12 钒钛矿的冶炼5 (1)

钒钛矿的高炉冶炼流程Vanadium-titanium magnetite is a valuable mineral resource that is commonly found in China. The high iron content in vanadium-titanium magnetite makes it an ideal raw material for the production of iron and steel. To extract iron from vanadium-titanium magnetite, the high-temperature process of blast furnace smelting is commonly used.钒钛矿是中国常见的一种有价值的矿产资源。

钒钛矿中的高铁含量使其成为生产铁和钢的理想原材料。

为了从钒钛矿中提取铁，通常采用高温高炉熔炼的工艺过程。

The high-temperature process of blast furnace smelting involves several key steps. First, the vanadium-titanium magnetite ore is crushed and ground into fine particles. These particles are then mixed with coke and limestone in the blast furnace. The intense heat in the blast furnace causes the coke to burn, which produces carbon monoxide. The carbon monoxide then reacts with the iron in the vanadium-titanium magnetite, releasing the iron in the form of molten metal.高温高炉熔炼的工艺过程包括几个关键步骤。

钒钛磁铁矿冶炼技术简介一前言钒钛磁铁矿属于难冶炼的矿石之一,俗称呆矿,其在冶炼过程中会对炉内操作及炉外渣铁处理产生一系列不利的影响,使冶炼难以为继,建国以后,我国特别是四川攀钢等钒钛矿丰富的地区,在党和政府的支持下组织了专家进行了一系列的攻关,取得了满意的冶炼成果,积蓄了丰富的经验.二钒钛矿的分类钒钛矿依据所含钛化物的多少分为低钛矿,中钛矿和高钛矿,通常把含TiO2≤3.5%的钒钛矿称为低钛矿,把含3.5%＜TiO2≤8.0%称为中钛矿,把含TiO2＞8.0%的钒钛矿称为高钛矿.通过几十年的研究和探索,目前我国已完全掌握了钒钛矿冶炼的技术,特别是四川攀钢,经过长期的系统的技术研究,申报了20余项的专利技术,形成了独特的钒钛矿高配比高强度冶炼系统技术,高炉冶炼主要技术经济指标也有了显著的提高,高炉利用系数,焦比,煤比等指标都得到了改善,实现了高钒钛矿比例下高强度冶炼的重大技术突破,使钒钛矿冶炼技术达到了国内先进水平.三钒钛矿冶炼的特点及钛渣的性质钒钛矿冶炼的特点主要是高炉中还原出来的钛,与高炉内的碳和氮结合形成高熔点的化合物碳化钛和氮化钛,使渣铁粘稠,渣铁不分,流动性差,渣铁排放困难,严重时造成高炉炉缸堆积难行.高炉冶炼钒钛磁铁矿的主要困难是由钛渣的特殊性质决定的,高钛渣的特点是脱硫能力低,熔化性温度高和高温还原变稠等特点.1) 高钛渣的脱硫性质一般来说,一定冶炼条件下,高炉渣的脱硫能力与渣中的氧化钙含量及温度成正比,与普通高炉冶炼的四元渣系相比,高钛渣因含有较高的钛化物,在相同碱度下,渣中氧化钙的质量百分比要低15%左右,这必然降低炉渣的脱硫能力,与普通渣相比,若维持1.1的炉渣碱度,普通渣的脱硫系数可达36左右,而含氧化钛20,25,30的钛渣脱硫系数仅为13.12.10,可见脱硫能力甚低.且随着氧化钛的增加而减弱.而且因为氧化钙在钛渣中的质量百分比较小,所以碱度对钛渣的脱硫能力影响较普通渣弱,在钒钛矿冶炼中,即使选用较高的炉渣碱度,也难于改变钛渣脱硫能力低的弱点.反而,随碱度的提高,炉渣的熔化性温度提高,而熔化性温度过高会给操作带来困难,所以不能靠大幅提高炉渣碱度来维持炉渣的脱硫能力.2) 含钛炉渣的熔化性温度熔化性温度高是钛渣的另一特点,高钛渣是一种结晶能力很强的短渣,从岩相来看,普通渣的主要物相是黄长石,辉石,假硅灰石等,其熔点都低于1600度,而当氧化钛参加造渣后,其物相组成全部改观,主要由钙钛矿,巴依石,钛辉石,尖晶石,碳化钛,氮化钛等组成,全部是高熔点矿物,而且其结晶能力很强,实测表明,高钛渣其熔化性温度通常要高于普通渣80-100度,一般来说在高于1.0的常用炉渣碱度范围内,炉渣的熔化性温度随着碱度的提高而提高,从有利于高炉操作的方面考虑,提高碱度使钛渣的熔化性温度提高,过高的熔化性温度使高炉难操作,但为了改善脱硫能力又需要维持一定的炉渣碱度,因此对于钛渣来说,炉渣脱硫与熔化性温度之间存在着相互制约的关系,过高过低都会引起炉缸工作失调或生铁出格.3 含钛渣的炉渣粘度钛渣熔化性温度高,结晶能力强,必然给高炉冶炼带来困难,当遇原料波动,使炉渣碱度升高或炉缸温度降低时,很容易引起流动性变差,出现高结晶相,使炉缸工作失调.另外,出铁过程中不可避免的要有温降,熔点高,结晶能力强的钛渣很容易粘附在沟壁上,造成严重的挂沟现象.增加炉前劳动强度.含钛渣变稠是由于渣中氧化钛在高温下生成碳化钛和氮化钛等高熔点化合物,这些化合物以固体状态悬浮于液体渣中,使炉渣粘度增加,另外在还原的粘渣中含有许多不能聚合的铁珠,这些铁珠周围包裹着相当数量的碳化钛和氮化钛,它们呈环状或半环状分布于铁珠周围形成一个固体壳,一方面增加了铁珠与熔渣间的摩擦力,减轻铁珠的有效重量,影响铁珠的沉降,使渣中铁损增加,同时也使炉渣粘度增加.四针对钒钛矿冶炼的措施1严格控制生铁硅钛含量,在钒钛矿冶炼中,生铁中硅钛含量不但是炉温的表征,而且是二氧化钛被还原的判据,炉温是影响炉渣变稠速率的最重要因素,即便在二氧化钛含量很低的情况下,提高炉温,仍然会引起炉缸失调,冶炼不能正常进行,因此在冶炼钒钛矿时,在保证生铁合格的情况下,应尽量压低炉温,生产中常用生铁中硅加钛含量表示炉温,硅加钛一般不高于0.5%.渣中二氧化钛含量越高,生铁中硅加钛应越低,适宜的生铁中硅加钛含量以0.15%比较适合于冶炼,并应保持稳定.2 选择适宜的炉渣碱度钒钛矿冶炼中,碱度可以引起炉渣性质的双重变化,提高碱度可以改善生铁脱硫,但也会使熔化性温度提高,适宜的碱度应兼顾两者,过低难于得到合格生铁,过高将出现风口挂渣,炉缸堆积,风量萎缩等冶炼困难.适宜的炉渣碱度与硫负荷,高炉容积,操作水平有关,我国攀钢条件下,一般控制在1.1左右,3 稳定优质的原燃料条件原燃料的波动易引起炉温的波动,而对于钒钛矿冶炼来说,炉温的波动往往是致使的因素,炉温过高或炉温过低都容易引起炉渣的流动性变差,渣铁不分.所以要求原燃料要稳定,另外由于钛渣的脱硫能力较弱,所以要求要选用优质的焦炭,生铁中的硫主要来自于焦碳,因此要求焦碳含硫要低,以降低硫负荷,一般要求硫负荷在4公斤/吨铁左右,4 操作特点的影响高炉取样研究表明,高炉内钛的还原以及碳化钛氮化钛的生成在炉腹高温区最激烈,达到最大值,在经过风口燃烧带氧化区时,又有一部分被氧化,使碳化钛氧化钛含量降低,因此在操作中要维持较高的冶炼强度,大风操作,以保证风口区的氧化作用,坚决杜绝小风量操作,为缩短炉渣在炉缸中的停留时间,减少还原时间,应多放上渣,尽量增加出铁次数, 结语:1 钒钛矿冶炼的关健是钛渣的特殊性质问题,一切应围绕着有利于改善钛钛的性能的方向去努力.2 生产中应严格控制炉温即生铁中硅加钛不应大于0.5,并保持炉温的稳定性,保证炉缸充沛的热量.炉缸温度视炉容大小应控制在1450左右.3 目前有高炉为解决出铁时钛渣的流动性问题,在出铁时在主沟中加入化渣剂,也取得了很好的效果.而且在铁水缶中加入化渣剂也很好的解决了铁水缶使用时间短的问题.对降低炉外劳动强度有积极的意义.。

钒钛资源综合利用和产业发展“十二五”规划国家发展和改革委员会二0一二年七月目录前言1一、规划基础和背景 2(一)发展基础 2(二)主要问题 3(三)发展形势 4二、指导方针和目标 5(一) 指导思想 5(二)基本原则 6(三)发展目标 6三、重点任务8(一)严格控制提钒钢总量8(二)推进产业基地建设 8(三)加强资源保护和综合利用9(四)加快淘汰落后产能 10(五)培育高端产品市场 10(六)加速技术创新和产业化应用11(七)强化节能减排和环境保护11四、规划实施11(一)严格市场准入11(二)实施有保有压融资政策13(三)严格供地用地管理 13(四)鼓励尾矿废弃物综合利用13(五)推进直购电交易试点13(六)加强宏观引导和行业管理14(七)及时总结和宣传推广14名词解释15钒钛资源综合利用和产业发展“十二五”规划前言钒和钛是重要的战略资源，主要用于钢铁、有色及化工的原材料生产。

钒90%用于钢铁生产，可以提高钢材的强度、硬度和耐磨性，是发展新型微合金化钢材必不可少的元素之一。

钛有强烈的钝化倾向，具有优异的抗腐蚀特性。

含钒和钛的材料广泛应用于建筑、汽车、铁路、医疗、国防军工、航空航天等行业。

加强钒钛资源综合开发利用，促进钒钛产业可持续发展，对我国工业发展和国防建设具有重要意义。

《钒钛资源综合利用和产业发展“十二五”规划》是我国钒钛资源高效配置、产业布局调整、技术升级改造的重要指南，也是钒钛产业基地建设的重要依据。

规划期到2015年。

一、规划基础和背景(一)发展基础“十一五”期间，在国民经济快速增长带动下，我国钒钛资源综合利用及产业集约型发展取得了明显成效。

资源保障、产品质量、冶炼深加工、技术及装备等方面显著提升，为进一步转变发展方式、推动产业升级奠定了坚实基础。

资源储量分布进一步探明。

截至2010年底，探明钒资源储量(以五氧化二钒计，下同)4290万吨，比2005年增加1990万吨，占世界总储量的21%；探明钛资源储量(以二氧化钛计，下同)7.22亿吨，比2005年增加2.32亿吨，占世界总储量的37%。

钒钛矿冶炼实践1钒钛矿冶炼高炉喷煤特点承钢属于中钛型钒钛矿冶炼。

品位低，渣量大，渣量含17%左右Ti02，提高煤比后，未然的煤粉进入渣中，由于其具有较高的反应活性，易使炉渣中Ti02还原生成Ti(CN)难熔物质，从而使炉渣变粘，流动性变差，放不净渣铁。

提高煤比，而未然的煤粉随煤气上升，极大恶化料柱的透气性，上部气流不稳定，易发生崩料(悬料)现象，因此说钒钛矿冶炼高煤比操作一直困扰炼铁的难题。

2改善原料条件1)烧结矿(钒钛)强度差，通过喷洒CaCI2溶液，提高烧结矿低温强度，减少粉化，促进炉况顺行。

提高烧结矿中氧化镁，降低炉渣粘度，提高透液性。

2)稳定焦炭质量混均、分仓入炉，采用测水仪，加强工长对焦炭监控力度，每班至少取五次焦炭，连续测水，根据水分高低，平衡焦炭综合负荷的稳定。

3强化高炉操作1)优化上下部调剂钒钛矿冶炼必须，从下部活跃炉缸工作，同时稳定上部煤气流。

实践表明:煤量增加，炉缸煤气量增多，由于矿焦比增大，焦层变薄，料柱透气性变差，中心不易吹透。

其表现中心煤气不足，边缘气流发展，顶温高，上部煤气流不易稳定，为此，必须有意识缩小风口面积，增加鼓风动能，活跃炉缸工作，保证煤气流穿透中心，促进炉况顺行。

实际风速240m/s以上，矿批重则根据冶强适当扩大以稳定上部煤气流。

2)稳定炉温、降低[Si+Ti]偏差[Si+Ti]: 0.3~0.5 R: 1.1±0.04MgO/AI2O3: 0.65~0.75 铁水物理温度: 1460±20℃3)适宜煤比，保证除尘灰中含炭量未增加。

攀钢2#(1200m³)高炉实践0.2727→0.268→0.2503m²，风口面积逐渐缩小，炉缸活跃、中心气流充足，炉况顺行下部易接受风量，随风量增加为防止中心过吹，又，逐步扩大风口面积到0.2642→0.2706，保持风量:3000m³/min、矿批重:21.56t/批，料速:101~95批/班，综合冶强:1.35~1.42利用系数:2.5~2.605，煤比:100~120，富氧5500~6500M³/h，铁损:4.5%。

钒钛矿的冶炼知识
该铁矿属于以铁、钛、钒、铬等氧化物为主的复合矿，铁在原矿中以磁铁矿、钛铁晶石（2FeO·TiO2）和钛铁矿（FeO·TiO2）三种形态存在，钒在磁铁矿中以V2O3的形态存在。

根据TiO2含量的高低，钒钛烧结矿可分为高钛型（攀钢）、中钛型（承钢）和低钛型（马钢）。

TiO2是制约钒钛磁铁矿高炉冶炼的主要因素，含量降低后有利于高炉强化冶炼，提高生产效率。

攀钢高炉炉料结构分为三个阶段：全钒钛烧结矿阶段、高碱度钒钛烧结矿配加普通块矿发展阶段（块矿比例6%～7%，并提高烧结矿碱度至1.7左右）、高碱度钒钛烧结矿配加高硅块矿强化阶段（块矿比例8%左右，高炉冶炼利用系数已达到2.5）。

与普通矿炉料结构的区别：
⑴适当的渣量来稀释炉渣中的（TiO2）含量，从而抑制TiO2过还原。

⑵普通烧结可通过发展铁酸盐低温黏结相来降低烧结矿SiO2含量，而钒钛矿则比较困难。

⑶炉渣脱硫能力低。

⑷对块矿品位和其含硅量有要求。

高碱度钒钛烧结矿配加酸性氧化球团矿必将是钒钛磁铁矿冶炼炉料的发展方向。

钒钛铁高炉冶炼工艺
钒钛铁是一种重要的合金材料，在金属冶炼工业中扮演着至关重要的
角色。

而钒钛铁的生产过程中所使用的高炉冶炼工艺也是至关重要的。

通过对钒钛铁高炉冶炼工艺的深入研究，可以更好地了解其生产过程和技术原理，从而提高生产效率和产品质量。

在钒钛铁的高炉冶炼工艺中，首先需要选择适合的原料。

一般来说，
钒钛矿是最主要的原料，其含量的高低直接影响到最终产品的质量。

此外，还需要添加适量的还原剂和熔剂，以提高冶炼反应的速度和效率。

在高炉冶炼的过程中，需要控制好温度、气氛和炉料的比例，以确保反应顺利进行，并最大限度地提取出钒和钛元素。

在冶炼的过程中，应该注意防止烧结结块和结焦现象的发生。

这些现
象会影响炉料的均匀性和流动性，从而影响到冶炼的效果。

因此，需要采取适当的措施来防止结块和结焦的发生，如增加搅拌力度、控制冷却速度等。

此外，在高炉工艺中，还需要注意对煤气和废气的处理。

高炉冶炼过程中会产生大量的煤气和废气，其中含有大量的有害气体和颗粒物。

因此，必须对这些废气进行有效的处理，以保护环境和保障生产安全。

总的来说，钒钛铁高炉冶炼工艺是一个复杂而又重要的工艺过程。

通
过深入研究和不断改进，可以提高生产效率，减少能耗，提高产品质量，从
而更好地满足市场需求。

希望未来能有更多的学者和工程师投入到这一领域的研究中，共同推动钒钛铁工业的发展。

钒钛矿的高炉冶炼流程英文回答：Vanadium-Bearing Titaniferous Magnetite Blast Furnace Smelting Process.Vanadium-bearing titaniferous magnetite (VTM) is a complex and valuable ore containing iron, vanadium, and titanium. Due to its high vanadium and titanium content, VTM has attracted significant attention in recent years. Blast furnace smelting is a widely used method for extracting iron and other metals from ores. This process involves the reduction of iron oxides in the ore by using carbon (coke) in a blast furnace. The vanadium and titanium present in VTM can also be recovered during this process.The blast furnace smelting process for VTM involves the following steps:1. Ore preparation: The VTM ore is crushed and sized toa suitable size for charging into the blast furnace.2. Sintering: The crushed VTM ore is mixed with flux(e.g., limestone) and sintered to form a porous and strong sinter. Sintering helps improve the permeability and reducibility of the ore.3. Coke production: Coke is produced from coal througha high-temperature carbonization process. Coke serves as the reducing agent and fuel in the blast furnace.4. Blast furnace charging: The sintered ore, coke, and flux are charged into the blast furnace from the top.5. Ironmaking: Inside the blast furnace, the coke reacts with oxygen in the hot air blast to form carbon monoxide (CO). The CO then reduces the iron oxides in the sintered ore to form molten iron.6. Vanadium recovery: Vanadium is recovered from the molten iron during the blast furnace smelting process. The vanadium is oxidized to form vanadium oxides, which arethen dissolved in the molten slag.7. Titanium recovery: Titanium is recovered from the molten slag by adding a reducing agent (e.g., aluminum) to reduce titanium oxides to metallic titanium.8. Casting: The molten iron is tapped from the blast furnace and cast into pig iron. The molten slag is also tapped and cooled to form a solid slag.The blast furnace smelting process for VTM is a complex and energy-intensive process. However, it is a well-established technology that has been used for many years to extract iron, vanadium, and titanium from ores.中文回答：钒钛磁铁矿高炉冶炼工艺。

钒钛磁铁矿的⾼炉冶炼⽤⾼炉冶炼铁、钒、钛共⽣特种矿⽯的⼯艺过程。

这种矿⽯的含铁量⼀。

般较低，要经过磁选富集，获得钒钛磁铁精矿，然后制成烧结矿或氧化球团矿作为⾼炉炼铁的主要含铁原料。

经⾼炉冶炼得出的产品是含钒钛的炼钢⽣铁和五元系(CaO—MgO⼀SiO2⼀A12O3⼀TiO2)⾼炉渣。

铁⽔中的钒可通过提钒⼯艺⽣产钒淹，作为各种钒制品的原料。

钒钛磁铁矿的资源和特点钒钛磁铁矿是铁、钒、钛共⽣的磁性铁矿，钒绝⼤部分和铁矿物呈现类质同相赋存于钛磁铁矿中。

所以钒钛磁铁矿也称钛磁铁矿。

由于成矿条件不同，世界各矿区的这种矿⽯的铁、钛和钒的含量有很⼤的区别。

还由于各矿区的钛磁铁矿的可选性不同，所⽣产的钒钛磁铁精矿，铁、钛和钒的含量也有很⼤区别。

现在，钛磁铁矿已被看作是⽣产钒的主要原料。

据资料介绍，能经济地提取钒的钛磁铁矿中⾦属钒的储量约占世界⾦属钒储量的98％。

当今世界上每年⽣产的⾦属钒的88％是从⽤钛磁铁矿⽣产钢铁的同时产出的钒渣中提取的。

世界钛磁铁矿的储量⼤概情况见表。

基本反应和冶炼过程⾼炉冶炼钒钛矿的原料，实际上是钒钛烧结矿，其矿物组成是钛⾚铁矿、钛磁铁矿、钙钛矿和含钛硅酸岩相，还有少量的铁酸钙、铁板钛矿和残存的钛铁矿。

在⾼炉内烧结矿从炉喉下降到炉腹的过程中，经过不同温度区间完成冶炼的基本反应和物相组成变化。

块状带的反应⼤致分为三个温度区间，从炉喉到炉⾝上部的650~900℃温度区间，除⼀般的Fe2O3、Fe3O4、FeO和铁酸钙的间接还原外，还有钛⾚铁矿、钛磁铁矿和铁板矿的失氧，其化学反应主要有：反应后的物相组成是钛磁铁矿、浮⽒体和少量的细⼩铁粒。

炉⾝中部的900～1150~C温度区间，是钛磁铁矿被还原，主要化学反应有反应后⽣成浮⽒体和钛铁晶⽯固溶体以及部分浮⽒体被还原⽣成⾦属铁。

炉⾝下部的i150~1250℃温度区间，是钛铁晶⽯还原分解阶段，主要化学反应有：反应后⽣成的物相组成有⾦属铁、钛铁晶⽯、少量的浮⽒体、钛铁矿、板钛矿固溶体和钙钛矿。

钒钛磁铁矿冶炼工艺钒钛磁铁矿是一种重要的矿石资源，由于其含有丰富的钒和钛元素，被广泛应用于冶金、化工和材料等领域。

钒钛磁铁矿的冶炼工艺是将其经过破碎、磁选和冶炼等步骤，分离出钒和钛的过程。

钒钛磁铁矿的冶炼工艺主要分为矿石预处理、磁选分离、钒铁冶炼和钛产品提取四个步骤。

首先是矿石预处理，钒钛磁铁矿一般通过破碎、磨矿和浸泡等工艺进行预处理。

矿石经过破碎后，通常需要通过球磨机等设备进行细磨，以提高矿石的细度。

然后将矿石浸泡在稀酸或稀碱溶液中，以去除其中的杂质和硅酸盐等物质。

接下来是磁选分离，通过磁选设备将钒钛磁铁矿中的磁性矿物与非磁性矿物进行分离。

磁选设备通常采用湿式磁选机，通过调整磁场强度和磁选介质等参数，将磁性矿物吸附在磁极上，而非磁性矿物则流出。

然后是钒铁冶炼，将磁选分离后的矿石进行冶炼，提取出含有钒和钛的钒铁合金。

钒铁冶炼一般采用高炉法或电炉法。

高炉法是将矿石与焦炭、石灰石等原料一起投入高炉中，经过还原、熔化等反应，将钒和钛元素还原为钒铁合金。

电炉法则是将矿石与电石等原料一起放入电炉中，通过电流的作用将矿石熔化，得到钒铁合金。

最后是钛产品提取，从钒铁合金中提取出纯度较高的钛产品。

钛产品提取通常采用氯化法或硫酸法。

氯化法是将钒铁合金与氯气反应，生成氯化钛蒸汽，然后经过冷凝、沉淀等步骤，从中提取出钛产品。

硫酸法则是将钒铁合金与浓硫酸反应，得到钛酸盐溶液，然后通过沉淀、过滤、煅烧等工艺，得到纯度较高的钛产品。

钒钛磁铁矿的冶炼工艺虽然复杂，但通过适当的工艺流程和设备选择，可以高效地提取出钒和钛等有价值的元素。

这些元素在冶金、化工和材料等领域具有重要的应用价值，对于推动相关产业的发展具有重要的意义。

同时，冶炼过程中也需要注意环保和资源节约，减少对环境的影响，实现可持续发展。