催化剂为3%的条件下通过直接还原经磨矿和磁选后可获得铁品位为76.56%、钛低于8%的铁产品。研究结果表明,该技术是符合我国资源特点的综合利用工艺,为我国钒钛铁矿的综合利用开辟了一条可行途径。
