[next]     从钒钛磁铁矿中提取钒的方法可概括为两种：火法是通过钒铁精矿或钒渣间接提钒，湿法则是用钒铁精矿直接提钒。目前我国以间接提钒法为主。    火法提钒工艺：将选矿产品钒铁精矿直接进入高炉或电炉中冶炼，使矿石中的钒大部分进入铁水，再将含钒铁水入转炉送氧吹炼，使钒富集于渣中，成为钒渣。钒渣经焙烧、浸出、过滤、即得五氧化二钒。这一方法的最大优点是钒回收率高，特别适用于低品位钒矿石的利用。缺点是矿石处理量大，而生产规模小，与大规模的钢铁工业生产不相适应。    湿法提钒工艺：将钒铁精矿加芒硝制团，经焙烧、水浸、使钒酸钠进入溶液，再加硫酸使之转化为五氧化二钒。水浸后的球团再用于炼铁。湿法的优点是工艺流程短，钒的回收率高。    上图是钒钛磁铁矿提钒的生铁-钒渣工艺的流程。    近20年来我国积累了大量有关钒钛磁铁矿提钒工艺的经验，并首创高炉炼铁-雾化提钒法。目前攀枝花钢铁公司用此种方法大规模生产钒渣。高炉炼铁-雾化吹钒渣法的要旨是，将铁水在中间罐内撇渣和整流，在雾化器中雾化，雾化后的铁水进入雾化炉反应，提钒后的铁水（即“半钢”）流入半钢罐，使之在半钢罐面上形成钒渣层，将半钢分离即得钒渣（下图）。1978年攀枝花钢铁公司已建成两座120t雾化炉，其设计能力为年产8.31～8.9万t钒渣。

从钒钛磁铁矿中提取钒的方法可概括为两种：火法是通过钒铁精矿或钒渣间接提钒，湿法则是用钒铁精矿直接提钒。目前我国以间接提钒法为主。 火法提钒工艺：将选矿产品钒铁精矿直接进入高炉或电炉中冶炼，使矿石中的钒大部分进入铁水，再将含钒铁水入转炉送氧吹炼，使钒富集于渣中，成为钒渣。钒渣经焙烧、浸出、过滤、即得五氧化二钒。这一方法的最大优点是钒回收率高，特别适用于低品位钒矿石的利用。缺点是矿石处理量大，而生产规模小，与大规模的钢铁工业生产不相适应 。 湿法提钒工艺：将钒铁精矿加芒硝制团，经焙烧、水浸、使钒酸钠进入溶液，再加硫酸使之转化为五氧化二钒。水浸后的球团再用于炼铁。湿法的优点是工艺流程短，钒的回收率高。 上图是钒钛磁铁矿提钒的生铁-钒渣工艺的流程。 近20年来我国积累了大量有关钒钛磁铁矿提钒工艺的经验，并首创高炉炼铁-雾化提钒法。目前攀枝花钢铁公司用此种方法大规模生产钒渣。高炉炼铁-雾化吹钒渣法的要旨是，将铁水在中间罐内撇渣和整流，在雾化器中雾化，雾化后的铁水进入雾化炉反应，提钒后的铁水(即“半钢”)流入半钢罐，使之在半钢罐面上形成钒渣层，将半钢分离即得钒渣(下图)。1978年攀枝花钢铁公司已建成两座120t雾化炉，其设计能力为年产8.31～8.9万t钒渣。

作为锂离子电池负极材料-钛酸锂，可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成2.4V或1.9V的锂离子二次电池。此外，它还能够用作正极，与金属锂或锂合金负极组成1.5V的锂二次电池。因为钛酸锂的高安全性、高稳定性、长寿命和绿色环保的特色。组成正极：磷酸铁锂、锰酸锂或三元材料、镍锰酸锂。负极：钛酸锂材料。电解液：以碳作负极的锂电池电解液。电池壳：以碳作负极的锂电池壳。优势选用电动车辆替代燃油车辆是处理城市环境污染的最佳挑选，其间锂离子动力电池引起了研究者的广泛重视.为了满意电动车辆对车载铿离子动力电池的要求，研发安全性高、倍率功能好且长寿命的负极材料是其热门和难点。现在，商业化的锂离子电池负极首要选用碳材料，但以碳做负极的锂电池在应用上仍存在一些坏处：1、过充电时易分出锂枝晶，构成电池短路，影响锂电池的安全功能;2、易构成SEI膜而导致初次充放电功率较低，不可逆容量较大;3、即碳材料的渠道电压较低(接近于金属锂)，并且简单引起电解液的分化,然后带来安全隐患。4、在锂离子嵌入、脱出过程中体积改变较大，循环稳定性差。与碳材料比较，尖晶石型的Li4Ti5012具有显着的优点：1、它为零应变材料，循环功能好;2、放电电压平稳，并且电解液不致发作分化，进步锂电池安全功能;3、与炭负极材料比较，钛酸锂具有高的锂离子扩散系数(为2 *10-8cm2/s)，可高倍率充放电等。4、钛酸锂的电势比纯金属锂的高，不易发生锂晶枝，为保证锂电池的安全供给了根底。

钒钛磁铁矿是一种以含铁、钛、钒为主的共生磁性铁矿，钒的绝大部分和铁矿物质呈类质同象赋存于磁铁矿中。该类矿在世界上赋存量巨大，在世界六大洲均有大型矿床分布，世界上钒产量的88%是从钒钛磁铁矿中提取出来的。本文首先归纳我国开发的提钒技术，然后再介绍国外从钒钛磁铁矿和铁矿中提钒的成熟流程。          从钒钛磁铁矿中回收钒，常用的方法是将钒钛磁铁矿在高炉或电炉中冶炼出含钒生铁，再通过选择性氧化铁水，使钒氧化后进入炉渣，得到钒含量较高的炉渣作为下一步提钒的原料。         目前含钒铁水的处理方法有三种：1、吹炼钒渣法：此法是在转炉或其他炉内吹炼生铁水，得到含V2O512~16%的钒渣和半钢，吹炼的要求是“脱钒保碳”。此法是从钒钛磁铁矿中生产钒的主要方法，较从矿石中直接提钒更经济。目前世界上钒产量的66%是使用这种方法生产的。2、含钒钢渣法：此法是将含钒铁水直接吹炼成钢。钒作为一种杂质进入炉渣，钢渣作为提钒的原材料。但这种钢渣中氧化钙含量高达45~60%，使提钒困难。这种方法不仅省去吹炼炉渣设备，节省投资，而且回收了吹炼钒渣时损失的生铁，是新一代的提钒方法。3、钠化渣法：此法是把碳酸钠直接加入含钒铁水，使铁水中的钒生成钒酸钠，同时脱除铁水中的硫和磷。该种渣可不经焙烧直接水浸，提取五氧化二钒。所获得的半钢含硫、磷很低，可用无渣或少渣法炼钢。

（一）钒钛烧结矿的化学成分    钒钛烧结矿除含TiO2和V2O5外，其他化学成分与普通烧结矿比较也有较大差异，依据TiO2含量凹凸，钒钛烧结矿可分为高钛型(攀钢)、中钛型(承钢)和低钛型(马钢)。    与普通烧结矿的化学成分比较，钒钛烧结矿具有“三低”、“三高”的特色。即烧结矿含铁低、FeO和SiO2含量低,TiO2、MgO、Al2O3含量高。   （二）钒钛烧结矿的矿藏组成    钒钛烧结矿的物相组成首要有：钛赤铁矿、钛磁铁矿、铁酸钙、钛榴石、钙钛矿、钛辉石、玻璃质等。    1.钒钛烧结矿的矿藏特色    钛赤铁矿是烧结矿中的首要含铁物相，一般可占烧结矿总量的40%～50%,是赤铁矿-钛铁矿固熔体，属六方晶系，反射光下呈灰白色，强非均质性，不透明，反射率25%,以Fe2O3为晶格，除Ti外，还固溶Mg、Al、Mn等元素。钒钛烧结矿中的钛赤铁矿以粒状、斑状结构为主，少量呈他型和自型柱状。一般出现在孔洞周围或钛磁铁矿晶粒周围构成包边或花边结构。钛赤铁矿的很多存在及其连晶效果，使烧结矿具有杰出的复原性和机械强度。    钛磁铁矿不同于普通烧结矿的磁性矿藏，是磁铁矿-钛铁晶石固溶体，是烧结矿中的首要含铁矿藏，其含量在25%～35%之间，是以Fe3O4为晶格的固熔体，其固溶有Ti、Mg、Mn、V、Al的氧化物。在反光下呈灰白色带褐彩、均质性、反射率为18%～22%,内反射不透明、强磁性、表面可被腐蚀、呈暗褐色。首要呈自形粒状和不规则他形柱状方法。也有从硅酸盐相中分出的自形、半自形八面体(多边形断面)及细微树枝状骸晶，部分钛磁铁矿常被赤铁矿色边。    铁酸钙首要存在于熔剂性钒钛烧结矿中，并随烧结碱度添加而添加，一般占烧结矿总量的3%～20%,在反光下为灰色带蓝彩，非均质性，反射率为16%。首要呈板粒状和针状，多与钛磁铁矿构成熔蚀结构和柱状交错结构。在剩余石灰颗粒边际构成很多的铁酸钙晶体。它具有好的复原性和高的抗压强度。    钛榴石在钒钛烧结矿中属硅酸盐相，一般占烧结矿总量的3%～15%,在熔剂性钒钛烧结矿中常可见到。首要呈粒状、浑圆状和树枝状集合体，单个区域钛榴石连成片。反射光下呈灰色，无内反色，反射率低(12%～13%).透射光下呈黄色、黄褐色，无解理，无双晶纹，属晚结晶的硅酸盐物相，对烧结矿起必定的粘结效果。从化学成分看，钒钛烧结矿中的钛榴石与天然钛榴石挨近。   钙钛矿是熔剂性钒钛烧结矿首要含钛矿藏，一般占烧结矿总量的2%～10%,属甲等轴晶系，反光下为灰白色，反射率为15%～16%,略低于钛磁铁矿固溶体，均质到非均质，内反射色为黄褐色，在透射光下，呈褐、黄、紫、红棕等多种色彩。干与色一级，有时出现反常干与色。钙钛矿在烧结矿中首要呈粒状、纺锤状、骨架状、树枝集合体，涣散于渣相或钛赤铁矿褐钛磁铁矿之间。其熔点很高(1970℃),结晶才能强，是晶出最早的物相。硬度高于钛磁铁矿。    钛辉石属斜方晶系，多呈短柱状，有时块状集合体存在，充填于钙钛矿、钛磁铁矿、钛赤铁矿之间，是钒钛烧结矿硅酸盐粘结相之一。在反射光下为深灰色，反射率稍高于玻璃相，透光下呈黄绿～浅红紫色，有用多色性。[next]    2.影响钒钛烧结矿矿藏组成的要素    烧结矿的矿藏组成，跟着烧结质料、烧结工艺条件等的改变有所区别。    (1)碱度的影响。不同碱度对钒钛烧结矿矿藏组成的影响见图.天然碱度钒钛烧结矿首要矿藏为钛磁铁矿、钛赤铁矿、铁橄榄石和玻璃隐晶质，钛赤铁矿和钛磁铁矿多为自形或半自形粗晶、晶体紧密结合为连晶，是天然碱度钒钛烧结矿的首要连接方法。其次是橄榄石和玻璃质，将连晶粘结，构成细孔均匀的海绵状结构，气孔一般为1～2mm.烧结矿结构细密、强度好、转鼓指数高、制品率高。但因很多磁铁矿被氧化，需求较长时刻，故笔直烧结速度低。    碱度1.0～2.0的熔剂性钒钛烧结矿，其首要矿藏为钛磁铁矿、钛赤铁矿、钙铁橄榄石、钛榴石、钙钛矿、铁酸钙、钛辉石和玻璃质。    碱度大于3.0的烧结矿，钛赤铁矿固熔体削减而钛磁铁矿固溶体添加，烧结矿外观发黑、光泽暗、铁酸钙显着添加。    (2)燃料用量对矿藏组成影响。钒钛烧结矿的矿藏组成随燃料用量的增减而改变，当燃料用量偏低时，烧结矿中钛赤铁矿含量高而玻璃质少，粘结相缺乏，烧结矿强度差。跟着燃料添加，复原气氛增强，烧结温度升高，烧结矿中钛磁铁矿和浮氏体显着添加，硅酸盐粘结相和铁酸钙添加，但钛赤铁矿很多削减，削弱钛赤铁矿连晶效果。当燃料超越必定量时，烧结矿中钛赤铁矿进一步下降，铁酸钙含量也低，而钙钛矿含量显着添加，此刻硅酸相无甚改变。因而，进步含碳量对进步钒钛烧结矿强度并晦气。    (3)TiO2含量对矿藏组成的影响。跟着烧结矿中TiO2含量的添加，钙钛矿量添加，铁酸钙量削减，一起钛辉石添加，玻璃质削减。[next]   （三）钒钛烧结矿的冶金功能    1.钒钛烧结矿的转鼓强度    钒钛烧结矿的转鼓强度一般较普通烧结矿低。其原因首要是:(1)烧结矿中SiO2含量低，构成的硅酸盐粘结相少;(2)因为TiO2含量较高，烧结过程中与CaO易构成性脆的钙钛矿;(3)烧结液相量少，粘结才能差。别的，因为矿藏特性所决议，此种烧结矿还具有耐磨不耐摔的特色。    添加配碳量虽可改进钒钛矿的转鼓强度，但当配碳量超越必定配比时，强度反而下降。配碳量的添加可促进烧结液相量增多，有利于转鼓强度的进步，但一起因为配碳量的添加导致复原气氛加强，铁酸盐削减，钙钛矿量添加，因而，应操控恰当的配碳。    2.烧结矿储存功能    钒钛烧结矿有较好的储存功能，其储存天然粉化率比普通烧结矿低得多。原因在于烧结矿冷却过程中，当温度下降到675℃时普通烧结矿中的正硅酸钙(2CaO•SiO2)发作相变(由β-2CaO•SiO2向γ-2CaO改变），体积发作急剧胀大(添加10%),引起烧结矿粉化；而钒钛烧结矿在烧结过程中无2CaO•SiO2生成，因烧结矿中SiO2含量低，即便烧结碱度达1.70,其CaO含量也仅为9.5%～9.1%,且部分CaO与TiO2构成钙钛矿(CaO•TiO2),故游离CaO很少。    3.钒钛烧结矿的复原功能    钒钛烧结矿因为氧化度高、FeO含量低，其复原功能较普通烧结矿好。影响钒钛烧结矿复原性的要素首要有碱度、FeO含量等。    (1)碱度的影响。碱度对钒钛烧结矿复原性的影响规则与普通烧结矿类似，随烧结矿碱度的进步，复原度显着上升。    (2)FeO含量的影响。钒钛烧结矿中FeO首要以钛磁铁矿和钙铁橄榄石方法存在，其复原性较差，但与普通烧结矿比较，其含量较低，比较之下复原性仍较好。跟着FeO含量的添加，钒钛烧结矿复原度呈直线下降，因而，钒钛磁铁精矿烧结时，应操控适合的FeO含量，在确保钒钛烧结矿强度的条件下，使之具有杰出的复原性。    (3)TiO2含量的影响。随钒钛矿中TiO2含量的添加，烧结矿的复原度下降。一般以为因为TiO2含量的添加，势必会导致烧结矿中含铁物相(如钛赤铁矿、铁酸钙盐等)削减，而脉石矿藏(如钙钛矿、钛辉石等)添加，而晦气于复原气体的分散。    4.钒钛烧结矿的低温复原粉化功能    一般以为，烧结矿低温(400～500℃)复原粉化的发生，首要是因为赤铁矿复原为磁铁矿的过程中，晶形的改变所造成的。钛赤铁矿有各种晶型，如粒状、斑状、树枝状、叶片状、骸晶状等。关于不同晶型，其复原粉化功能不同，其间以骸晶状菱形钛赤铁矿复原粉化最为严峻。    钒钛烧结矿的低温复原粉化率RDI-3.15比普通烧结矿高得多。攀钢烧结矿的RDI-3.15一般大于55%～60%,且当普通烧结矿中参加部分钒钛物料时，烧结矿的复原粉化率也会显着上升。    钒钛烧结矿低温复原粉化率高的原因是:(1)烧结矿中含有很多的钛赤铁矿(40%～50%),其间约50%以骸晶状菱形赤铁矿存在，别的还有部分钛赤铁矿以网格状占有于钛铁矿的方位上。复原时，因为晶型改变而引起胀大粉化。(2)烧结矿中SiO2含量低，起粘结效果的硅酸盐相少，加之不起粘结效果的钙钛矿的存在，它不只自身性脆，并且还阻碍钛赤铁矿和钛磁铁矿间的连晶效果，抗胀大粉化的才能下降.(3)钒钛烧结矿的物相组成较普通烧结矿的物相组成杂乱，其不同的热胀大性引起的内应力，在低温复原阶段会导致很多微裂纹的构成，然后也下降了烧结矿强度。    虽然钒钛烧结矿低温复原粉化现象较为严峻，但实践生产中，没有因烧结矿的低温复原粉化率高而引起高炉上部块状带透气恶化而成为约束冶炼强化的环节。对小高炉冶炼钒钛烧结矿的解剖查询，所测得的烧结矿粒度组成也未发现反常。    进步烧结矿中FeO含量，能够削减再生赤铁矿的数量，下下降温复原粉化率，但FeO过高会引起烧结矿复原性的恶化。为此，攀钢在制品烧结矿上喷洒卤化物水溶液，使烧结矿低温复原粉化现象得到大幅度改进。    5.钒钛烧结矿的软熔滴落功能    烧结矿的矿藏组成决议了其软熔滴落功能，因为钒钛烧结矿高熔点矿藏多，致使其软化温度高，一起又因高熔点矿藏熔点不同大，因而其熔滴温度区间宽，且滴落过程中渣铁分离差，渣中带铁多。影响钒钛烧结矿软熔滴落功能的首要要素有烧结矿的碱度、TiO2含量等。    碱度对钒钛烧结矿软熔滴落功能的影响研讨。随碱度进步，烧结矿软化开端温度(Ta)、软化终了温度(Ts)(熔化开端温度)、开端熔滴温度(Tm)上升，软化温度区间(ΔTs-a)和熔滴温度区间(Tc)变窄，压差陡升，温度(TΔp)上升，最高压差(ΔPmax)减小，熔滴带厚度(H)变薄。    TiO2含量对钒钛烧结矿软熔滴落功能的影响的的研讨。随烧结矿中TiO2含量添加，开端滴落温度下降，压差陡升温度下降，最高压差减小，软熔温度区间变宽，滴落时刻延伸。

该项目是河北省国土资源厅立项的科技项目，由河北省地矿中心实验室完成，于2008年1月通过了河北省国土资源厅组织的验收。 承德超贫钒钛磁铁矿是国内著名的大庙式钒钛磁铁矿的一个亚矿种，也是近年来河北省成功开发利用的新矿种。超贫钒钛磁铁矿除富含铁元素外，还伴生有钒（V）、钛（Ti）、磷（P）等矿产。但在矿山开发利用中，绝大多数矿山企业还未综合回收利用钒、钛、磷等伴生矿产，仅少数矿山企业综合回收利用钛、磷等资源，综合回收利用率较低，大量宝贵的不可再生的钒、钛、磷等资源难以回收。为推进资源综合回收，2007年承德市国土资源局规划设计院与河北省地矿中心实验室合作，开展并完成了《河北省承德市超贫钒钛磁铁矿（尾矿）钒、钛、磷等元素综合回收利用研究》项目。 研究工作在借鉴以往“大庙式”钒钛磁铁矿伴生元素综合回收工艺的基础上，首先采用光学显微镜鉴定、扫描电镜分析、光谱分析、化学分析、物相分析和电子探针分析等方法，对矿石物质组成、矿石性质及矿石加工技术综合分析研究；选择了8个具代表性矿区，针对矿石性质，利用矿物磁化系数、比重及可浮性等物化性能的差异，采用磁选、浮选和重选等方法，对磁铁矿、磷灰石和钛铁矿的可选性进行了选矿试验对比，总结推荐出单一选铁及综合选磷、选钛流程，即“粗磨磁选、粗精矿再磨磁选－摇床－强磁选钛工艺流程”或“原矿－磁选－浮选－钛回收流程”。矿石中磁铁矿，可用弱磁法回收；钒无单独矿物，而以类质同象形式赋存于钒钛磁铁矿中，通过冶炼回收；钛铁矿中单晶可用强磁法或重磁浮联合流程回收；磷灰石可浮性良好，可用浮选法从铁选尾矿中直接回收。流程为提高超贫钒钛磁铁矿资源中钛、磷等元素综合利用水平提供了选矿工艺参考和借鉴；同时，依据现行的铁矿、磷矿地质勘查规范，在类比分析基础上提出对原矿中钛、磷等伴生组分的综合利用最低工业指标建议。 通过研究、可选性工业实验以及矿山生产实际表明，从尾矿中选钛、选磷技术上可行、经济上合理，钛、磷平均入选品位均在2%左右，磷精矿品位可达33%以上，钛精矿品位达46%以上。 另外，项目还研究了尾矿对地质环境的影响和尾矿的利用问题，提出利用建议。 该项目是河北省国土资源厅立项的科技项目，由河北省地矿中心实验室完成，于2008年1月通过了河北省国土资源厅组织的验收。 承德超贫钒钛磁铁矿是国内著名的大庙式钒钛磁铁矿的一个亚矿种，也是近年来河北省成功开发利用的新矿种。超贫钒钛磁铁矿除富含铁元素外，还伴生有钒（V）、钛（Ti）、磷（P）等矿产。但在矿山开发利用中，绝大多数矿山企业还未综合回收利用钒、钛、磷等伴生矿产，仅少数矿山企业综合回收利用钛、磷等资源，综合回收利用率较低，大量宝贵的不可再生的钒、钛、磷等资源难以回收。为推进资源综合回收，2007年承德市国土资源局规划设计院与河北省地矿中心实验室合作，开展并完成了《河北省承德市超贫钒钛磁铁矿（尾矿）钒、钛、磷等元素综合回收利用研究》项目。 研究工作在借鉴以往“大庙式”钒钛磁铁矿伴生元素综合回收工艺的基础上，首先采用光学显微镜鉴定、扫描电镜分析、光谱分析、化学分析、物相分析和电子探针分析等方法，对矿石物质组成、矿石性质及矿石加工技术综合分析研究；选择了8个具代表性矿区，针对矿石性质，利用矿物磁化系数、比重及可浮性等物化性能的差异，采用磁选、浮选和重选等方法，对磁铁矿、磷灰石和钛铁矿的可选性进行了选矿试验对比，总结推荐出单一选铁及综合选磷、选钛流程，即“粗磨磁选、粗精矿再磨磁选－摇床－强磁选钛工艺流程”或“原矿－磁选－浮选－钛回收流程”。矿石中磁铁矿，可用弱磁法回收；钒无单独矿物，而以类质同象形式赋存于钒钛磁铁矿中，通过冶炼回收；钛铁矿中单晶可用强磁法或重磁浮联合流程回收；磷灰石可浮性良好，可用浮选法从铁选尾矿中直接回收。流程为提高超贫钒钛磁铁矿资源中钛、磷等元素综合利用水平提供了选矿工艺参考和借鉴；同时，依据现行的铁矿、磷矿地质勘查规范，在类比分析基础上提出对原矿中钛、磷等伴生组分的综合利用最低工业指标建议。 通过研究、可选性工业实验以及矿山生产实际表明，从尾矿中选钛、选磷技术上可行、经济上合理，钛、磷平均入选品位均在2%左右，磷精矿品位可达33%以上，钛精矿品位达46%以上。 另外，项目还研究了尾矿对地质环境的影响和尾矿的利用问题，提出利用建议。

金属钒制取(preparation of vanaciilam metal)用金属或碳将钒氧化物复原成金属钒的进程，为钒冶金流程的重要组成部分。首要有钙热复原、真空碳热复原、氯化物镁热复原和铝热复原四种办法。 钙热复原一种工业规划出产金属钒的办法。以V2O5或V2O3为质料，屑为复原剂。钙用量为理论量的60%。钙屑和V2O5或V2O3混合后，参加到放置在用惰性气体清洗过的钢质反响罐的氧化镁坩埚(朴昌林)中，再加碘(也可用硫)作发热剂，碘参加量按生成1mol钒增加0.2mol碘计量，充氩气密封后，用高频感应器加热，温度达973K时便开端反响：V2O5+5Ca≈ 2V+5CaO+1620.07kJ V2O3+3Ca≈ 2V+3CaO+683.24kJ因系放热反响，反响开端后便中止加热。中止加热后温度会主动上升到2173K。生成的塑性金属钒块或钒粒用水洗去附着物，钒收率约74%。若在炉料中加铝时，钒收率可提高到82%～97.5%，但因钒含铝高而变脆。真空碳热复原将V2O5粉与高纯碳粉混合均匀，加10%樟脑溶液或酒精，压块后放入真空碳阻炉或感应炉内。炉内真空压力到6.66×10-1Pa后，升温至1573K，保温2h。冷却后将反响产品破碎。依据第一次复原产品的组分再配入适量碳化钒或氧化钒进行二次复原。二次复原炉内的真空压力为2.66×10-2Pa，温度控制在1973～2023K之间，并保温一段时间。真空碳复原法所得金属钒的成分(质量分数m/%)为：钒99.5，氧0.05，氮0.01，碳0.1。 钒收率可达98%～99%。 镁热复原金属镁的纯度高，报价比钙低，反响生成的氯化镁比氯化钙易挥发，所以用镁复原比用钙复原更为合理。其复原进程如下：(1)用含钒80%的钒铁氯化制取粗;(2)用蒸馏法脱除粗四氧化钒中的;(3)在圆柱形镁回流器中将转化为VCl3;(4)用蒸馏法去除VCl3中的VOC13;(5)将冷却后的破碎后放置在复原反响罐中，在氩气维护下参加镁将VCl3复原成金属钒;(6)用真空蒸馏法除掉金属钒中的镁和氯化镁;(7)用水洗去金属钒中残留的氯化镁，枯燥后取得产品钒粉。复原作业在软钢坩埚中进行。软钢坩埚放在软钢罐内，用煤气加热。先将酸洗后的镁锭参加坩埚，再参加3倍于镁锭量的。复原温度控制在1023～1073K。依据温度指示器判别反响的快慢，如反响缓慢则补加镁，保温约7h后冷却到室温。每批可出产18～20kg金属钒。然后取出坩埚放在蒸馏炉中缓慢加热至573K温度，并在573K下保温。当指示压力达0.1333～0.6666Pa时再升温到1173～1223K保温8h，快速冷却到室温，所得海绵钒的纯度为99.5%～99.6%，钒收率为96%。铝热复原法德国选用铝热复原法出产粗金属钒。这种办法是将五氧化二钒和纯铝放在反响弹进行反响，生成钒铝合金。钒合金在2063K的高温文真空中脱铝，可制得含钒94%～97%的粗金属钒。金属钒用处：用处：首要用于制造合金钢和有色金属合金，还用于制造电子工业中的电子管阴极、栅极、射线靶及吸气剂、电极管的荧光体等，或许用作钛基合金的增加元素和高强度耐热特种合金的增加元素。可制造高速增殖堆、核燃料包套。

钒是一种银灰色的金属。熔点1919±2℃，归于高熔点稀有金属之列。它的沸点3000--3400℃，钒的密度为6.11克每立方厘米纯钒具有展性，可是若含有少数的杂质，尤其是氮，氧，氢等，也能明显的下降其可塑性。一般来历:以矿藏绿硫钒石vs4 钒铝矿 钒紒铀矿 为主 元素用处： 如果说钢是虎，那么钒就是翼，钢含钒犹如虎添翼。只需在钢中参加百分之几的钒，就能使钢的弹性、强度大增，抗磨损和抗爆裂性极好，既耐高温又抗奇寒，难怪在轿车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部分，处处可见到钒的踪影。此外，钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一，有“化学面包”之称。首要用于制作高速切削钢及其他合金钢和催化剂。把钒掺进钢里，能够制成钒钢。钒钢比普通钢结构更严密，耐性、弹性与机械强度更高。钒钢制的，能够射穿40厘米厚的钢板。可是，在钢铁工业上，并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢，而是直接选用含钒的铁矿炼成钒钢。钒的盐类的色彩真是五颜六色，有绿的、红的、黑的、黄的，绿的碧如翡翠，黑的犹如浓墨。如二价钒盐常呈紫色;三价钒盐呈绿色，四价钒盐呈浅蓝色，四价钒的碱性衍生物常是棕色或黑色，而五氧化二钒则是赤色的。这些色彩缤纷的钒的化合物，被制成艳丽的颜料：把它们加到玻璃中，制成彩色玻璃，也能够用来制作各种墨水。我国是钒资源比较丰富的国家，钒矿首要散布在四川的攀枝花和河北的承德，大多数是以石煤的方式存在。 钒的运用规模 运用领域 占总量份额(%) 首要用处 运用产品 碳素钢 25 钢筋 FeV HSLA钢 25 建筑，石油管道 FeV 高合金钢 20 铸件，石油管配件 FeV 工具钢 15 高速工具钢，耐磨件 FeV(80%V) 钛合金 10 喷气式发动机零件，飞行器机 V-Al基合金 化学制品 5 硫酸和顺丁烯二酸酐出产 V2O5和其它钒化合物

从岩浆型钒钛磁铁矿中提钒，钒钛精矿中钒的提取用冶炼方法有火法与湿法两种。火法是通过钒钛精矿或钒渣间接提钒，湿法则是用钒钛精矿直接提钒。目前我国以间接提钒法为主。火法提钒工艺。将选矿产品钒钛精矿，直接进入高炉或电炉中冶炼，使矿石中的钒大部进入铁水，再将含钒铁水入转炉送氧吹炼，使钒富集于渣中，成为钒渣。钒渣经焙烧、浸出、过滤，即得五氧化二钒。这一方法的最大优点是钒回收率高，特别适用于低品位钒矿石的利用。缺点是矿石处理量大，而生产规模小，与大规模的钢铁工业生产不相适应。 从钒钛磁铁矿中提钒的生铁-钒渣滓工艺流程见图4。  图4钒钛磁铁矿提钒的生铁-钒渣工艺流程 近20年我国积累了大量有关钒钛磁铁矿提钒工艺的经验并首创高炉炼铁-雾化提钒法目前攀枝花钢铁公司已用此法大规模生产钒渣。其工艺特点是，将铁在中间罐内撇渣和整流，在雾化器中雾化，雾化后的铁水进入雾化炉反应，提钒后的铁水(半钢)流入半钢罐，使之在半钢罐面上形成钒渣层，将半钢分离即得钒渣，钒渣经熔烧、浸出、过滤则得五氧化二钒产品。见图5。  图5 攀枝花钢铁公司雾化吹钒渣工艺

这是我国钛铁矿岩矿床的首要矿石类型。依据攀枝花矿山公司的选矿研讨和出产实践，其钛铁矿精矿的选矿是在对钒钛磁铁矿石经一段磨矿（-0.4mm），一粗、一精、一扫的磁选流程磁选出磁铁矿精矿（Fe51％～52％，TiO212.6％～13.4％，V2O50.5％～0.6％）之后的磁尾（矿）进行。图1   攀枝花钒钛铁矿选矿工艺　　钒钛磁铁矿石以Fe与Ti方式细密共生赋存在钛磁铁矿中的TiO2（约占攀西区域TiO2总储量的53％），因为赋存状况、粒度，以及在高炉冶炼绝大部分没有被复原而以TiO2方式进入炉渣的化学反应特性等要素，现在还难以用机械选矿办法收回使用。可是，跟着攀枝花钢铁研讨所和北京钢铁研讨总院对钛磁铁矿的铁、钛、钒归纳收回而对冶炼工艺和技能的改善与进步，现已基本上打通流程，取得了活跃的效果。此外，还展开了复原磨选制取铁粉和归纳收回钒钛的实验。其流程是：钒钛铁精矿——铁粉；燧道窑碳复原——V2O5；破碎磨矿——富钒钛料—湿法别离——重磁选别离-TiO2。 　　钛铁矿、金红石砂矿：  　　这是我国现在出产钛铁矿和金红石精矿的首要矿石类型。依据海南中兴精密陶瓷微粉总厂和海南省冶金工业总公司所属沙老、南港、清澜（铺前）、乌场（保定）4个国有钛（砂）矿的出产实践。采矿的回采率＞95％，贫化率＜5％，选矿的总收回率达80%～85％。  　　为了进步资源的使用率和经济效益，削减中矿、尾矿的积压和对环境的污染，广州有色金属研讨院曾专题研讨了“海南岛海边砂矿难选中矿钛元素赋存状况及归纳收回途径”（第三届全国矿产资源归纳使用学术会议论文集，1990年）。  　　该研讨、实验标明：①钛元素首要赋存在以Ti4+与Fe2+呈类质同象置换而构成的钛-铁矿系列中；其间钛铁矿（含TiO252％～54％）和富铁钛铁矿（含TiO246％）所占的份额达66.2％，其次是富钛钛铁矿（含TiO256％～58％）占19.2％，钛赤铁矿（含TiO210.7％～19.5％）占14.6％。此外，钛元素还少量地赋存在金红石、锐钛矿、白钛石和榍石中。②难选中矿属钛铁矿、锆石、独居石、金红石、锐钛矿等的混合矿藏，矿藏粒度0.2～0.08mm（属可选粒度）；选用二介质作“沉浮”选矿，比重＜3.3的非有用矿藏的上浮扫除率达19.76％，比重＞3.3的有用重矿藏下沉产率达73.5％。③在下沉的重矿藏中，除主收钛铁矿外，可归纳收回锆石、独居石、富钛钛铁矿和金红石；其有用的选矿流程有二：其一是有用重矿藏经电磁选场强6000Oe分选出占钛铁矿矿藏份额88.1％的磁性产品（TiO243％），再经800℃、10min的氧化焙烧，最终经场强650Oe弱磁选，在磁选产品中可取得TiO250%～51％的钛铁矿精矿产品；其二是有用重矿藏（钛铁矿粗精矿，含TiO243%～46％）经电选（2.1kV，120r／min），在导体产品中可取得TiO251%～53％的钛铁矿精矿产品。④在经场强8000—12000Oe磁选的尾矿中，再选用浮选，可取得合格的独居石精矿；再对其经场强＞20000Oe磁选的非电磁性重矿藏尾矿中，选用电选，可在非导体性产品中取得合格的锆石精矿，在导体性产品中取得合格的金红石精矿。 　　国内外钛矿资源的90％以上用于出产钛白，钛白的出产工艺流程，首要有先进的氯化法、法和传统的硫酸法。

钒钛磁铁矿：这是我国钛铁矿岩矿床的首要矿石类型。依据攀枝花矿山公司的选矿研讨和出产实践，其钛铁矿精矿的选矿是在对钒钛磁铁矿石经一段磨矿(-0.4mm)，一粗、一精、一扫的磁选流程磁选出磁铁矿精矿(Fe51%～52%，TiO212.6%～13.4%，V2O50.5%～0.6%)之后的磁尾(矿)进行。 　　钒钛磁铁矿石以Fe与Ti方式细密共生赋存在钛磁铁矿中的TiO2(约占攀西区域TiO2总储量的53%)，因为赋存状况、粒度，以及在高炉冶炼绝大部分没有被复原而以TiO2方式进入炉渣的化学反应特性等要素，现在还难以用机械选矿办法收回使用。可是，跟着攀枝花钢铁研讨所和北京钢铁研讨总院对钛磁铁矿的铁、钛、钒归纳收回而对冶炼工艺和技能的改善与进步，现已基本上打通流程，取得了活跃的效果。此外，还展开了复原磨选制取铁粉和归纳收回钒钛的实验。其流程是： 　　钒钛铁精矿——铁粉 　　燧道窑碳复原——V2O5 　　破碎磨矿——富钒钛料——湿法别离——重磁选别离——TiO2 　　钛铁矿、金红石砂矿：这是我国现在出产钛铁矿和金红石精矿的首要矿石类型。为了进步资源的使用率和经济效益，削减中矿、尾矿的积压和对环境的污染，广州有色金属研讨院曾专题研讨了“海南岛海边砂矿难选中矿钛元素赋存状况及归纳收回途径”(第三届全国矿产资源归纳使用学术会议论文集，1990年)。该研讨、实验标明：①钛元素首要赋存在以Ti4+与Fe2+呈类质同象置换而构成的钛-铁矿系列中;其间钛铁矿(含TiO252%～54%)和富铁钛铁矿(含TiO246%)所占的份额达66.2%，其次是富钛钛铁矿(含TiO256%～58%)占19.2%，钛赤铁矿(含TiO210.7%～19.5%)占14.6%。此外，钛元素还少量地赋存在金红石、锐钛矿、白钛石和榍石中。②难选中矿属钛铁矿、锆石、独居石、金红石、锐钛矿等的混合矿藏，矿藏粒度0.2～0.08mm(属可选粒度);选用二介质作“沉浮”选矿，比重 3.3的有用重矿藏下沉产率达73.5%。③在下沉的重矿藏中，除主收钛铁矿外，可归纳收回锆石、独居石、富钛钛铁矿和金红石;其有用的选矿流程有二：其一是有用重矿藏经电磁选场强6000Oe分选出占钛铁矿矿藏份额88.1%的磁性产品(TiO243%)，再经800℃、10min的氧化焙烧，最终经场强650Oe弱磁选，在磁选产品中可取得TiO250%～51%的钛铁矿精矿产品;其二是有用重矿藏(钛铁矿粗精矿，含TiO243%～46%)经电选(2.1kV，120r/min)，在导体产品中可取得TiO251%～53%的钛铁矿精矿产品。④在经场强8000—12000Oe磁选的尾矿中，再选用浮选，可取得合格的独居石精矿;再对其经场强>20000Oe磁选的非电磁性重矿藏尾矿中，选用电选，可在非导体性产品中取得合格的锆石精矿，在导体性产品中取得合格的金红石精矿。 　　国内外钛矿资源的90%以上用于出产钛白，钛白的出产工艺流程，首要有先进的氯化法、法和传统的硫酸法。

钒钛磁铁矿选矿技术：钒钛磁铁矿石以Fe与Ti形式致密共生赋存在钛磁铁矿中的TiO2(约占攀西地区TiO2总储量的53%)，由于赋存状态、粒度，以及在高炉冶炼绝大部分没有被还原而以TiO2形式进入炉渣的化学反应特性等因素，目前还难以用机械选矿方法回收利用。但是，随着攀枝花钢铁研究所和北京钢铁研究总院对钛磁铁矿的铁、钛、钒综合回收而对冶炼工艺和技术的改进与提高，现已基本上打通流程，取得了积极的成果。钒钛磁铁矿选矿技术此外，还开展了还原磨选制取铁粉和综合回收钒钛的试验。

钒钛磁铁矿选矿设备可以由不锈钢或者其他耐磨塑料材料制成。分选筒也可以由其他不会阻碍磁力线的耐磨材料制成。 根据处理量的不同，分选筒可以制造成不同的尺寸。例如，分选筒的直径可以在0.5米至10米的范围内。分选筒的长度可以在3至15米的范围内。可以理解的是，根据所要选别的材料类型和转速，分选筒的尺寸可以根据具体的情况来确定，只要在分选筒的选别腔室内的矿料受到了足够大的磁场的作用，能够被吸附到分选筒的内壁上。 供料机构250布置在分选筒210的左侧的末端，出料机构260布置在分选筒210的另一末端。在图中所不的实施方式中，分选筒是两端开放的，分选筒在进料端的开口小于在出料端的开口。例如，分选筒可以在供料机构的一侧设置用于阻止矿料流出的减缩部。 可以理解的是，分选筒也可以是一端开放，另一端封闭的筒体。相应的，供料机构和出料机构布置在同一侧，也即布置在分选筒的开放的一侧，在此情况下，供料机构包括有将矿料输送至分选筒的另一侧(入料端)的管道。 在其他实施方式中，分选筒也可以设置成自入口端朝向出口端向下倾斜。也即，分选筒中心轴线在出口的一端低于位于进口的一端。 钒钛磁铁矿选矿设备式中，分选筒可以是截头圆锥形的筒状结构，该分选筒从入口端朝向出口端逐渐扩大，从而使得物料可以在重力的作用下自入口朝向出口缓慢运动。分选筒的锥度在2至15度的范围内。 在选矿过程中，分选筒的转速可以在5-20转/分钟，优选地在8至15转/分钟。可以理解的是，分选筒转速也可以是其他适宜的转速。 此外，还需要根据实际的情况选择适当的供料速度。在根据本发明的选矿设备中，进入分选筒内的矿料的供料速度例如可以是每小时20吨(T)。最大可以高达100-200T每小时。 磁场发生装置220围绕分选腔室215布置。磁场发生装置可以是布置在筒体圆周方向上的两组磁板，从而在分选筒的周向上产生磁场。其中每组磁板包括两个磁极相互对应的磁板，并且N极和S极间隔布置，所述磁板可以是由永磁体制成的磁板。在其他的实施方式中，在筒体上可以布置更多组的磁板，例如3至10组磁板(图1B中所示为4组)。可以理解的，根据筒体的尺寸，可以在初选机或者精选机上布置适宜数量的磁板，以便在选矿机的筒体的圆周上产生磁场。 磁场发生装置中的磁板也可以是电磁装置。 在分选筒的出料端设置挡料磁环(未示出)。具体而言，在分选筒的靠近出口的一端设置一个环向的强磁场，用于阻止具有磁性的物质、能够感应出磁性的物质，或者其他能受到磁场影响的物质流出分选筒。该环向强磁场的磁场强度优选地大于4000gs (高斯)，进一步该磁场的磁场强度大于5000gs。 在根据钒钛磁铁矿选矿设备的磁场发生装置中，不同磁板组的磁场强度可以是不同的，在选别腔室内产生用于选项矿物的变化磁场。构成磁场发生装置的磁板的磁场强度可以在大约3000gs (高斯)至6000gs之间。当用于对矿粉进行精细选别时，磁板的磁场强度可以在O至2000gs的范围内。不同强度的磁板可以交替分布或连续分布。

海绵钛用途是生产精炼金属钛的基本原料。将海绵钛进一步精炼，可制成钛锭、钛棒等金属钛材。将海绵钛进行机械研磨，可以生产钛粉末。钛粉末作为镀膜材料，被广泛用于机械设备表面的处理，电子和精密仪表部件的处理，与其它金属可合成钛合金粉末等。金属热还原法生产出的海绵状金属钛。纯度%(质量)一般为99.1～99.7。杂质元素%(质量)总量为0.3～0.9，杂质元素氧%(质量)为0.06～0.20，硬度(HB)为100～157，根据纯度的不同分为WHTiO至MHTi4五个等级。为制取工业钛合金的主要原料。 海绵钛生产是钛工业的基础环节，它是钛材、钛粉及其他钛构件的原料。把钛铁矿变成四氯 化钛，再放到密封的不锈钢罐中，充以氩气，使它们与金属镁反应，就得到“海绵钛”。这种多孔的“海绵钛”是不能直接使用的，还必须把它们在电炉中熔化成液体，才能铸成钛锭。十八世纪末期，英国牧师兼业余矿物学家威廉·格列戈尔（William Gregor）和德国化学家M·H·克拉普罗特（M·H·Klaproth）先后于1791年和1795年分别从一种黑色的磁铁矿砂（后来知道这就是钛磁铁矿）和一种非磁性的氧化物矿（后来明白它就是天然金红石矿）中发现了一种新元素，被他们分别称为“墨纳昆”（发现钛磁铁矿的地名）和“钛土”。几年后证明，从这两种矿物中发现的所谓“墨纳昆”和“钛土”其实是同一种元素的氧化物，并以希腊神话中的大力神泰坦（Titans）来命名这种新元素为“钛”（Titanium）。从钛元素的发现到第一次制得较纯的金属钛经历了120年的历程。又由实验室第一次获得纯钛到首次进行工业生产，又花费了近40年的时间。许多研究者做了大量的探索，遭受一次又一次失败，终于在1948年杜邦公司取得了成功，生产出了吨位级的海绵钛。

钒的主要用处用  途  钒的添加量（%）钒的用处添加方式终究制品用处高强度钢0.02～0.06使晶粒细化，添加强度钒铁输油（气）管，压力容器，船，桥梁高速东西钢1.00～5.00耐磨，强度大钒铁切削东西合金东西钢0.10～0.20可替代钼钒铁切削东西（包含轴承钢）耐热钢0.15～0.25高温强度增大钒铁汽轮机叶片耐热合金1.00～5.10高温强度增大钒汽轮机喷嘴、叶片（N系）（J系）4　V(50)-Al(50)合金发电机用材料、部件钒合金V-Ti,V-Nb　电解钒高速增殖炉超电导材料V3Ga发作强磁场金属钒超电导磁石触   媒 V2O5～7%SO2→SO3V2O598%触摸法制硫酸（催化剂）、磷肥(净化剂)光材料YVO4:Eu　　灯     钒与非铁的合金具很强的搞疲劳强度。钛基合金中参加6%的铝和4%的钒，可明显提高稳定性、焊接性与搞疲劳强度，广泛用作铸造合金和铸造合金。加有钒的钛合金已广泛用于制作飞机发动机的外壳与机翼。钒基合金可作核质料的包套。钒镓合金是重要的超导材料。 五氧化二钒是硫酸工业、石油裂解工业和组成某些高分子化合物的催化剂，可作为催化剂和玻璃、陶瓷的上色顔料。钒酸钠是防腐剂与照相药剂。其他一些钒的化合物，如、、钒酸钇已广泛用于化工和电子工业部门（潭若斌,1994） 钒产品分为初级、二级和三级。初级产品有钒矿藏、钒精矿、含钒炉渣、作废的粹催化剂和其他含钒残渣（如含钒钢渣）。含钒炉渣含V2O525%左右。二级产品（或称中间产品）即为五氧化二钒，多用作出产硫酸的催化剂。三级产品（或称耗费产品）包含钒铁、钒铝合金及钒的化合物。钒铁是最重要的钒产品，其消费量占钒总消费量的99/100。按V2O5含量可分为含50%～60%和含70%～85%两类钒铁。

（一）钒钛磁铁矿石     岩浆型钒钛磁铁矿石是我国钛和钒的主要资源。矿石中主要有用矿物有钛磁铁矿和钛铁矿，以中粒嵌布为主；脉石主要是硅酸盐矿物，有的也有碳酸盐矿物和磷灰石等；常伴生钒、硫和钴等成分。钒和钴常呈铁的类质同像分别赋存于钛磁铁矿和黄铁矿中。此类矿石的选矿，一般是先用弱磁选分出钒铁精矿，再用重选、强磁选、浮选、电选联合方法从尾矿中回收钛铁矿和用浮选回收黄铁矿，钒铁精矿所含的钛是选矿无法除去的，可以在冶炼中分离。为了满足高钛渣炼铁必需的渣量，过分提高钒铁精矿的铁品位，有时是不合理的。从磁选尾矿中回收钛的流程，首先要保证得到优质钛精矿。研究了重选、浮选、重选-浮选、重选-强磁选-浮选、重选-强磁选等各种流程。钛铁矿精矿用电选精选，可将二氧化钛品位提高到48%以上，钛铁矿的浮选是在酸性矿浆中进行的，浮选黄铁矿回收钴应在浮选钛铁矿前进行，如果矿石含有碳酸盐矿物，必须预先浮出。     钒铁精矿中钒的提取用冶炼方法有火法和湿法两种，火法提钒是钒铁精矿经高炉冶炼得含钒铁水，再经转炉吹炼钒渣，钒渣进一步用湿法提炼得含钒产品。火法提钒已用于工业生产中，但钒的回收率较低，湿法提钒是铁精矿直接进行钠化焙烧浸出，得到含钒和含铁产品，含铁产品送往炼铁。湿法提钒，资源的综合利用较好，钒的回收率较高，但尚处在工业试验阶段。热液型含钒铁矿石的提钒方法与以上相同。     （二）钛铁矿砂矿     钛砂矿中钛矿物以钛铁矿为主，金红石、白钛石和锐钛矿等较少；常与锆英石和独居石等共生，重砂矿物呈细粒状态；脉石以硅盐矿物为主，生产上采用重选，磁选和电选联合流程。砂矿先经圆锥选矿机、扇形溜槽、螺旋选矿机、跳汰或摇床等预先富集，得到含重砂矿物的粗精矿，再用中、强磁选回收钛铁矿；强磁选回收独居石；摇床除脉石;电选分离锆英石与金红石，得到多种精矿。为了得到合格精矿，一般粗精矿的精选流程作业多，变化大，有时钛铁矿精矿用浮选进一步除磷。     除钒钛磁铁矿石和钛砂矿外，还有少数钛的脉矿。对变质基性岩型金红石矿石用重选-强磁选-电选、浮选和浮选-焙烧磁选等流程试验，得到金红石精矿。对辉长岩型含磷灰石钛铁矿石用浮选-重选流程试验，得到钛铁矿和磷灰石两种精矿。     由于高钛矿物资源有限，研究了从钛铁矿制取入造金红石的各种方法，例如，选择氯化法和还原锈蚀法等。     （三）含钒炭质板岩     沉积型含钒炭质板岩也是我国钒矿资源中重要的一种，目前还处在研究阶段。矿石中钒呈微业嵌布的钒云母等矿物或及附状态存在，用选矿方法不易富集，因而研究了湿法冶金提钒。矿石先经煅烧除去炭质，然后进行钠化焙烧和水浸出。水浸残渣再用酸浸可以进一步提高钒的浸出率，有时原矿选经浮选富集成含钒粗精矿，再焙烧浸出，可以显著降低酸耗。

钛是现代工业的重要金属原料。 钛产品主要有金属钛（包括钛合金）及钛白（即二氧化钛）两种。 钛及其合金具有密度低，强度高、耐腐蚀、耐高温等优异性能及特殊功能，广泛应用于航空和航天、化工、冶金、发电、医疗、航海及海洋资源开发等领域；钛白则用于涂料、造纸、塑料、橡胶、油墨、化纤等工业部门。

由攀钢矿业公司承担的《攀枝花钒钛磁铁矿提质稳钛增能工程技术研究》，针对攀枝花钒钛磁铁矿矿石多金属共生、含铁品位低、硬度大、剩磁大、矫顽力高、矿石类型多、性质差异大的特点，在详细充分的矿石工艺矿物学研究的基础上，进行了高频振动细筛提高铁精矿品位工业试验、旋流器替代螺旋分级机提高分级效率的工业试验、模拟两段磨矿工业试验、16撑系列提质稳钛增能技术工业试验及工程化改造等一系列工业试验研究和工程化技术研究，其中，自主开发的湿式脱磁器与合作开发的18m2外滤式过滤机解决了生产中的脱磁和过滤难题，高频振动细筛提高铁精矿品位工业试验达到了提高铁精矿品位的目的，解决了普通筛板筛分攀枝花钒钛铁矿不耐磨的难题;旋流器替代螺旋分级机提高分级效率的工业试验解决了工程化改造场地不足的问题，突破了提质稳钛增能工程技术的瓶颈;采用“旋流器+高频细筛”组合分级，确保了二段分级作业分级效率，铁精矿品位的稳定和改造方案的实施，为系统工业试验提供了技术支撑。 该项目研究密切结合生产实际，实现了工程化，将攀枝花钒钛磁铁矿铁精矿品位提高到54%以上，铁精矿中TiO2含量控制在13%以下，使磨选系统原矿处理量和铁精矿产量得到显著提高，解决了原有一段磨矿磁选流程结构不能适应矿石性质变化和生产高品位铁精矿的需要，为低品位复杂共生矿得到高效利用提供了技术依据，可大幅度提高资源利用率，延长矿山开采年限。特别是对白马铁矿和其它钒钛磁铁矿开发利用的工艺技术和设备配置具有重要的推广应用价值，为实现攀钢(集团)公司“精料方针”、提高整体经济效益打下了坚实的基础。

钒钛磁铁矿石属于晚期岩浆分凝矿床的矿石。就其矿石粒度嵌布特征和矿物磁学性质而言，这种类型矿矿石是磁选较易处理的对象。目前在我国和国外已具有一定的生产规模，且有较广阔的发展远景。矿石中除含有磁铁矿外多伴生有钛铁矿和钒钴镍等有用元素。脉石矿物多为辉长岩。  我国攀枝花冶金矿山公司处理的就是钒钛磁铁矿。矿石的主要金属矿物有钛磁铁矿、钛铁矿、另有少量磁赤铁矿、褐铁矿、针铁矿、硫钴矿、硫镍钴矿、黄铜矿及墨铜矿等。脉石矿物主要以钛普通辉石、斜长石为主、其次为橄榄石、钛闪石，还有少量的绿泥石、蛇纹石等。  该公司采用一段闭路磨矿和二段磁选一段扫选的工艺流程分选磁性矿，见下图，同时结合其他方法回收钛矿物和钒钴镍矿物。磁选指标为：原矿品位30.81%，精矿品位51.59%，尾矿品位14.17%，回收率74.5%。   攀枝花钒钛磁铁矿磁选流程

以钒钛磁铁矿为质料直接出产V2O5的工厂主要有南非、芬兰及澳大利亚等国的钒厂。钒钛磁铁矿中钒主要以类质同象替代尖晶石中的铁，但各地的钒钛磁铁矿仍有其成矿的差异。 一、芬兰 芬兰劳塔鲁基公司的奥坦马基矿含40%的磁铁矿，含V 0.25%～0.3%。钒存在于钛磁铁矿晶格中。矿石先磁选去掉脉石，然后细磨至0.1～0.2mm，湿式磁选得含钒磁铁矿精矿，成分如下： 成分     V       Fe     TiO2     SiO2 %     0.65     69.5     1.8      0.5 该流程的特色为用球团矿在竖炉中焙烧。加3%～6%的纯碱制成10～12mm的球团入炉，1200℃逗留约11h。冷却至600～700℃出炉。用水浸36h。钒浸取率大于95%。加Al2（SO4）3除硅，清液加硫酸铵沉淀出。浸取后的球团作为炼铁质料。 木斯塔瓦拉是该公司在1962年发现的新基地，1976年建成投产。矿石含Fe 17%、V 0.2%。其工艺流程基本上与奥坦马基类似。钒的总回收率为77%。沉钒率为99.8%，年产V2O5 3kt。制品成分如下：制品V2O5V2O4Fe2O3SiO2Na2OK2ONH3H2O钒酸铵/%900.60.020.10.10.15.63.2熔片/%926.00.050.150.10.1二、南非 南非德兰士瓦的布什维德火成岩有约20亿t钒钛磁铁矿。主矿层含V2O5 1.5%左右，54%～60%的Fe及12%～14%的TiO2。 （一）德兰士瓦的威特班克钒厂 其质料成分如下：成分FeV2O5TiO2Al2O3Cr2O3%50～60～2.58～201～9～1.0 其出产流程如图1。矿石经磨细至70%－200目，脱水，配加纯碱、食盐、芒硝，在反转窑内1200℃氧化焙烧。排出的HCl气体，先喷水冷却，然后用中和，通过循环吸收，NH4Cl到达150～180g/L，用作沉钒剂。焙烧料比严重、多孔，用水渗滤浸取。浸取液用NH4Cl沉钒得。在50℃下枯燥，为白色结晶，作为产品出售。进一步煅烧脱，得赤色氧化钒作催化剂用。进一步熔化，可制成熔片出售，成分如下：成分V2O5Na2OSiO2FeAsPS/%77.10.10.10.050.010.010.01红氧化钒熔片/%99.30.20.20.20.010.010.01图1  南非威特班克厂流程 从矿石至产品，钒的总收率约60%。沉钒后液经蒸腾、浓缩后可分出NaCl，与NH4Cl母液，均可回来运用。 （二）米德尔堡的瓦斯帕克洛夫厂 该厂于1974年投产。也用布什维德矿作质料。成分（%）如下：成分VFeTiO2SiO2%0.9255.612.72.2 矿石先碎至30mm，烘干，再磨细至70%－0.09mm，增加芒硝，用Na2SO4返液造粒，粒径10～12mm。先在链箅机上枯燥、预热至900℃，然后在反转窑1270℃焙烧60～110min，转化率大于92%。研讨以为，使用返液中的V5＋在焙烧中起催化作用，可促进矿石中的三价钒与芒硝反响转化为可溶性V2O5。矿石中的SiO2对钒的转浸率有显着影响。由2可见，SiO2大于2.5%才有显着的晦气影响，碱与硅酸的结合随温度升高及时刻延伸而增加。图2  氧化硅对钒浸出率的影响 1－增加7%Na2SO4；2－增加14%Na2SO4 焙烧后的球团在串联的大型浸取塔使用热水作逆流浸取，温度对浸取率有显着影响，如图3所示。进步温度至125℃可显着缩短浸取时刻。图3  浸出温度对钒浸出率的影响 所得浸取液含35～70g/L V，1g/L SiO2左右，悬浮物3～7g/L。除硅时参加Al2（SO4）3，用量每mol的SiO2为1.2mol。 沉钒时参加（NH4）2SO4用量每mol的V2O5为1.2mol，pH＝7.5～9，温度为25～35℃，得到的含Na2O小于0.1%，在反转窑内分化、熔化成V2O5熔片出售。 选用钒钛磁铁矿直接化焙烧后，浸取渣含钠高时，不宜再用作炼铁质料，或只能部分用作炼铁质料，是本法的严重缺陷。

钒钛磁铁矿选矿：钒钛磁铁矿：这是我国钛铁矿岩矿床的首要矿石类型。依据攀枝花矿山公司的选矿研讨和出产实践，其钛铁矿精矿的选矿是在对钒钛磁铁矿石经一段磨矿(-0.4mm)，一粗、一精、一扫的磁选流程磁选出磁铁矿精矿(Fe51%～52%，TiO212.6%～13.4%，V2O50.5%～0.6%)之后的磁尾(矿)进行。磁尾矿(含TiO27%～9%)中粒状和部分片晶状钛铁矿精矿的选矿办法 钒钛磁铁矿石以Fe与Ti方式细密共生赋存在钛磁铁矿中的TiO2(约占攀西区域TiO2总储量的53%)，因为赋存状况、粒度，以及在高炉冶炼绝大部分没有被复原而以TiO2方式进入炉渣的化学反应特性等要素，现在还难以用机械选矿办法收回使用。可是，跟着攀枝花钢铁研讨所和北京钢铁研讨总院对钛磁铁矿的铁、钛、钒归纳收回而对冶炼工艺和技能的改善与进步，现已基本上打通流程，取得了活跃的效果。此外，还展开了复原磨选制取铁粉和归纳收回钒钛的实验。其流程是： 钒钛铁精矿— 铁粉--道窑碳复原— V2O5--破碎磨矿— 富钒钛料—湿法别离---重磁选别离--TiO2 钛铁矿、金红石砂矿：这是我国现在出产钛铁矿和金红石精矿的首要矿石类型。依据海南中兴精密陶瓷微粉总厂和海南省冶金工业总公司所属沙老、南港、清澜(铺前)、乌场(保定)4个国有钛(砂)矿的出产实践，其钛铁矿、金红石、锆石、独居石砂矿的采矿、选矿工艺流程和各种精矿的技能指标如图3.5.10。采矿的回采率>95%，贫化率 为了进步资源的使用率和经济效益，削减中矿、尾矿的积压和对环境的污染，广州有色金属研讨院曾专题研讨了“海南岛海边砂矿难选中矿钛元素赋存状况及归纳收回途径”(第三届全国矿产资源归纳使用学术会议论文集，1990年)。该研讨、实验标明：①钛元素首要赋存在以Ti4+与Fe2+呈类质同象置换而构成的钛-铁矿系列中;其间钛铁矿(含TiO252%～54%)和富铁钛铁矿(含TiO246%)所占的份额达66.2%，其次是富钛钛铁矿(含TiO256%～58%)占19.2%，钛赤铁矿(含TiO210.7%～19.5%)占14.6%。此外，钛元素还少量地赋存在金红石、锐钛矿、白钛石和榍石中。②难选中矿属钛铁矿、锆石、独居石、金红石、锐钛矿等的混合矿藏，矿藏粒度0.2～0.08mm(属可选粒度);选用二介质作“沉浮”选矿，比重 3.3的有用重矿藏下沉产率达73.5%。③在下沉的重矿藏中，除主收钛铁矿外，可归纳收回锆石、独居石、富钛钛铁矿和金红石;其有用的选矿流程有二：其一是有用重矿藏经电磁选场强6000Oe分选出占钛铁矿矿藏份额88.1%的磁性产品(TiO243%)，再经800℃、10min的氧化焙烧，最终经场强650Oe弱磁选，在磁选产品中可取得TiO250%～51%的钛铁矿精矿产品;其二是有用重矿藏(钛铁矿粗精矿，含TiO243%～46%)经电选(2.1kV，120r/min)，在导体产品中可取得TiO251%～53%的钛铁矿精矿产品。④在经场强8000—12000 Oe磁选的尾矿中，再选用浮选，可取得合格的独居石精矿;再对其经场强>20000Oe磁选的非电磁性重矿藏尾矿中，选用电选，可在非导体性产品中取得合格的锆石精矿，在导体性产品中取得合格的金红石精矿。

一、概述 用普通大型高炉冶炼钒钛磁铁矿,尤其是冶炼时炉渣中TO2>22%的高钛型钒钛磁铁矿,曩昔国内外都认为是不可能的。因为技能上的原因,用惯例办法冶炼将会呈现炉渣粘稠,渣铁不分,炉缸堆积等现象,使正常出产难以进行。 我国攀枝花区域蕴藏着丰厚的钒钛磁铁矿,是我国三大铁矿之一。与铁矿共生的钒、钛资源在全国和国际都占有重要位置。 通过60年代中期的大规划工业性科学实验,处理了根本工艺问题,创始了高炉冶炼钒钛矿技能,为攀枝花资源的开发利用奠定了根底。并因而曾获国家发明奖。但因为一些重要的技能难题未能处理,如泡沫渣、铁水粘罐、铁损高以及档次低、渣量大等问题长时间困扰出产,冶炼工艺及操作技能也尚不彻底    泡沫渣、铁水粘罐、粘渣、铁损高、脱硫才能低是老练,使攀钢高炉目标低下。自1970年投产后,历经10年,高炉利用系数才到达不高的规划目标(1－40t/m3·d ),尔后长时间徜徉在1.5～1.6t/m3·d的较低水平,且耗费高,焦比在620kg/t以上,经济效益差,比年亏本。 进入90年代中期,攀钢以钒钛磁铁矿高炉强化冶炼为中心,展开了体系的科技攻关,进行了系列的科学实验和理论研讨,成功地开发了钒钛磁铁矿高炉强化冶炼的新技能,获得严重的打破性发展。使各项目标大幅度进步,在入炉档次低的质料条件下,高炉利用系数到达国内外先进水平,自1998年下半年以来,利用系数(未经折算的实践值)一向保持在2.0t/m3·d以上，1999年一季度均匀利用系数为2.143t/m3·d，入炉焦比降到484kg/t，吨铁喷煤98.54Kg，获得巨大经济效益（表1）。 表1　攀钢炼铁厂1990～1998年度首要技能经济目标 Table1 Maintechnicaleconomicindexfrom21990to1998forIronmakingPlantofPangang二、首要技能难题的打破 泡沫渣、铁水粘罐、粘渣、铁损高、脱硫才能低是钒钛矿高炉冶炼实验中的重要技能难题,也是攀钢高炉投产后长时间困扰出产的首要问题。 （一）泡沫渣问题       冶炼钒钛矿的高炉渣流入渣罐后,发生很多气体,使炉渣成泡沫状欢腾上涨,溢出罐外。而涨落之后,罐内只要小半罐渣,渣罐容积不能充分利用,而高炉则因出不净渣铁,导致炉内压差升高,被逼减风,无法进步冶炼强度。 通过理论研讨和出产实验,弄清了泡沫渣构成机理并找到了消除办法。从热力学分析，渣中TiO2被TiC以及饱满碳和非晶太碳复原发生很多CO气体，是导致欢腾现象的原因（图1） 图1  有关TiC反响的△G与t的联系从动力学分析，当渣中发生的CO气泡的生成速率和气泡的稳定性到达必定程度时，泡沫渣就发生欢腾现象。 Vt≥15.56u-0.3016式中Vt－气泡发生速度 CTi(C,N)－Ti(C,N)在渣中的浓度 u－参数，取值1～8 △    G－形核的活化能 △    Gf－气、渣二相体积自由能改变 △    Gh－复原成CO的化学反响自由能改变。 根据对首要参数的分析，可得出泡沫渣构成的区间（图2） 图2  泡沫渣构成的条件（全钒钛高钛渣）通过调整炉渣成分，操控渣中TiO2在23%～24%，改变了钛渣结构，使渣中TiO2活度下降，并进步炉内高温区的氧势,然后按捺了TiO2的过复原,有用地消除了泡沫渣欢腾现象。 （二）铁水粘罐问题 铁水粘罐是钒钛矿冶炼的特有现象。普通矿冶炼时铁水罐尽管也有粘结的状况,但其粘结物的熔化温度低于出铁温度,下次出铁时可被熔化,罐衬越刷越薄,一般可用300～400次。而钒钛铁水的粘罐物中则因含有V、Ti的氧化物,熔点很高,高于出铁温度,在下次出铁时不能被熔化,越结越厚,铁水罐只能用几十次。严重影响了高炉正常出产。 在研讨弄清了粘罐的机理后,发明晰吹氧化罐和氧燃化罐技能熔化粘罐物,又采纳冷扣罐、喷涂和运用腊石砖砌罐帽,炉前选用焖砂口操作根绝高炉渣过渣进罐,铁水罐加蛭石保温等办法,彻度处理了铁水粘罐问题。 （三）消除粘渣和下降铁损 跟着高炉内复原进程的进行,炉渣中一部分TiO2被复原生成钛的碳、氮化合物。TiC的熔点为3140℃±90℃,TiN 熔点为2950℃±50℃,远高于炉内最高温度,它们通常以几微米但具有极大比表面积的固相质点弥散在炉渣中和包裹在铁珠周    围,使铁珠难以聚合,渣中带铁增多,粘度增大数十倍,构成粘渣和高铁损。因为构成“高温亲液胶体”和“类网状结构”,其粘度已不能用牛顿力学核算。实验标明,在1480℃变稠的炉渣粘度η＝2.817e105.34φ,其间 高炉选用低硅、钛操作,操控炉热水平,以按捺TiO2过复原。又选用特殊办法,使变稠的炉渣消稠,并活泼炉缸。强化炉前操作,缩短渣铁在炉内停留时间以及选用合理炉料结构,操控TiO2在适宜规划,然后有用地消除了粘渣,下降了铁损。 (四) 钛渣脱硫才能的改进 因为TiO2在炉渣中呈弱酸性,所以高钛渣的脱硫才能远低于普通高炉渣,Ls仅为5～9,而一般炉渣Ls为20～30。 实验室研讨标明,钛渣的碱度R 可表达为系数α＝0.7，β＝0.15，γ＝0.6。 通过科技攻关，采纳优选适宜的炉温、炉渣碱度，关在冶炼操作中削减其标准偏差，改进钛渣功能，添加流动性，强化冶炼，活泼炉缸以及改进入炉质料质量，进步风温，下降硫负荷，然后改进了钛渣脱硫才能,明显地进步了生铁质量,使铁水均匀含硫由0.075%降至0.054%。 三、优化炉料结构,进步钒钛烧结矿的强度 为改进质料质量,将烧结矿碱度由1.2进步到1.75,避开了钒钛烧结矿低强度区间,削减了粉末,又使高炉配猜中不再加石灰石,促进焦比下降。 为了施行精料政策,改变大渣量对强化冶炼构成的困难,近年来,将进步入炉矿石档次作为优化炉料结构的要点之一。通过适度进步钒钛铁精矿档次,添加烧结中富矿粉用量以及进步熔剂的有用CaO等办法,使入炉矿石档次由1995年的45.47%进步至1998年的46.57%，1999年1季度又进步至47.01%。不只入炉铁量添加,并且因为渣量削减,改进了炉内压差散布,下降了铁损和焦比,使攀钢高炉获得了进步1%档次,添加产值3%以上的效益。 高钛型钒钛磁铁精矿的特色是TiO2、Al2O3高, SiO2低,成球性差,液相量少,是一种特别难烧的矿石。针对上述特色,成功地开发了一系列技能办法,如高负压厚料层操作、配加生石灰和钢渣、富氧焚烧、添加复合粘结剂、选用ISF偏析布料技能、燃料二次分加、烧结矿喷洒卤化物等，使钒钛烧结矿的冷、热强度明显进步，质量改进，产值添加。 四、高炉操作的优化与冶炼的强化 在处理了钒钛矿冶炼的技能难题、出产步入正常的根底上,环绕高炉冶炼,不断优化工艺操作参数和操作准则,发明晰一套完善的工艺技能。包含钒钛矿冶炼合理的热准则与造渣准则,上部调剂的高压操作、无钟炉顶的多环布料与中心加焦技能,中部调剂操控适宜的暖流强度,下部调剂以120～150KJ/s的高鼓风动能以及防止钛渣变稠的特有办法来到达活泼炉缸,强化冶炼的意图。 喷吹煤粉关于冶炼高钛型钒钛矿的攀钢高炉,长时间以来一向是技能领域里的一个禁区。1967年在首钢老2号高炉进行钒钛矿冶炼模仿实验时,曾两次试喷煤粉均告失败。因为一部分未彻底焚烧的煤粉进入炉缸，与高温熔渣触摸，构成渣焦反响，碳与效果的成果，生成高溶点的钛的碳氮化合物。TiO2＋3C＝TiC＋2CO2，    △F0t＝125500－80.29T；TiO2＋3C＋1/2N2＝TiN＋2CO2，△F0t＝90100－61.24T。使炉渣变稠，渣铁难分，正常出产无法进行，被逼停喷。 从80年代开端,攀钢高炉再次实验喷吹煤粉。为了确保煤粉的快速彻底焚烧,防止炉渣变稠,研发发明晰氧煤喷。据查新,其时在国内外均属创始。1991年攀钢高炉氧煤混喷技能又列入国家“八五”要点科技攻关项目,进一步完善了喷吹体系,并进行了不同结构氧煤的出产实验(图3),获得较好效果,完成了用最少数氧到达最大喷煤量的意图。现在,喷煤量已到达均匀120kg/t的水平。 此外,攀钢高炉还开发了钒钛矿冶炼的富氧鼓风、炉前操作的强化技能与焖砂口的运用等。 图3  氧煤结构示意图    为了树立高炉冶炼钒钛矿的数学模型,以逐步完成冶炼进程的自动化操控,在攀钢4号高炉开发了核算机专家体系。用美国西屋公司WDPF核算机开发炉况判别和热状况判别两个子体系,热状况又以预告铁水钛含量作为高炉操作炉热水平操控的根据。［Ti］的预告选用自适应和人工神经网络归纳预告体系，当炉况正常时用自适应体系，炉况不顺时用人工神经网络体系预告，在差错±0.03%规划内命中率为86.8%,有必定参阅效果(图4、5、6。) 图4　攀钢4号高炉炉况断定及操作辅导专家体系结构图图5　铁水钛含量归纳预告体系结构图6　神经网络预告钛含量结构五、冶炼钒钛矿的高炉炉体解剖及护炉效果研讨 为了深化探究高炉冶炼钒钛矿的规则,在410厂0.8m3小高炉进行了解剖实验0。该高炉用攀枝花钒钛矿冶炼,炉渣TiO2为27%～28%。 通过解剖看出,整个微观状况仍然明显地存在自上而下的块状带、软熔带、滴落带和风口回旋区。炉内剖面如图7。 图7　0.8m3高炉冶炼钒钛磁铁矿的剖面状况通过解剖实验,了解了高炉内铁、钒、钛等元素的行为,炉内温度的散布状况以及Ti (C ,N)的生成状况(图8),对钒钛矿高炉冶炼的理论研讨和出产实践都有重要参阅效果。 图8　不同高度上t, RFe RTi,η的改变冶炼钒钛矿对高炉的炉缸、炉底有维护效果。这是在攀钢1、2、3号高炉大修停炉查询时观察到的。 冶炼钒钛矿的高炉在炉缸和炉底的砖衬上有一层结构细密的沉积物,经化学物相、岩相、X射线和扫描电镜分析,它是含有很多高熔点贱价钛化合物与特殊形状的金属铁和其它渣相矿藏的一种多相物质。沉积物的上部含有较多的黑钛石,下部含有较多的Ti(C，N)固溶体。因为熔点高,熔化终了温度达1500℃以上,在该区域的温度下不能熔化,然后维护了炉缸炉底的砖衬（图9）。 图9　攀钢2号高炉炉缸炉底腐蚀状况冶炼钒钛矿的高炉、炉缸、炉底腐蚀远较冶炼普通矿的高炉轻缓，用粘土砖砌筑炉底就可保10年以上寿数。在冶炼普通矿的高炉中配加少数含钛物料（TiO27～15Kg/t）也可起到护炉效果。1980年今后在国内高炉逐步推行，已有64座高炉运用攀枝花的钒钛矿护炉，对延伸高炉寿数起了很大效果。 六、体系理论的树立 通过很多的科学实验研讨和出产实践验证,树立了钒钛磁铁矿高炉冶炼的体系理论,归于国际创始。 这一理论包含高炉冶炼钒钛磁铁矿的根本原理,钒钛磁铁矿的复原进程,铁、钒、钛等元素在高炉内的行为,钒、钛氧化物复原反响的热力学和动力学以及高钛渣的各种特性及其机理,高炉冶炼钒钛磁铁矿的规则以及钒钛磁铁精矿的烧结特性等。 在正确理论的辅导下,攀钢高炉冶炼钒钛磁铁矿的出产技能得到迅速发展。 七、结语 攀钢高炉通过科学实验和技能攻关,成功地开发了钒钛磁铁矿强化冶炼的新技能,树立了善的理论与运用技能,使首要出产目标获得严重打破。在入炉矿石档次仅46%的条件下,运用难冶炼的钒钛矿,高炉利用系数到达2.0t/m3·d以上,居国内外同类型高炉前列。因为规划产值添加,耗费下降,质量改进以及钒制品收益添加,每年为攀钢添加经济效益达数亿元。此外,钒钛矿护炉效果在国内高炉推行运用,为延伸高炉寿数起了很大效果,社会效益也非常明显。

一、钒钛磁铁矿选择     钒钛磁铁矿由于其磁性强，用弱磁选法就可回收。钒钛磁铁矿的选矿是将原矿石破碎、磨矿至－0.074mm占45%左右，经弱磁选一次粗选、一次精选流程可得钒钛铁精矿。其TFe51.5%以上，V2O50.5%～0.6%，铁回收率72%左右，V2O5回收率80%，详见图1。    图1  1段磨选工艺流程     由于钛磁铁矿中钒呈类质同象，平均含量0.3%～0.4%，并且80%～90%赋存在钛磁铁矿中，而钛磁铁矿含V2O510－3。存在于钛磁铁矿中的V2O5只为矿石含量的1.44%～4.03%，钛铁矿含V2O5的品位为10－5～10－4。其余则含在脉石矿物钛辉石和斜长石中。     为了满足攀钢对钒钛精矿提高质量要求，目前攀枝花矿业公司密地选矿厂生产工艺流程已由原来一段磨矿磁选流程改造为阶段磨矿阶段磁选流程，磨矿粒度为－0.074mm65%～70%，钒钛磁铁精矿铁品位由原来51.5%提高到54%～55%，产品铁精矿中TiO2品位与原生产流程相比没有明显变化，SiO2品位与原生产流程相比含量则有所下降。其他元素V2O5、Al2O3、CaO、MgO、S都没有明显变化。V2O5品位0.563%～0.585%，见图2所示。    图2  阶段磨选工艺流程     二、含钒磁（赤）铁矿选矿工艺流程     凹山选矿厂采用三段一闭路破碎系统和两段全闭路磨矿系统以及弱磁－强磁选别工艺（图3）。选厂1998年主要生产指标见表1。    图3  凹山选厂选矿流程 表1  1998年选厂生产指标产品名称产量/万t产率/%品位/%回收率/%原 矿502.89100.0029.12100.00精 矿181.2336.0463.8679.02尾 矿321.6763.969.5520.98     所产铁精矿中V2O5为0.3%，品位较低，供冶炼钢提钒用。近年来铁精矿产率30.64%，TFe64.09%，铁回收率79.82%，尾矿TFe9.23%，原矿TFe26.04%，铁精矿中V2O5仍为0.3%左右。     三、从钒钛磁铁矿精矿中提钒     从岩浆型钒钛磁铁矿中提钒，钒钛精矿中钒的提取用冶炼方法有火法与湿法两种。火法是通过钒钛精矿或钒渣间接提钒，湿法则是用钒钛精矿直接提钒。目前我国以间接提钒法为主。       火法提钒工艺。将选矿产品钒钛精矿，直接进入高炉或电炉中冶炼，使矿石中的钒大部进入铁水，再将含钒铁水入转炉送氧吹炼，使钒富集于渣中，成为钒渣。钒渣经焙烧、浸出、过滤，即得五氧化二钒。这一方法的最大优点是钒回收率高，特别适用于低品位钒矿石的利用。缺点是矿石处理量大，而生产规模小，与大规模的钢铁工业生产不相适应。     从钒钛磁铁矿中提钒的生铁－钒渣滓工艺流程见图4。    图4  钒钛磁铁矿提钒的生铁－钒渣工艺流程     近20年我国积累了大量有关钒钛磁铁矿提钒工艺的经验并首创高炉炼铁－雾化提钒法目前攀枝花钢铁公司已用此法大规模生产钒渣。其工艺特点是，将铁在中间罐内撇渣和整流，在雾化器中雾化，雾化后的铁水进入雾化炉反应，提钒后的铁水（半钢）流入半钢罐，使之在半钢罐面上形成钒渣层，将半钢分离即得钒渣，钒渣经熔烧、浸出、过滤则得五氧化二钒产品。见图5。    图5  攀枝花钢铁公司雾化吹钒渣工艺     湿法提钒工艺：将钒钛精矿加芒硝制团，经焙烧、水浸，使钒酸钠进入溶液，再加硫酸使之转化为五氧化二钒，水浸后的球团再用于炼铁。湿法提钒的优点是工艺流程短，而且钒的回收率高。     四、含钒钢渣提钒     提钒的主要原料之一是钒钛磁铁矿，从钒钛磁铁矿中回收钒，常用的方法是将钒钛磁铁矿在高炉中冶炼出含钒生铁，通过选择性氧化铁水，使钒氧化后进入炉渣，得到含量较高的含钒钢渣作为提钒的原料。

作为一种重要的战略性资源，钒在高科技尖端科学与军工范畴有着广泛的用处。钒是一种高熔点稀有金属，作为十分名贵的战略性资源，广泛应用于机械制造、轿车、航空航天、铁路、桥梁等范畴，如输油管、海底管道、造船、聚变反响堆容器、喷气机和火箭、空气压缩机、金属模具、高速钢、工具钢等。钒是一种可锻金属，但含有氧、氮或氢的钒则变脆。钒是电的不良导体，其电导率仅为铜的十分之一。室温时，细密的钒对氧、氮和氢都是安稳的。钒在空气中加热时，氧化成棕黑色的，蓝黑色的四氧化二钒，或桔红色的五氧化二钒。在较低的温度（180℃）下，钒与氯效果生成。高温下与碳及氮生成碳化钒及氮化钒。钒本领、稀硫酸、碱溶液和海水腐蚀，但能被硝酸、或浓硫酸腐蚀。钒首要制成钒铁用作钢铁的合金组分，它具有能细化钢铁基体晶粒的效果，故广泛用于各类钢种。钒在非铁合金中首要用于制造钛合金。        钒能够操控铜基合金中的气体含量，并改进其微观结构，在内燃机活塞的铝基合金中参加少数钒，能够增强合金的强度，并下降其热胀系数。钒的快中子吸收截面小，对液态钠有杰出的耐蚀性，并有抗高温蠕变的效果，可作快中子增殖堆燃料棒的包覆材料和释热元件。钒的金属间化合物是超导材料。广泛用作有机和无机氧化反响的催化剂，用于出产硫酸、精粹石油；用来制造吸收紫外线和热射线的玻璃以及玻璃、陶瓷的着色剂。钒的氧化物和偏钒酸盐用于出产印刷油墨和黑色染料。        二、资源储量散布及在国际上的位置钒是我国优势矿产，资源储量在国际上也占有重要位置。截止2007年年末，全国保有钒的资源储量为3825万吨（ ，下同）。此外，还有猜测资源量139.4万吨。全国有21个省具有钒的查明资源储量，但首要会集散布在以下省区：四川1906万吨，占全国资源总量的49.8%；陕西400万吨，占10.5%；湖南391万吨，占10.2%；湖北256万吨，占6.7 %；安徽231万吨，占6%；广西203万吨，占5.3%；甘肃139万吨，占3.6%。以上7省区查明资源储量占全国的92.2%。国际钒的储量为1300万吨（金属量），我国储量约占全球的38.5%。

纯钛是银白色的金属，它具有许多优秀功能。钛的密度为4.54g／cm3，比钢轻43% ，比久负盛名的轻金属镁稍重一些。机械强度却与钢相差不多，比铝大两倍，比镁大五倍。钛耐高温，熔点1942K，比黄金高近1000K ，比钢高近500K。    钛归于化学性质比较生动的金属。加热时能与O2、N2、H2、S和卤素等非金属效果。但在常温下，钛表面易生成一层极薄的细密的氧化物保护膜，能够反抗强酸乃至的效果，表现出强的抗腐蚀性。因而，一般金属在酸、碱、盐的溶液中变得千疮百孔而钛却安然无恙。    液态钛简直能溶解一切的金属，因而能够和多种金属构成合金。钛参加钢中制得的钛钢坚韧而赋有弹性。钛与金属Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金属间化合物。    钛合金制成飞机比其它金属制成相同重的飞机多载旅客100多人。制成的潜艇，既能抗海水腐蚀，又能抗深层压力，其下潜深度比不锈钢潜艇添加80% 。一起，钛无磁性，不会被发现，具有很好的反监护效果。    钒具有“亲生物“’性。在人体内，能反抗分泌物的腐蚀且无毒，对任何灭菌办法都习惯。因而被广泛用于制医疗器械，制人工髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨，自动心瓣、骨骼固定夹。当新的肌肉纤维环包在这些“钛骨”上时，这些钛骨就开端维系着人体的正常活动。    钛在人体中散布广泛，正常人体中的含量为每70kg体重不超越15mg，其效果尚不清楚。但钛能影响吞噬细胞，使免疫力增强这一效果已被证明。

一、概  述    钒钛磁铁矿是一种多金属元素的复合矿，是以含铁、钒、钛为主的共生的磁铁矿。攀枝花矿是经过磁选后的钒钛磁铁精矿，由于是一段磨矿工艺，粒度非常粗，精矿中粒度小于0.074mm者含量仅为35%～40%,从化学成分看，TiO2高达12%～13%,铁品位则只有51.5%左右,Al2O3也偏高，达4.5%左右，由于钒钛磁铁精矿的物化性能的特殊性，造成了钒钛磁铁精矿烧结的一些特殊之处。    二、钒钛磁铁精矿的特点    由一段磨矿磁选得到的钒钛磁铁精矿的主要特点有：    (1)精矿粒度粗。小于0.074mm的精矿占30%～40%,且颗粒表面平整、边缘光滑，其大小差异较小，成球性差，从而造成烧结料层透气性差、烧结利用系数低。强化普通精矿制粒的有效措施，用于强化攀枝花钒钛磁铁精矿制粒，其效果较差。    (2)精矿铁品位低。钒钛磁铁矿本身成矿的理论含铁量低，加之钛磁铁矿中的脉石矿物难以选别所致。这是造成钒钛烧结矿品位低，高炉冶炼渣量大的原因。    (3)磁铁精矿SiO2含量低，TiO2含量高。由于精矿中SiO2含量低，烧结时产生的液相量不足，烧结矿难以得到很好地粘结;TiO2含量高，不仅降低了烧结料的铁分，且烧结温度高，同时，因CaO•TiO2的形成不利于烧结矿的固结，致使钒钛烧结矿脆性大、强度差、返矿率高。这也是导致钒钛烧结矿烧结利用系数低的另一个重要原因。    (4)Al2O3含量高。这对烧结矿强度和高、低温还原性均有不利影响。    这些特点同矿石的矿物组成和选矿工艺有着密切的关系，从而决定了其烧结性能。    三、钒钛磁铁精矿烧结    钒钛磁铁精矿是烧结用主要含铁原料，在攀钢烧结生产中，占70%～80%,其余含铁原料为普通富矿粉。国产矿含铁品位都较低。   （一）钒钛磁铁精矿烧结生产的特点    1.钒钛磁铁精矿烧结的难点    钒钛磁铁精矿烧结的难点为：    (1)成球性不好，球粒热强度低，料层透气性差。精矿成球性与亲水性、粒度粗细、粗细粒级比例、颗粒表面粗糙度、孔隙率等因素有关。    攀枝花钒钛磁铁精矿润湿热值较大，表明其亲水性较好，但其粒度太粗，小于0.074mm精矿含量仅占35%左右，比表面积仅为491.1723cm2/g,孔隙率低，在不添加任何粘结剂的情况下，其成球性指数最小，表明其成球性最差。    另外，不添加任何粘结剂时，已制粒混合料中准颗粒强度极差。烧结过程中烧结矿带、燃烧带、预热带和过湿带的阻力损失依次为1176Pa、3332Pa、4312Pa、1960Pa,预热带最薄，但是阻力最大，这表明在受热和挤压时，准颗粒严重粉化，这必然影响整个料层的透气性。    (2)烧结矿强度差、成品率低。由于攀精矿TiO2和Al2O3含量较高，而TFe和SiO2含量较低，采用目前的熔融型烧结方法，生成的烧结矿中普通硅酸盐粘结相量仅有15%～20%,钙钛矿本身的抗压强度低，仅为复合铁酸盐(SFCA)的1/4,而且，钙钛矿的熔化温度高，表面张力小，在烧结过程中最先析出，充填于硅酸盐、钛磁铁矿和钛赤铁矿晶粒之间，使得烧结矿孔隙率高，各种矿物之间的粘结力减弱，因此，烧结矿的强度差，成品率低。[next]    2.钒钛磁铁精矿烧结生产的特点    钒钛磁铁精矿烧结生产的特点是利用系数和强度低，返矿和工序能耗高。    攀钢投产前用攀枝花和承德钒钛铁精矿做烧结试验，结果表明，在没有强化措施的条件下，系数仅达到1.0t/(m2•h).攀钢设计利用系数为1.08t/(m2•h),从投产到1982年，系数一直徘徊在1.0t/(m2•h)左右。后来采取了一系列强化措施，通过研究和应用，逐步地使利用系数提高到1.15h/(m2•h)左右，1999年已达到1.275t/(m2•h).同国内主要烧结厂相比，利用系数偏低。这表明钒钛磁铁精矿烧结的强化要比普通精矿难得多，其主要原因是混合料的透气性差。影响透气性的主要因素是精矿粒度粗。由于粒度粗、混合料成球性差，必然导致料层透气性不好。科研人员曾对大于3mm的混合料颗粒进行压试，结果表明，几乎不存在由精矿本身形成的大于3mm的小球。所有大于3mm的小球都是由返矿、富矿粉、石灰石粉、焦粉颗粒形成的。将大于3mm混合料进行水洗，把粘附的精矿粉洗除，然后把骨架颗粒烘干和分级，检测出的形成大于3mm的混合料骨架颗粒中，小于3mm的颗粒只有10%～15%,说明小于3mm的颗粒很难形成大于3mm的颗粒。混合料中大部分大于3mm颗粒来自返矿和粉矿。    由于烧结矿强度低，钒钛磁铁精矿实际上是处于高返矿量下进行烧结生产。为消除返矿的恶性循环，使返矿量在适宜水平下平衡，采取了诸如尽可能提高料层厚度，确保铺平烧透提高成品率，控制适宜FeO含量范围，定期更换筛板等措施，使冷返矿中大于5mm部分不大于15%,热返矿量不大于10%,返矿率已从1990年的50%降至1999年的30%.    钒钛磁铁精矿烧结的长期生产表明，混合料含碳低，一般为2.8%～3.0%,但工序能耗却比较高。从工序能耗结构上分析，固体燃料消耗占81.06%,煤气消耗占4.24%,电力占14.04%,其他为0.66%.固体燃料消耗高，其主要原因是成品率低，返矿量大，热量消耗在返矿循环上；另外因料层薄(料层1999年才达到450mm),料层自动蓄热作用不好，热利用差。    3.钒钛磁铁精矿烧结工艺    钒钛磁铁精矿烧结既有“低硅”难烧的特点，又因含TiO2(12%～13%)高形成与普通低硅烧结不同的特点。表现在操作上为混合料适宜水分和含碳量都较低，点火温度高，料层薄，实际生产操作可归纳为：大风、低水、低碳、较薄料层。    (1)大风。烧结过程必须有足够风量通过料层以满足燃料燃烧和进行物理化学反应的需要。钒钛磁铁精矿含FeO高(30%～31%),而烧结矿中FeO低，因此在烧结过程中，钛磁铁矿被氧化形成钛赤铁矿需要氧多。据理论计算，烧结每吨钒钛磁铁精矿，比普通精矿多耗39m3空气。若考虑空气过剩系数和漏风率，则单位耗用风量高150m3因此，根据钒钛磁铁精矿烧结实践，设计时必须考虑耗用风量高的特点。    (2)低水。钒钛磁铁精矿适宜水分比普通精矿低。主要是由于钒钛磁铁矿中，含钛矿物以钛磁铁矿为主，其结构致密，亲水性差而湿容小。据西昌烧结试验结果，在未预热的条件下混合料适宜水分为5.6%～6.5%,有蒸汽预热的条件下则为7.0%～8.0%.攀钢实际生产所控制的适宜水分为7.0%左右。根据钒钛磁铁矿烧结对水分敏感性强的特点，操作中加足一次水达7.0%,加少量二次水补充，以保持稳定的料层透气性。    (3)低碳。钒钛磁铁精矿烧结含碳量比普通精矿低。主要原因为烧结时生成液相量少，铁精矿含FeO高而烧结时氧化放热多，混合料水分蒸发和汽化耗热少等，因此混合料固定碳含量较低，一般为2.8%左右。    (4)料层较薄。钒钛磁铁精矿由于成球性差，烧结时料层较薄。尽管进行研究并采用了一系列提高料层厚度的措施，使料层由80年代的240mm左右提高到近年的450mm,但仍比国内普通矿500～550mm料层厚度低。    4.钒钛磁铁精矿烧结的强化    为强化钒钛磁铁精矿烧结，已采取了烧结普通精矿行之有效的措施，但烧结利用系数仅提高到1.275t/(m2•h).这表明钒钛磁铁精矿烧结的强化之难。强化措施如下：    (1)松料器的应用。1982年安装了双层潜管式松料器，后改进为三层潜管式松料器，再后又改为扁钢型松料器，使料层提高40～60mm,产量提高2%,固体燃料节省1.2kg/t.    (2)用生石灰强化烧结。普通精矿采用消石灰和生石灰强化烧结，国内从60年代初开始，是有效且至今已普及的措施。科研人员曾在位于承德、北京、西昌等地的有关工厂进行过钒钛磁铁精矿强化烧结试验，结果表明，生石灰或消石灰使用量占熔剂量的40%,增产的效果为10%～18%.在130m2烧结机进行加消石灰的工业试验，配加量为总熔剂量的50%，使料层提高30～40mm,产量提高13%～17%,烧结矿转鼓指数提高2%，固体燃料消耗降低10%.1998年生石灰投入使用，配比为4.5%～5.0%,增产6%～8%左右，固体燃耗下降5kg/(t矿)。生石灰主要起到以下作用：    1)改善了烧结混合料的原始透气性。生石灰消化后的消石灰胶体颗粒极细，平均比表面积达30m2/g,分散度高，粘结力强，大大改善了攀精矿的成球性、制粒，混合料中小于3mm者粒度含量下降了大约10%，从而使垂直烧结速度由19.58mm/min上升到20.3mm/min.    2)改善了准颗粒的热稳定性。由于细微分散的消石灰胶体颗粒的吸水保水性以及受热收缩性，在烧结过程中减轻过湿层的形成，从而减轻了准颗粒在过湿层的破碎,使用生石灰时，过湿层中小于0.8mm颗粒仅为37.29%,而使用石灰石时达到71.89%.另外，准颗粒受热时，由于其中消石灰胶体微粒收缩，使准颗粒中各组分相互靠近，强度不但不像普通准颗粒那样下降，反而有所提高。    3)改善了物料的烧结反应条件。使用生石灰时，CaO直接与其他各种矿物进行接触，促进了固液反应，减少了游离CaO,有利于各种矿物的结晶发育，从而提高了烧结矿的质量。[next]    (3)高负压烧结。为研究钒钛磁铁精矿烧结高负压强化效果，于1986年将抽烟机负压由11760Pa,提高到(14210±490)Pa,相应料层厚度由281mm提高到307mm,机速增加54mm/min,主管负压升高666Pa.实际台时产量升高6.09t,转鼓指数提高2.9%,固体燃料消耗(标煤)下降0.38kg/t.全厂已推广高负压烧结。    (4)实行煤焦分用。攀钢烧结用固体燃料为焦粉和无烟煤粉，当混破混用时，由于两者破碎性能差异大，难以使两者都达到合适的粒度。为防止无烟煤的过粉碎或焦粉粒度过粗以及因煤粉和焦粉的燃烧性的差异和混用时难以稳定两者的比例，引起烧结过程的波动和热量的利用得不到发挥。为此，采用煤、焦分破、分用。实践表明，分破分用利于烧结工艺稳定，节能效果显著，固体燃料消耗(标煤)下降5.4kg/t.    (5)燃料二次分加技术的应用。国内外研究证明燃料二次分加工艺可以改善燃料燃烧条件，具有明显的增产节能效果。钒钛磁铁精矿烧结采用这一技术，也同样达到了增产降耗效果。攀钢于1995年进行工业性试验，1997年正式在两台烧结机上推广应用，燃料分加比例为50:50,取得了增产6.17%,降耗(标煤)1.04kg/t的良好效果，且焦粉分加效果优于无烟煤。    (6)进一步提高混合料温度。钒钛磁铁精矿烧结由于料层透气性差、垂直烧结速度慢，为了进一步改善透气性，采用了矿槽内蒸汽预热混合料方法，使混合料温度达到70℃以上，减少了过湿层危害，料层透气性进一步提高。    (7)烧结矿喷洒卤化物。钒钛烧结矿由于含TiO2(高达8.9%～9.0%)、Al2O3,低温还原粉化率高达52.75%,严重影响高炉料柱透气性，鉴于此攀钢于1995年开始对成品烧结矿进行卤化物溶液喷洒，使烧结矿低温还原粉化率降至20%以下，高炉使用喷洒卤化物烧结矿增产4%～8%,节焦1.3～2.4kg/t的显著效果，炉况顺行，瓦斯灰吹出量明显减少。    (8)富氧点火。增加点火助燃空气含氧浓度提高点火燃气燃烧效率，强化烧结过程。钒钛矿烧结采用富氧点火后(富氧水平为24.4%),成品率、利用系数均有所上升。    (9)热风烧结。钒钛矿采用热风烧结热风温度140℃,热风面积为烧结面积1/4,表层烧结矿强度提高，成品率上升约1%.    (10)降低成品矿运输过程落差。钒钛烧结矿由于矿物结构TiO2•CaO的存在，导致烧结矿性脆，不耐摔打。而攀钢由于地处山区，烧结机、高炉布置不在一个平面上，运输距离长，落差大，例如:6号烧结机至4号高炉运输过程落差高达60m左右，因此成品矿在运输过程中经多次转运摔打，平均粒度大大降低。特别对于钒钛烧结矿而言，降落差意味着减少烧结矿摔打，意味着烧结矿成品率提高，产量上升。近10年，采用了许多方法改善工艺流程，降低烧结矿在运输过程中落差，减少落差20多米，烧结矿中大于20mm者粒度含量上升了5%左右。    (11)添加钢渣粉技术。攀钢钢渣成分其特点是：含1.5%左右的V2O5,其矿物组成主要有:1)硅酸三钙，约占体积的50%;2)钒钙钛氧化物[Ca(TiV)2O7],约占体积的30%;3)镁方铁矿，占体积的15%。攀钢烧结配加钢渣粉技术于1988 年投入工业应用。当每吨烧结矿配加80kg钢渣粉时，收到了增产2.97%,烧结矿贮存性能改善的效果，不配加钢渣的烧结矿贮存7天后小于5mm者粒度含量增加4.5%，而配加钢渣后仅增加1.74%.每台烧结机配用3%的钢渣粉时，石灰石粉单耗下降，工序能耗下降1.55kg/t,转鼓指数上升0.93%.取得上述效果的主要原因有:1)钢渣粉较粗，大于3mm的渣粉约占30%,平均粒度为2.14mm,配入烧结混合料中后改善了混合料的粒度组成后，大于3mm者粒度含量增加了5%左右，从而改善了料层透气性；2)钢渣粉中多为低熔点硅酸盐矿物，取代部分石灰石粉配入烧结混合料中后，可降低混合料的熔点，省去被取代石灰石粉的分解过程及所需热量，因而可以改善固、液相反应的条件，加快烧结速度，提高烧结强度。另外，配加钢渣后，减少了烧结矿中游离的CaO的数量，故可改善贮存性能。    (12)厚料层技术。提高料层厚度，可以发挥厚料层的自动蓄热作用，延长料层的高温保持时间，确保各种渣相的形成和各种结晶相的发育生长。另外，可减少配碳量，提高料层气氛的氧位，从而抑制钙钛矿的生长，发展铁酸盐优质粘结相。所以，厚料层烧结，是提高烧结矿质量的重要途径。    攀钢烧结自投产以来，在采取各种措施改善混合料透气性的前提下，不断提高料层的厚度，从投产初期的200mm左右提高到了1999年的440mm左右。

钒钛磁铁矿石中的磁铁矿与钛矿物连晶，颗粒粗大。脉石为辉长岩橄榄岩和绿泥石，颗粒分布不均且难细磨。矿石可磨性系数约为磁铁石英岩的1/2，属于易选、难磨和矿物纯度低的矿石，伴有工业品位的钛和钒钴镍等有用元素。 钒钛磁铁矿石主要集中在中国攀西地区和前苏联的乌拉尔地区。攀枝花冶金矿山公司对破碎产品直接进行细磨，采用了一段闭路磨矿和二段磁选一段扫选的工艺流程，选矿厂采用循环水供应系统，对于此类矿石除了回收铁精矿外，同时还回收钛矿物和硫镍矿物产品。-褐铁矿石的选矿褐铁矿石主要呈鲕状、粉状和致密块状结构，鲕粒大小不一。除主要矿物为褐铁矿外，还含有少量赤铁矿菱铁矿。脉石主要为石英、碌泥石、方解石、泥质物和黏土等矿物，还含有锰磷坤等杂质。

钒钛磁铁矿是我国钒、钛产品的主要来源，对于钢铁的冶炼具有特定的使用价值，是钢铁工业不可缺少的主要原料。近年来，随着我国经济的发展，对铁、钒、铁等矿产品的需求量日益增加，因此，提高钒钛磁铁矿资源的综合利用技术水平，为我国经济的可持续性发展提供良好的资源保证具有十分重要的意义。     某低品位钒钛磁铁矿储量大，但铁品位较低，选矿难度较大，如何加强该低品位钒钛磁铁矿资源中铁的回收是该矿开发利用的关键问题。本研究针对该矿石的特点，进行了选铁试验研究，以期为该矿的开发提供依据。     一、矿石性质     从矿床成因来看，某钒钛磁铁矿矿石是基性、超基性岩浆结晶分异的产物，属辉石岩型高铁型贫矿石。矿石主要的结构类型为自形晶－半自形晶结构构、稀疏粒状结构、固溶体分解结构和不规则它形结构；主要的构造类型为中等浸染状构造和星散浸染状构造。矿石中的矿物成分可分为铁矿物、钛矿物、硫化物以及脉石矿物。其中铁矿物含量占19.01%，主要为钛磁铁矿，还有少量的钛赤铁矿、磁赤铁矿、针铁矿、褐铁矿等；钛矿物含量占7.85%，主要为钛铁矿，有很少量的白钛石等；脉石矿物含量占72.94%，主要为辉石和透辉石，有少量的长石、橄榄石、黑云母、绢云母、绿泥石、角闪石、石英、尖晶石等；硫化矿物为磁黄铁矿、黄铁矿和黄铜矿等，含量很少，仅占0.2%。 原矿多元素分析结果和铁物相分析结果见表1、表2。 表1  原矿化学多元素分析结果    %成 分FeFe2O3TiO2V2O5CuCoNi含 量18.3514.328.260.160.020.010.02成 分SiO2Al2O3CaOMgOSP 含 量33.175.3215.0211.780.090.04  表2  原矿铁物相分析结果    %相 别钛铁矿磁性铁针形褐铁矿硅酸矿合 计铁含量 铁占有率2.43 13.2410.26 55.880.49 2.675.18 28.2118.36 100.00     二、粗粒抛尾试验     该矿石铁品位较低，选矿比较大，为了提高铁的入选品位和设备的处理能力，降低生产成本，对试验物料进行了粗粒预先抛尾试验。     （一）单一弱磁选粗粒抛尾试验     为了减少矿石的破碎和磨矿成本，采用电磁磁滑轮对75～0.50、50～0、20～0.15、20～0、15～0、10～0mm 5个级别的物料进行单一弱磁选抛尾试验，以考查原矿是否能在较粗的粒度下抛出合格的尾矿。试验流程见图1，试验结果见表3。    图1  单一弱磁选粗粒抛尾试验流程  （因故图表不清，需要者可来电免费索取）   表3  单一弱磁选粗粒抛尾试验结果给矿粒度/mm产 品产 率/%品 位/%回收率/%FeTiO2FeTiO275～0粗粒精矿 粗粒尾矿 原 矿59.44 40.56 100.0018.97 17.27 18.288.66 8.10 8.4361.68 38.32 100.0061.04 38.96 100.0050～0粗粒精矿 粗粒尾矿 原 矿67.84 32.16 100.0019.00 17.21 18.428.71 8.01 8.4869.96 30.04 100.0069.64 30.36 100.0020～0粗粒精矿 粗粒尾矿 原 矿78.20 21.80 100.0019.06 16.17 18.438.81 7.33 8.4980.87 19.13 100.0081.17 18.83 100.0010～0粗粒精矿 粗粒尾矿 原 矿80.75 19.25 100.0020.43 10.47 18.519.19 4.89 8.3689.11 10.89 100.0088.74 11.26 100.00     表3结果表明：采用电磁磁滑轮进行单一弱磁选粗粒抛尾，随着给矿粒度的减小，粗粒精矿品位略有提高，但变化幅度不大。抛出的尾矿中铁、钛含量随着给料粒度减小有所降低，但即使抛尾粒度小于10mm时，粗粒尾矿中Fe含量仍在10.0%左右，TiO2含量也在5.0%左右，铁、钛损失较大，超过10.0%，不利于铁、钛的综合回收。因此，该钒钛磁铁矿不宜采用单一弱磁选抛尾。     （二）弱磁选＋强磁选抛尾试验     由于采用单一弱磁选工艺进行粗粒抛尾，抛出的尾矿中铁、钛损失较多，因此，采用CRIMMΦ100×100－Ⅱ型双层永头绪辊式磁选机，对20～0、15～0、10～0mm3个粒级的原矿进行了弱磁选＋强磁选的粗粒抛尾试验。试验流程见图2，试验结果见表4。    图2  弱磁＋强磁粗粒抛尾试验流程  （因故图表不清，需要者可来电免费索取）   表4  弱磁＋强磁粗粒抛尾试验结果给矿粒度/mm产 品产 率/%品 位/%回收率/%FeTiO2FeTiO220～0粗粒精矿 粗粒尾矿 原 矿93.47 6.53 100.0019.19 10.81 18.648.81 3.98 8.4996.21 3.79 100.0096.94 3.06 100.0015～0粗粒精矿 粗粒尾矿 原 矿92.00 8.00 100.0019.46 8.65 18.608.93 3.44 8.4996.28 3.72 100.0096.76 3.24 100.0010～0粗粒精矿 粗粒尾矿 原 矿90.86 9.14 100.0019.45 7.55 18.368.63 2.89 8.1196.24 3.76 100.0096.74 3.26 100.00     从表4可以看出：采用双层辊式磁选机进行弱磁选＋强磁选抛尾，随着原矿给料粒度的减小，抛出尾矿的产率增加，抛出尾矿中铁、钛含量降低。当抛尾粒度小于10mm时，抛出的尾矿产率最大，铁、钛含量最低，Fe、TiO2在抛出尾矿中的损失率最小，分别为3.76%和3.26%。与采用单一弱磁选抛尾工艺相比，铁、钛在抛出尾矿中的损失下降7.5个百分点左右。试验结果表明，采用－10mm粒度进行弱磁选＋强磁选抛尾比较合适，能抛弃10%左右的合格尾矿，从而减少入磨物料量，降低生产成本。     三、粗粒精矿弱磁选试验     针对在－10mm粒度下进行弱磁选＋强磁选抛尾获得的粗粒精矿，采用阶段磨矿、阶段弱磁选工艺进行了选铁试验研究。     （一）一段磨矿细度试验     将粗粒精矿磨至不同细度，采用湿式弱磁选机，在99.52kA/m磁场强度下进行一段弱磁选。试验流程见图3，试验结果见表5。    图3  一段弱磁选试验流程  （因故图表不清，需要者可来电免费索取）   表5  一段磨矿细度试验结果    %磨矿细度 （－200目）产 品产 率品 位回收率FeTiO2FeTiO240粗精矿 尾 矿 给 矿22.68 77.32 100.0049.75 10.53 19.4313.53 7.13 8.5858.09 41.91 100.0035.76 64.24 100.0050粗精矿 尾 矿 给 矿22.30 77.70 100.0050.86 10.43 19.4513.01 7.38 8.6458.32 41.68 100.0033.60 66.40 100.0060粗精矿 尾 矿 给 矿21.98 78.02 100.0051.03 10.56 19.4612.99 7.40 8.6357.65 42.35 100.0033.09 66.91 100.00     一段磨矿细度试验结果表明：随着细度的提高，粗精矿的铁品位上升，粗精矿中钛的品位和分布率下降。一段磨矿细度高于－200目50%以后，粗精矿指标基本趋于稳定。故选择一段磨矿细度为－200目50%。     （二）一段弱磁选磁场强度试验     在磨矿细度为－200目含量占50%的条件下，对粗粒精矿进行了一段弱磁选磁场强度试验，试验结果见表6。 表6  一段弱磁选磁场强度试验结果磁场强度 /（kA/m）产 品产 率/%品 位/%回收率/%FeTiO2FeTiO263.69粗精矿 尾 矿 给 矿21.02 78.98 100.0051.03 11.20 19.5712.96 7.45 8.6154.80 45.20 100.0031.65 68.35 100.0075.64粗精矿 尾 矿 给 矿21.67 78.33 100.0050.97 10.86 19.5513.01 7.38 8.6056.49 43.51 100.0032.78 67.22 100.0099.52粗精矿 尾 矿 给 矿22.18 77.82 100.0050.95 10.50 19.4713.00 7.39 8.6358.04 41.96 100.0033.39 66.61 100.00115.45粗精矿 尾 矿 给 矿22.23 77.77 100.0050.89 10.48 19.4613.01 7.45 8.6958.12 41.88 100.0033.30 66.70 100.00     表5一段磁场强度试验结果表明，随着磁场强度的增强，粗精矿品位变化不明显，铁的回收率增加。综合考虑，确定一段磁场强度为99.52 kA/m。     （三）二段磨矿细度试验     为了进一步提高铁精矿铁品位，降低铁精矿含钛量，获得较高质量的铁精矿产品，对在磨矿细度为－200目50%、磁场强度为99.52kA/m条件下获得的一段弱磁选粗精矿进行细磨精矿。首先在99.52kA/m磁场强度下进行了二段磨矿细度试验。试验流程如图4，试验结果见表7。    图4  二段弱磁选试验流程  （因故图表不清，需要者可来电免费索取） 表7  二段磨矿细度试验结果    %磨矿细度 （－200目）产 品产 率/%品 位/%回收率/%FeTiO2FeTiO280精 矿 尾 矿 给 矿86.60 13.40 100.0056.33 15.84 50.9012.27 17.75 13.0095.83 4.17 100.0081.71 18.29 100.0085精 矿 尾 矿 给 矿84.38 15.62 100.0057.08 17.56 50.9111.92 19.01 13.0394.61 5.9 100.0077.21 22.79 100.0090精 矿 尾 矿 给 矿83.70 16.30 100.0057.23 17.95 50.8311.74 19.40 12.9994.24 5.76 100.0075.65 24.35 100.00     从二段磨矿细度试验结果可以看出：－200目含量从80%提高至90%，铁精矿铁品位有所上升，但幅度不大；铁精矿中钛的分布率从81.71%降至75.65%。二段磨矿细度大于－200目85%后，铁精矿的铁品位和铁回收率以及含钛量变化不大。综合考虑铁精矿指标和磨矿成本，确定二段磨矿细度为－200目占85%。     （四）二段弱磁选磁场强度试验     在二段磨矿细度为－200目占85％的条件下，进行了二段弱磁选磁场强度试验，试验结果见表8。 表8  二段弱磁选磁场强度试验结果磁场强度 /（kA/m）产 品产 率/%品 位/%回收率/%FeTiO2FeTiO275.64精 矿 尾 矿 给 矿83.25 16.75 100.0057.32 18.65 50.8411.88 19.00 13.0793.86 6.14 100.0075.06 24.34 100.0099.52精 矿 尾 矿 给 矿84.38 15.62 100.0057.08 17.56 50.9111.92 19.01 13.0394.61 5.39 100.0077.21 22.79 100.00115.45精 矿 尾 矿 给 矿22.23 77.77 100.0057.00 17.52 50.8511.93 19.02 13.0394.63 5.37 100.0077.27 22.73 100.00     表8二段弱磁选磁场强度试验结果表明，随着磁场强度的增强，铁精矿品位变化不明显，铁回收率略有提高。综合考虑，确定二段弱磁选磁场强度为99.52kA/m。     四、流程试验     根据上述条件试验结果，按图5进行了流程试验，获得的技术指标见表9。    图5  粗粒抛尾－阶段磨选试验流程 表9  流程试验结果    %产 品产 率品 位回收率FeTiO2FeTiO2铁精矿 粗粒尾矿 细粒尾矿 原 矿17.10 9.14 73.76 100.0057.08 7.55 10.72 18..3611.92 2.89 7.88 8.1153.16 3.76 43.08 100.0025.15 3.21 71.64 100.00     表9试验结果表明，对某低品位钒钛磁铁矿采用粗粒抛尾－阶段磨选工艺流程选铁，在原矿Fe品位为18.36%、TiO2品位为8.11%的条件下，可获得铁精矿Fe品位57.08%、含TiO211.92%、Fe回收率53.16%的较好试验指标。     五、结论     （一）某低品位钒钛磁铁矿中金属矿物以钛磁铁矿和钛铁矿为主，尚包括少量的钛赤铁矿、磁赤铁矿、针铁矿、褐铁矿及白钛石等；脉石矿物主要为普通辉石和透辉石，有少量的长石、橄榄石、黑云母、绢云母、绿泥石、角闪石、石英、尖晶石等。     （二）该矿石铁含量较低，选矿比较大。采用CRIMMΦ100 × 1000－Ⅱ型双层永磁辊式磁选机，在10～0mm粒度下进行粗粒抛尾，可以抛出产率为9%左右的合格尾矿，铁在粗粒尾矿中的损失仅为3%左右，有利于提高入选品位和设备处理能力，降低磨矿功耗。     （三）对预先抛尾获得的粗粒精矿采用阶段磨矿、阶段弱磁选工艺进行选别，在一段磨矿细度为－200目占50%、二段磨矿细度为－200目占85%的条件下，通过两段弱磁选，可获得铁品位为57.08%、TiO2含量为11.92%、铁回收率为53.16%的铁精矿。

一、资源 铁矿石资源按矿藏成分可分磁铁矿石、赤铁矿(假象赤铁矿)石、褐铁矿石、钛磁铁矿石、菱铁矿石等5种类型。 含钒的钛磁铁矿石首要生成于基性、超基性侵入矿床(岩浆型铁矿床)，矿石以富含钒、钛为特征。首要资源国为我国、俄罗斯、加拿大、挪威、南非、美国、芬兰、巴西等，次生砂矿床多散布于澳大利亚、印度、非洲滨海诸国各国钒钛磁铁矿资源，因为矿石特性各异，其开发使用偏重面也不同 一部分钒钛磁铁矿中，含钒很高，偏重收回钒，如芬兰奥特麦基(Otatmmki)，其它铁、钛只作为副产品；南非马波茨(MapocLs)矿山矿石含V2O5 1.4%～1.7%、Fe 53%～57%、TiO2 12%～15%，钒产品获得很多使用，但钛矿藏并未使用 加拿大钛磁铁矿石未很多开发，但魁北克的阿莱德湖(Alard Lake)矿山是钛铁矿中包含有极微细薄片状赤铁矿(占矿石的15%)结构的矿石，称为赤铁钛铁矿石，被用作索雷尔(Sorel)冶炼厂出产闻名的索雷尔高钛渣的质料。俄罗斯卡契卡纳尔(Katschkanar)钒钛磁铁矿石得到大规划开发使用，处理矿石量达4500万t/a，只出产铁钒精矿(Fe 62% 、V2O5 0.5%～0.7%)被用作下塔吉尔和邱索夫冶炼厂出产质料。我国攀枝花钒钛磁铁矿出产铁钒精矿、钛精矿和磁钴精矿，首要用作攀枝花钢铁公司和有关钛厂出产质料。 国外钒钛磁铁矿床的储量和散布，早已有较详细资料报道 此类矿床在我国散布广泛，储量丰厚，储量和挖掘量居全国铁矿的第三位，已探明储量61.9亿t，首要散布在四川攀枝花－西昌区域、河北承德区域、陕西汉中区域、湖北郧阳、襄阳区域、广东兴宁及山西代县区域等。其间，攀枝花－西昌区域是找国钒钛磁铁矿的首要成矿带，也是世界上同类矿床的重要产区之一。该成矿带南北长约300 km，已探明大型、特大型矿床7处，中型矿床6处，矿石中铁'钛、钒等多种可供归纳使用的组分都具有巨大的资源。 我国钒钛磁铁矿矿床类型及矿石化学成分如表1所示。 表1  我国钒钛磁铁矿矿床类型硬化学成分 ω/%二、钒钛磁铁矿选矿 钒钛磁铁矿资源的开发使用，首先是矿石分选。其意图是将这种复合矿石中多种有价矿藏按其不同性质，分选成各类产品，也就是将其富集成适于制铁、制钛及各相关金属加工处理的选矿产品，如铁钒精矿、钛精矿、硫钴镍精矿及脉石矿藏等产品。 （一）我国钒钛磁铁矿选矿 我国钒钛磁铁矿大规划开发使用，首要是从攀枝花－西昌区域钒钛磁铁矿矿产资源归纳使用科研作业开端，并获得一系列严重科研成果，树立起一套完好的钒钛磁铁矿选冶工艺，用铁钒精矿出产高炉生铁和钒渣；用钛精矿出产出海绵钛和钛；用硫钴镍精矿制取钴镍及其氧化物；从制钛、制钒进程中收回钪、镓等。 经对攀枝花－西昌区域钒钛磁铁矿选矿进程的 首要根本特性研讨，将矿石中含磁铁矿、钛铁晶石、尖晶石及板状钛铁矿的复合钛磁铁矿作为一全体矿藏相，加以富集成为铁钒精矿(钛铁矿精矿)；矿石中硫化物可富集成硫钴镍精矿(古钒钛磁铁矿精矿)；矿石中粒状钛铁矿可富集成钛精矿(含钴镍及多种贵金属矿藏的硫化矿藏精矿)。钒、镓、钪为非独立矿藏，首要以类质同象存在于钛磁铁矿及辉石中。为了选矿出产厂商的实验研讨，曾拟定出原矿经破碎、一段闭路磨矿到－0.4μm，进行二次磁选，一次扫选获得铁钒精矿的选矿工艺流程；在此根底上，从磁选尾矿中收回粒状钛铁矿拟定出3种分选工艺流程：①螺旋选矿－浮选(硫化矿藏)－电选流程；②强磁选与螺旋选矿－浮选(硫化矿藏)－电选流程；③溜槽与螺旋选矿－浮选(硫化矿藏)－电选流程。在此根底上建造起攀枝花处理l350万t/a原矿的选选矿厂及20～30万t/a钛精矿的选钛厂 原矿选用三段开路破碎流程，磨矿作业选用一段闭路磨矿、三段磁选流程获得磁选精矿(铁钒精矿)，磁选尾矿选用螺旋选矿－浮选 电选流程获得硫钻精矿及钛精矿产品。 河北大庙及黑山钒钛磁铁矿别离由双塔山选矿厂及黑山选矿厂分选，都可获得铁钒精矿及钛精矿，用作承德钢铁公司炼铁质料及用作有关制钛、制钒厂商的质料。 四川西昌区域太和钒钛磁铁矿出产铁钒精矿作为重庆钢铁公司的质料。 四川白马及红格钒钛磁铁矿别离进行过选矿工业实验，都可获得铁钒精矿、钛精矿及硫钴精矿产品。 陕西汉中洋县及广东兴宁区域等钒钛磁铁矿，现在在进行开发前期的预备作业。 我国首要区域钒钛磁铁矿选矿产品化学成分见表2所示。 表2  我国钒钛磁铁矿选矿产品化学成分 ω/%（二）国外钒钛磁铁矿选矿及归纳开发使用国外岩浆型钒钛磁铁矿床，现在没有彻底得到大规划开发使用。 美国纽约州桑福德湖(Sanford Lake)区域钒钛磁铁矿床，矿石均匀含Fe 34%、TiO2 18%～20%、V2O5 2 0.45%。1942年建成麦金太尔(Macintyle)选矿厂，用磁选法出产出铁钒精矿含Fe 59%、TiO2 9%～10%、V2O5 0.7%，用摇床和干式强磁选与细泥浮选出产出钛精矿含V2O5 44% ～ 48%的产品。此矿床曾经在美国钛铁矿出产中起过重要作用和显着的经济效益。 挪威西南部的埃格松－弗累克菲尤尔(Egersund Flekefjord)区域的钒钛磁铁矿床广为散布，其间泰尔尼斯(Tellnes)矿床在经济上具有最重要的位置。该矿山自1960年投产以来，每年出产钛精矿90万t，是欧洲钛铁矿的最大出产国。选用磁选法出产铁钒精矿含Fe 65%，用浮选法出产硫镍精矿含Ni 4%～4 5%及钛精矿含 TiO2 45%～45.5% 。 芬兰中部的劳塔兽基公司(Rautaruukioy)的奥坦麦基(Otamnaki)钒钛磁铁矿床矿石均匀含Fe 35%～40%、TiO2 13%、V2O5 0.38% ，经磁选和浮选获得铁钒精矿含Fe 69% 、TiO2 2.5%、V2O5 1.07% ，钛精矿含TiO2 45% ，硫精矿含S 45%、Co 0.6% 铁钒精矿中钒经水冶提取成钒产品出口欧洲各国，占有较大的市场份额。 南非东北部布斯维尔(Bushveld)区域钒钛磁铁矿被很多开发使用.其间，马坡茨(Mapochs)矿山年挖掘量为300万t，经破碎、筛分，富集成块矿32～6 mm供电炉炼铁厂出产含高钒铁水用； －6mm粉矿经磁选富集后供焙烧提出厂出产片状V2O5产品用。南非选用两种不同流程.处理钒钛磁铁矿出产钢材和钒产品。一种是生铁钒渣－钢材流程，一种是钠化焙烧浸取一片状V2O5流程。南非钒产品占世界产值首位，直销欧洲、美国和日本等。 加拿大魁北克省东部的阿莱德湖(Alard Lake)区域赤铁矿、钛铁矿石均匀含TiO2 35% 、Fe 40%。矿石中钛和铁氧化物含量为82%～87% ，用重介质旋流器和螺旋选矿机分选后，钛和铁氧化物含量达刘91%～93%。年处理原矿250万t、一起还出产粒度为38～3.4 mm的矿石供应冶炼厂商作助熔剂(护炉剂)。重介质旋流器和螺旋选矿和选矿产品，给人索雷尔(Sorel)冶炼厂回转窑煅烧脱硫，再经电炉冶炼，出产出含.TiO2 70%～72%高钛渣及优质生铁。一起，把部分生铁加工成铁粉。加拿大赤铁矿、钛铁矿石和索雷尔钛渣化学成分如表3所示，钛渣90%出口。 表3  加拿大赤铁钛铁矿石及索雷尔钛渣化学成分 ω/%矿品化学成分TiO2FeOFe2O3Fe（金属）SiO2Al2O3CaOMgOV2O5MnOSP2O5矿石34.327.525.24.33.50.93.10.270.160.300.015钛渣72.012.01.53.54.01.24.50.50.20.030.25 俄罗斯乌拉尔区域钒钛磁铁矿床得到很多开发使用，库辛(Kycин)选矿厂曾用磁选 浮选工艺出产铁钒精矿和钛精矿。现在世界上最大的钒钛磁铁矿选矿厂商是卡契卡纳尔(Katschkenar)采选公司。该矿工业储量35亿t，矿石为贫钒钛磁铁矿，均匀含Fe 15%～17% 、TiO2 0.43%～1.88%、V2O5 0.13%。选矿厂有3个粗碎系列，14个中、细碎系列，29个选矿系列，处理矿石4 500万t/a，产出铁钒精矿800万t/a，并制成烧结矿和球团矿供乌拉尔区域冶炼厂出产钢铁和钒渣。钒在钢铁出产进程中，经过两次炼钢作业，可富集成含V2O5 16%的钒渣产品。该矿特色是采矿和选矿出产本钱低，出产规划大，留意设备大型高效化，高劳动出产率，低能耗，首要工艺设备的更新周期为8～12年.留意废石归纳使用 虽然俄罗斯工业出产处在不景气时期，动力报价上涨，该矿还有较好经济效益，利润率从13%只下降为11.5% 人选矿石、铁精矿和尾矿化学组成见表4所示。 表4  卡契卡纳尔采选公司当选矿石、铁精矿、尾矿化学成分 ω/%产品化学成分FeTiO2V2O5FeOFe2O3SiO2Al2O3CaOMgO矿石15.91.500.135.516.647.3710.0814.18.9精矿（1～15系列）60.30.6627.255.915.102.621.732.57精矿（16～29系列）62.528.7557.333.962.441.352.14尾矿（湿式磁选）6.554.24.9646.865.9015.2913.05 （三）技能进步和开展 钒钛磁铁矿选矿的技能进步首要表现在不断的研讨和使用新技能、新工艺和更新技能配备，促进出产能力和产品质量进步。 20世纪中期，北美1942年桑福湖选矿厂投产，1950年阿莱德湖矿山矿石挖掘使用，1954年欧洲奥坦麦基矿选矿厂投产，1960年挪威埃格松厂建成投产，开端对岩浆型钒钛磁铁矿大规划开发使用。更大规划开发是1963年卡契卡纳尔采选公司3 000万t/a，后来开展到4 500万t/a。1968年南非马坡茨矿开发钢材、钒渣及钒制品工业投产，1970年攀枝花采选厂商(规划规划l 350万t/a)建成，攀钢(集团)公司开端使用攀枝花高钛型铁钒精矿冶炼出含钒生铁、钒渣及优质钢材。这些厂商都是靠不断技能进步求得开展和有效地开发使用各具特色的钒钛磁铁矿资源。 南非马坡菠矿的处理特色是将矿石预先筛分红32～6mm及－6mm两种产品。选用两种流程别离处理：块矿(32～6 mm)经回转窑预复原，用埋弧电炉冶炼，出产富含钒铁水，再经吹氧振荡罐，获得钒渣，钒渣冷却后进行破碎、磁选除铁进步钒档次，一般钒成分为V2O5 25%、SiO2 16%、Cr2O3 5% 、MnO 4%、Al2O3 4% 、CaO 3% 、MgO 3%，其他为铁的氧化物和铁；粉矿(－6mm)经湿式球磨机磨至－200目占60%，再经磁选得铁钒精矿，与钠盐混合后进回转窑(或多层焙烧竖炉)，焙烧产品再进浸出和旋转枯燥体系得片状V2O5。这一出产进程构成的根底是研讨成功生铁和钒渣流程，1961年进行中间实验，1968年投产，成功地树立起回转窑预处理技能，埋弧电炉炼出富含铁水技能，向振荡罐内吹氧收回钒渣技能以及矿石分级处理和选冶结合技能等。－6mm粉矿焙烧浸出首要处理了回转窑质料预备的磨矿体系和磁选富集工艺技能、钠化氧化焙烧技能、多钒酸盐浸出和枯燥技能等。 卡契卡纳尔钒钛磁铁矿选矿技能的开展特色是栗用大型采选和运输设备，不断完善工艺；在高劳动出产率条件下，使低档次原矿加工成铁钒精矿；具有较好的效益和较强的竞争力，出产能力不断扩展和开展 从1963年原矿处理量3000万t/a进步到1988年的4500万t/a。到1993年选矿厂已处理10亿t矿石，出产1.84亿t铁钒精矿。这种出产能力的扩展首要是凭借技能开展和选用新技能与配备。如1985年完结选用高效新式粗碎、中碎和细碎设备更新旧设备，到1988年止已3次更新干式磁选设备，2次更新磨矿设备，3次更新湿式磁选设备和过滤设备。该公司发明了极贫钒钛磁铁矿石采、选、烧全套高效低本钱的工艺技能。 攀枝花钒钛磁铁矿资源开发的地质、选矿、冶炼及归纳使用研讨非常红功。首先于1958年及1964年开端进行了大规划的选冶实验，处理了世界没有处理的高炉冶炼高钛型铁钒精矿的技能难题，正常地出产出含钒生铁。一起，从铁水中出产出标准的钒渣，树立起完好的钒钛磁铁矿选冶工艺技能。在此根底上，1970年攀枝花选矿厂及钢铁厂建成投产。相继从选铁尾矿平分选出优质钛精矿，树立起原生钛铁矿选矿技能，并建成选钛出产厂。在长时间出产实践和研讨作业中，使钛磁铁矿选矿技能和钛铁矿选矿技能得到进一步完善和进步。攀枝花钒钛磁铁矿选矿破碎筛分体系，经过改进破碎壁和轧臼壁的形状以及完善破碎参数，使终究破碎产品－20mm含量由86.77% 进步到90.16%；选用φ2200mm超重型多缸液压圆锥破碎机更新细碎短头破碎机使破碎产品粒度进一步下降；改进磨矿介质质量使钢球单耗下降，由本来的0.95kg/t原矿下降到0.61kg/t原矿；球磨机选用液压悬浮轴承技能，可节省电耗5%～7%；用CYT－618型φ750mm×1800mm磁选机更新φ600mm×1800mm磁选机，尾矿档次下降0.89个百分点，收回率进步2.19个百分点；选用非均匀磁场的φ1050mm×3000mm型和φ1050mm×2100mm型磁选机更新CYT－618型φ750mm×1800 mm磁选机，尾矿含铁量可下降0.2个百分点，收回率进步0.47个百分点以上；用GL－2型 φ600mm螺旋选矿机更新FLX－1型φ600mm铸铁螺旋选矿机，可进步处理量3.14 t/台·h和分选目标。对尾矿运送选用改进型250PN型渣浆泵及其用耐磨材料Cr15Mo3合金制成的叶轮、护板、护套，处理了泵的耐磨问题，备件使用寿命到达2500 h以上；运送管道及溜槽都选用内衬辉绿岩铸石材料；进步电选机分选目标及其新设备研讨获得较大开展。近年来细粒级钛铁矿收回也获得较好的分选目标。电选尾矿收回辉石中钪研讨获得较高纯度的钪产品。 我国多年来对新开发的钒钛磁铁矿资源使用研讨非常重视，而且获得建造前期的选矿工业实验成果。国外加拿大马格派山(Magpie Mountains)钒钛磁铁矿储量10亿t以上以及北美(包含美国)其他大型钒钛磁铁矿床根本探明，并作了一些实验研讨作业，但都未开发使用。南非为了习惯钒市场需求，方案开发波利特(Brits)区域有期望的矿区。 三、钒钛磁铁矿选矿及归纳开发使用新课题 钒钛磁铁矿选矿技能开展.促进这种矿产资源发生较大的经济效益，推进了本身与相关工业开展和改变。这种推进力首要是技能和经济。矿业的开展在总的经济开展中，首要的影响要素是出产本钱，而技能是影响本钱的关键要素。依托科技进步发明性的处理矿藏处理工业中限制开展的新课题，变得更为重要。 （一）树立节能型选矿技能和流程 选用高技能改造高能耗作业，施行高能冲击及层阃揉捏破碎，缩小人磨粒度，进行拌和介质磨矿。按岩浆型钒钛磁铁矿矿石特性估测，有或许到达下降碎磨作业电耗50%以上。 发明新分选工艺技能改造高能耗进程，使用新材料(如高性能钕铁硼永磁材料)及高效、节能归纳新技能，树立新钒钛磁铁矿处理工艺。特别对新资源开发使用更为重要。 （二）开发增强资源归纳使用程度的技能 拓展选矿技能领域.开展交叉学科技能，进步收回有用元素种类，收回没有被使用的潜在资源 开发钒钛磁铁矿资源全面归纳使用新工艺及新技能，完成铁、钛、钒、镓、钪及贵金属等的收回使用；脉石矿藏产品(尾矿)的归纳开发和使用；高炉渣(包含转炉或电炉渣)含V2O5 25%左右是个潜在资源，需求开发综台新技能和使用。 （三）树立矿业生态工业园－矿业开发新概念 矿业是资源型工业，又是传统工业，现正处于变革和向现代矿业跨进新的历史时期。它的工业根底位置仍存在，但要树立矿业开发新概念才干促进矿业的可持续开展。 矿业资源开发新概念就是要树立一个矿业生态环境工业体系(矿业生态工业园)，保证《我国2l世纪议程》中提出的促进经济、社会、资源和环境彼此和谐与可持续开展的总体目标完成 把矿业出产的载体社区或矿区建成“安全而舒适的家乡”－ 矿业生态环境工业园。 在我国钒钛磁铁矿资源开发社区，已构成必定规划和管理模式，很有条件学习现代世界发达国家工业区(或矿区)和国内高新技能开发区(如姑苏工业园区)经历，施行环境管理体系(EMS)，进一步建成矿业生态工业园(示范区)。即由矿产资源开发与加工的骨干厂商为根底，树立一系列社区服务和出产厂商，处理矿产资源开发中的固体废料(废石、尾矿、渣)、氮、水，进步环境质量和生态效益。施行土地生态修正，景象刻画，开展农、林和旅游业 建成社会、经济、人口、环境和谐开展的“世内桃园”式社区。 参考文献 1、朱骏士,等.我国钒钛磁铁矿选矿.北京:矿冶工业出版社.1996. 2、钟汉,姚凤良.金属矿床.北京:地质出版社,1985. 3、Hall J.南非共和国对提取钛磁铁矿中铁和钒所做出的奉献.钒钛磁铁矿开发使用世界学术会议.1989. 4、张宏福,吴力科.俄罗斯卡契卡纳尔采选联合厂商.国外金属矿选矿.1996(5):28～32. 5、任觉士,等.工业矿业资源开发使用手册.武汉:武汉工业大学出版社.1993. 6、姚培慧,王可南,等.我国铁矿志.北京:地质出版社.1993. 7、秦震,陆祖雄,等.攀枝花钒钛磁铁矿成矿特征.钒钛磁铁矿开发使用世界学术会议.1989. 8、朱骏士.攀枝花－西昌区域钒钛磁铁矿的选矿特征.矿业工程.1997(1):20～24. 9、许新邦.Slon磁选机分选攀钢细微粒钛铁矿的工业实验.金属矿山.1997(1):17～20. 10、毛建军,范建琴,等.攀枝花选钛尾矿提钪工艺研讨.矿冶工程.1996(4):48～52. 11、程希翱.钒钛磁铁矿的工艺矿藏学研讨.矿冶工程.1983(4):27～32. 12、戴惠新,张宗华.细粒钛铁矿选矿新工艺研讨.国外金属矿山.1998(5):22～23. 13、梁国强,冯文普.攀枝花钒钛磁铁矿采选出产工艺.钒钛磁铁矿开发使用世界学术会议.1989. 14、闫子雪,杨植华,等.密地选矿厂.见:我国铁矿石选矿出产实践.南京:南京大学出版社.1992.237～252. 15、斯杰邦诺夫 LV.卡契卡纳尔斯克采选公司收回碎石的工艺.Dopный Журнзл,1996:10～11、106～108. 16、朱骏士.我国铁矿石选矿技能进步和典型工艺流程.我国冶金.1993(3):81～86. 17、朱骏士,张宏福.推广新技能进步矿山厂商竞争能力.钢铁.1997.32(10):204～205. 18、王运敏,常前发.当时我国铁矿尾矿的资源情况、使用现状及作业方向.金属矿山.1999(1):1～6.

四川省米易县安定铁钛有限责任公司是一家归纳运用攀西潘家田钒钛磁铁矿资源的采选一体化民营厂商，现有财物2.6亿元，已构成年产铁精矿100万t、钛精矿20万t的出产规模，现年发生固体抛弃物——尾矿约150万t。近年来，该公司为缓解资源束缚对立，接连投入2.5亿余元对整个出产工艺进行技改，使原矿当选档次从TFe32％下降到TFe18％～20％、出产废水经处理后循环运用,妥善处置尾矿库完成零排放，开始构成了以资源节省、清洁出产为特征的新式工业化格式。公司接连3年进入“攀枝花市厂商50强”，获“攀枝花市环境保护先进单位”、“四川省小伟人厂商”等荣誉。     与攀钢等许多大厂商不同,该公司建立之初,原本运用的就是低档次的钒钛磁铁矿资源,矿山原矿地质归纳档次仅为TFe24％,而档次在TFe18％～24％的这部分表外超贫矿资源散布较广，数量多,约占总储量的50％。对这部分表外超贫低档次钒钛磁铁矿的归纳运用，不只对该公司的可持续开展至关重要，并且对整个攀西矿区尤其是红格矿区钛资源的归纳运用技能水平的进步，也起到重要的促进和推进作用。米易县安定钛业在低档次钒钛磁铁矿归纳运用上，经过多年的出产实践和探究，逐步构成了一套共同的工艺流程：原矿预先抛废，归纳运用贫矿资源；矿山新建选厂，从安定河取水上山，对原矿进行粗加工，管道远间隔输矿下山；三段阶磨阶选选铁；两段螺旋结合干式磁选选钛；强磁浮选再收回尾矿中钛；尾矿零排放，粉尘归纳管理，回水循环运用；铁精矿、钛精矿产品质量极具优势。     一、下降原矿当选档次，进步资源归纳运用率     该公司初期出产规模为铁精矿10万t/年、钛精矿缺乏2万t/年，采矿及选矿工艺较为落后，仅能运用TFe32％的原矿安排出产，而TFe18％～24％的原矿根本全随泥土剥离，成为抛弃的含矿围岩,形成较大的资源糟蹋，一起，添加了矿山排土场压力。为改动“采富弃贫、采易弃难”的严峻资源糟蹋现象，完成抛弃物资源化，将原随泥土剥离的TFe20％左右的原矿悉数运用,公司延聘多位地质、爆炸、采矿专家，并与国内部分科研机构重复研讨试验，制订了中孔地表网络爆炸和台阶式由上而下逐级发掘方案；新置办多台大型发掘机、装载机，以机械作业替代人工采矿，到达规模化发掘的意图。一起，运用磁选滚筒机在矿山对低档次原矿进行抛废处理，使原矿中TFe≤10％的档次过低的废矿不进入球磨体系，成功处理了磁聚会对磨矿、分级的负面影响，到达既能归纳运用TFe20％左右的原矿，又能防止低档次原矿中搀杂的脉石围岩影响球磨机功率。该工艺改造的成功，对低档次原矿处理获得杰出经济技能指标，具有决议性的作用。     二、变革出产工艺、施行流程再造，削减动力耗费     归纳运用低档次钒钛磁铁矿,使得该公司原矿处理才能从本来的50万t/年添加到400万t/年，若仍是用轿车将原矿从矿山运到山下处理，易受矿山公路承受才能、轿车、旱季、固体抛弃物等要素影响约束，一起还将耗费很多动力。为完成规模化出产，节省动力，决议将阶磨阶选工艺中前段磨矿，改设在距矿山2km的当地，对原矿进行粗加工。新建两条管线，一条从安定河取水上山，满意出产需求；另一条将原矿浆运送下山，替代轿车运送。     公司矿山与安定河高差760m，与选厂间隔15km，矿山公路坡多弯多、地势杂乱，要想把安定河水成功运送到矿山，再把原矿顺畅运送下山，这对其时一个技能力量薄弱的民营厂商来讲，其难度可想而知。但公司在困难面前没有畏缩，在公司总经理的带领下，安排相关专家及管理人员对出产工艺和流程的规划，设备和材料的选配，管线的安置和走向，斜度和弯度的挑选，流量、流速、浓度和粒度的操控，扬程、压力的考虑等许多技能环节，屡次重复证明研讨，决议选用三级加压的办法，将安定河水运送到高差760m的矿山选厂高位水池，并合理运用高差沿公路安置12km钢橡复合管线，使原矿浆自流下山。该办法较传统的轿车运矿办法节省动力约6700t标煤/年。     三、优化阶磨阶选工艺，进步选铁功率     对钒钛磁铁矿的选矿作业，国内根本上选用二段阶磨阶选流程，这种流程的长处是选铁作用好，但因为其选铁尾矿粒度过粗，不利于重选钛，导致钛收回率不高。     怎么既能高效选铁，又能高效选钛，削减尾矿中钛资源含量?该公司创始的三段阶磨阶选形式，很好地处理了这一难题。行将一段磨矿、分级、磁选的精矿作为质料进入二段磨矿；二段磨矿、分级、磁选后的精矿作为质料进入三段磨矿；三段磨矿施行闭路筛分、磨矿、磁选，磁选脱水后得优质铁精矿制品；一、二、三段磨矿磁选后的尾矿，悉数会集汇当选钛流程。该出产工艺在国内尚属创始，经过多年的实践证明：铁钛收回归纳作用好，铁收回率较高（铁精矿对原矿TFe的收回率在55％以上），产品质量安稳，经济技能指标杰出。     四、螺旋与干式磁选结合，进步钛收回率     国内钒钛磁铁选矿厂商对选铁尾矿TiO2的收回，多选用摇床选钛或强磁浮选的办法，该办法的缺陷是用水量大，TiO2收回率低，本钱过高。     为了进步钛的收回率，下降选矿本钱，该公司经过多年的探究和实践，对选铁尾矿重选钛探究出一套共同的选别流程，即选铁尾矿经漩流器浓缩，进螺旋溜槽二次选别，发生钛半制品矿和尾矿，钛半制品矿除铁后，进入干式磁选经烘干、冷却、抛砂、干选发生合格钛精矿，螺旋尾矿及低档次干选尾矿悉数进入浮选体系。出产实践证明：该流程质量安稳，钛收回率较高（钛精矿对选铁尾矿TiO2的收回率在25％以上），出产本钱低。     五、添加强磁浮选，尾矿再选收回钛     怎样将尾矿中的钛降到最低，进一步收回钛，一直是钒钛磁铁选钛工业研讨的一个重要课题。     为了最大极限发掘钛的潜力，该公司在攀西首先选用高梯度磁选机对尾矿进行强磁收回浮选选钛。现一期工程现已建成投产，年添加钛精矿1.5～2.0万t，终究尾矿中的铁档次从14.5％降到13.5％，钛档次从8％降到7％。二期工程方案2008年竣工，终究尾矿铁档次将降到13％以下，钛档次将降到5％以下，钛精矿产量将添加5万t/年。     六、节能减排见成效，完成“零排放”     该公司自筹资金3370万元，进行了913万m3尾矿库异地改扩建。该尾矿库的建造，不只使固体抛弃物——尾矿有序堆积不外排，还使出产废水在库内沉清后，悉数回来公司高位水池，从头进入出产流程循环运用，每年可节省取水330万t。现公司又接连投入资金，完成了火车站货场污染源管理、选钛车间扬尘管理，对尾矿库回水管道、出产车间废水进行技改,收回尾水到达了800m3/h，节省清水633万m3/年，到达了公司节能减排方针，根本完成“清洁出产、零排放”。     七、循环经济建造好，产品质量上台阶     施行技改后，铁精矿与钛精矿不只产能得到大的提高，产品质量也有了质的腾跃。铁精矿产品具有铁高钛低的独有优势，TFe55％～60％ 、TiO2<10％，S、P双零，－200目粒度≥60％，遭到各大钢厂好评。钛精矿产品具有质量安稳TiO2＝47％±0.5％、高铁含量低Fe2O3≤7.0％、S、P双零的特色，很受用户欢迎。因为产品质优，现在，铁精矿供应已与攀钢集团公司达到长时间战略协作伙伴关系，钛精矿也长时间求过于供。现该公司以自产的优质钛精矿为质料，启动了８万t／年硫酸法金红石型钛项目一期工程的建造，延伸钛工业链，进一步开展循环经济。