钒钛磁铁精矿综合利用的方法技术领域
本发明涉及一种钒钛磁铁精矿综合利用的方法，特别涉及湿法与火法冶金相结合
处理钒钛磁铁精矿的方法，属于钒钛磁铁矿的冶炼领域。
背景技术
钒钛磁铁矿为一种主要含铁、钒和钛三种元素为主，并伴生有铬、钴、镍、铜和铂族
金属元素的多金属复合共生铁矿，资源综合利用价值高，是我国钛、钒和铁资源重要的来源
矿物。我国钒钛磁铁矿储量巨大，已探明储量超过100亿吨，远景储量达600亿吨以上，主要
分布在四川攀西地区和河北承德地区。
钒钛磁铁矿经过选矿分离后得到钒钛铁精矿和钛精矿，钒钛铁精矿可采用高炉冶
炼工艺和非高炉冶炼工艺进行冶炼。
采用高炉冶炼工艺可提铁和钒，而钛进入高钛型高炉渣，目前尚无有效工艺进行
回收利用，造成了钒钛磁铁矿中约50％的钛资源浪费。
而现有的非高炉冶炼工艺虽然可以实现铁、钒和钛的综合回收利用，但是其能耗
高、产品质量不稳定，工业化应用尚有很长的路要走。申请号200810143675.6的中国专利公
开了一种新的综合利用钒钛铁精矿的产业化方法，其采用隧道窑内直接还原钒钛铁精矿，
生产海绵铁和细铁粉时烧成温度1000～1050℃，保温时间10～35小时，生产微合金铁粉的
温度则为1150～1200℃，保温10～35小时，温度高，保温时间长，因此能耗非常高；此外，其
制备工艺复杂，生产效率低。
目前，不管是高炉冶炼工艺，还是非高炉冶炼工艺，钒钛铁精矿综合利用的方法均
以高温火法过程为主，能耗较高，且元素的综合回收率较低。
发明内容
为降低钒钛磁铁精矿元素综合回收的成本，本发明提供了一种钒钛磁铁精矿综合
利用的方法。
为解决上述技术问题，本发明的钒钛磁铁精矿综合利用的方法，包括如下步骤：
1)将钒钛磁铁精矿与盐酸在75～95℃，常压下进行酸解、浸出，过滤获得酸浸液和
钛中矿，其中酸浸反应的液固质量比为5:1～8:1，反应时间60～100min；
2)利用雾化焙烧法将步骤1)获得的酸浸液进行雾化焙烧，通过气固分离得到钒铬
铁精矿和盐酸，其中焙烧温度为500～700℃，喷雾压力为0.1～0.3MPa，气液体积比为0.4～
0.6。
进一步地，步骤2)所述通过气固分离得到的盐酸返回步骤1)重复使用。
优选地，步骤1)所述的钒钛铁精矿中含TFe 56-60wt％，V2O5 0.5～0.6wt％，Cr2O3
0.4～0.5wt％，TiO2 10～12wt％。
优选地，步骤1)所述的钒钛磁铁精矿的粒度为-200目占85％以上。
优选地，步骤1)所述的盐酸的浓度为15～20wt％。
进一步地，步骤1)所述的钛中矿中TiO2品位在34～38wt％。
优选地，步骤2)采用压缩空气对酸浸液进行雾化。
进一步地，步骤2)所述的钒铬铁精矿中TFe 60-62wt％，V2O5 0.6～0.9wt％，Cr2O3
0.5～0.7wt％。
进一步地，步骤1)所述的钒钛铁精矿中含钛物相为FeTiO3。
进一步地，步骤1)所述的钛中矿中含钛物相为FeTiO3。
本发明的钒钛磁铁精矿综合利用的方法采用湿法与火法冶金相结合处理钒钛磁
铁精矿，工艺简单、成本低、产品附加值高、工艺过程环境友好，同时，还能实现钒钛磁铁精
矿中钛、铁、钒、铬等元素的高效综合回收利用，解决了从钒钛铁精矿中回收钛资源的难题，
具体的有益效果如下：
(1)本发明的钒钛磁铁精矿综合利用的方法可以实现钒钛铁精矿中钛资源的综合
回收利用，解决传统高炉冶炼流程钛资源无法利用的难题，提高了钒钛磁铁矿中钛资源的
利用率。
(2)本发明酸浸过程，不需要加压，且反应温度在100℃以下，对设备要求低，操作
简单。
(3)本发明采用雾化焙烧过程处理浸出液，一方面得到高品质的钒铬铁精矿，可作
为生产钒铬微合金化铁粉的优质原料，应用和市场前景较好；另一方面实现了盐酸的循环
利用。
(4)本发明的盐酸浸出过程钛在钛中矿的回收率>92％，铁、钒和铬在钒铬铁精矿
中的回收率分别为：铁的回收率>82％，钒的回收率>75％，铬的回收率>70％。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
本发明的钒钛磁铁精矿综合利用的方法，如图1本发明的工艺流程图所示，包括如
下步骤：
1)将钒钛磁铁精矿与盐酸在75～95℃，常压下进行酸解、浸出，过滤获得酸浸液和
钛中矿，其中酸浸反应的液固质量比为5:1～8:1，反应时间60～100min；
2)利用雾化焙烧法将步骤1)获得的酸浸液进行雾化焙烧，通过气固分离得到钒铬
铁精矿和盐酸，其中焙烧温度为500～700℃，喷雾压力为0.1～0.3MPa，气液体积比为0.4～
0.6。
步骤1)选用盐酸酸解钒钛磁铁精矿，能够溶解矿石中的钒铬铁，钛留在矿石中形
成钛中矿。在步骤2)中，由于盐酸的挥发性，在雾化焙烧过程中，可分离盐酸与钒铬铁精矿。
为节约资源，保护环境，步骤2)通过气固分离得到的盐酸可返回步骤1)重复使用。
步骤1)所述的钒钛铁精矿优选采用含TFe 56-60wt％，V2O5 0.5～0.6wt％，Cr2O3
0.4～0.5wt％，TiO2 10～12wt％的钒钛铁精矿。
为保证酸与钒钛磁铁精矿充分接触，增强酸浸效果，步骤1)所述的钒钛磁铁精矿
的粒度为-200目占85％以上，即85％以上的钒钛磁铁精矿颗粒能漏过200目的网。
优选地，步骤1)所述的盐酸的浓度为15～20wt％。
进一步地，步骤1)所述的钛中矿中TiO2品位在34～38wt％。
步骤2)酸浸液的雾化可以是任何雾化方法，例如超声雾化、压缩空气雾化、等离子
雾化，为节约能量和成本，本发明优选采用压缩空气对酸浸液进行雾化。
进一步地，步骤2)所述的钒铬铁精矿中TFe 60-62wt％，V2O5 0.6～0.9wt％，Cr2O3
0.5～0.7wt％。
进一步地，步骤1)所述的钒钛铁精矿中含钛物相为FeTiO3。
进一步地，步骤1)所述的钛中矿中含钛物相为FeTiO3。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限
制在所述的实施例范围之中。
实施例1
钒钛铁精矿TFe 58wt％，V2O5 0.54wt％，Cr2O3 0.42wt％，TiO2 10wt％，将钒钛磁
铁精矿磨细至－200目85％；将磨细的钒钛磁铁精矿与18wt％盐酸混合，液固质量比为8:1，
在80℃下浸出60min获得酸浸液和钛中矿，钛中矿中TiO2品位为34wt％；将浸出液采用雾化
焙烧工艺，焙烧温度为500℃，采用压缩空气雾化，喷雾压力为0.2MPa，气液体积比为0.5，得
到钒铬铁精矿和盐酸，盐酸回收用于钒钛铁精矿酸浸，钒铬铁精矿中TFe 60wt％，V2O5
0.65wt％，Cr2O3 0.54wt％；盐酸浸出过程钛在钛中矿的回收率为93％，铁、钒和铬在钒铬铁
精矿中的回收率分别为：铁的回收率为85％，钒的回收率77％，铬的回收率72％。
实施例2
钒钛铁精矿TFe 60wt％，V2O5 0.6wt％，Cr2O3 0.5wt％，TiO2 12wt％，将钒钛磁铁
精矿磨细至－200目90％；将磨细的钒钛磁铁精矿与20wt％盐酸混合，液固质量比为8:1，在
85℃下浸出90min获得酸浸液和钛中矿，钛中矿中TiO2品位为37wt％；将浸出液采用雾化焙
烧工艺，焙烧温度为600℃，喷雾压力为0.3MPa，气液体积比为0.5，得到钒铬铁精矿和盐酸，
盐酸回收用于钒钛铁精矿酸浸，钒铬铁精矿中TFe 62wt％，V2O5 0.8wt％，Cr2O3 0.6wt％；
盐酸浸出过程钛在钛中矿的回收率为94％，铁、钒和铬在钒铬铁精矿中的回收率分别为：铁
的回收率为83％，钒的回收率78％，铬的回收率74％。
实施例3
钒钛铁精矿TFe 58wt％，V2O5 0.54wt％，Cr2O3 0.42wt％，TiO2 10wt％，将钒钛磁
铁精矿磨细至－200目85％；将磨细的钒钛磁铁精矿与15wt％盐酸混合，液固质量比为8:1，
在90℃下浸出90min获得酸浸液和钛中矿，钛中矿中TiO2品位为36wt％；将浸出液采用雾化
焙烧工艺，焙烧温度为700℃，喷雾压力为0.1MPa，气液体积比为0.6，得到钒铬铁精矿和盐
酸，钒铬铁精矿中TFe 61.5wt％，V2O5 0.65wt％，Cr2O3 0.58wt％；盐酸浸出过程钛在钛中
矿的回收率为95％，铁、钒和铬在钒铬铁精矿中的回收率分别为：铁的回收率为83％，钒的
回收率76％，铬的回收率73％。
实施例4
钒钛铁精矿TFe 56wt％，V2O5 0.58wt％，Cr2O3 0.43wt％，TiO2 11.6wt％，将钒钛
磁铁精矿磨细至－200目90％；将磨细的钒钛磁铁精矿与18wt％盐酸混合，液固质量比为5:
1，在80℃下浸出100min获得酸浸液和钛中矿，钛中矿中TiO2品位为37wt％；将浸出液采用
雾化焙烧工艺，焙烧温度为550℃，采用压缩空气雾化，喷雾压力为0.25MPa，气液体积比为
0.45，得到钒铬铁精矿和盐酸，盐酸回收用于钒钛铁精矿酸浸，钒铬铁精矿中TFe
61.8wt％，V2O5 0.63wt％，Cr2O3 0.54wt％；盐酸浸出过程钛在钛中矿的回收率为92％，铁、
钒和铬在钒铬铁精矿中的回收率分别为：铁的回收率为83％，钒的回收率76.5％，铬的回收
率73.6％。
实施例5
钒钛铁精矿TFe 56wt％，V2O5 0.54wt％，Cr2O3 0.42wt％，TiO2 10wt％，将钒钛磁
铁精矿磨细至－200目95％；将磨细的钒钛磁铁精矿与16wt％盐酸混合，液固质量比为7:1，
在90℃下浸出100min获得酸浸液和钛中矿，钛中矿中TiO2品位为36wt％；将浸出液采用雾
化焙烧工艺，焙烧温度为650℃，采用压缩空气雾化，喷雾压力为0.25MPa，气液体积比为
0.4，得到钒铬铁精矿和盐酸，盐酸回收用于钒钛铁精矿酸浸，钒铬铁精矿中TFe 60.8wt％，
V2O5 0.65wt％，Cr2O3 0.57wt％；盐酸浸出过程钛在钛中矿的回收率为93％，铁、钒和铬在
钒铬铁精矿中的回收率分别为：铁的回收率为85％，钒的回收率77％，铬的回收率74％。
实施例6
钒钛铁精矿TFe 56wt％，V2O5 0.58wt％，Cr2O3 0.43wt％，TiO2 11.6wt％，将钒钛
磁铁精矿磨细至－200目85％；将磨细的钒钛磁铁精矿与18wt％盐酸混合，液固质量比为8:
1，在85℃下浸出100min获得酸浸液和钛中矿，钛中矿中TiO2品位为36.8wt％；将浸出液采
用雾化焙烧工艺，焙烧温度为600℃，采用压缩空气雾化，喷雾压力为0.3MPa，气液体积比为
0.4，得到钒铬铁精矿和盐酸，盐酸回收用于钒钛铁精矿酸浸，钒铬铁精矿中TFe 62wt％，
V2O5 0.78wt％，Cr2O3 0.65wt％；盐酸浸出过程钛在钛中矿的回收率为93％，铁、钒和铬在
钒铬铁精矿中的回收率分别为：铁的回收率为83％，钒的回收率77.6％，铬的回收率
74.6％。
由上述实施例结果可以看出，钒钛铁精矿的钛、铁、钒、铬的回收率均较高，其中，
钛在钛中矿的回收率>92％，铁在钒铬铁精矿中的回收率>82％，钒在钒铬铁精矿中的回收
率>75％，铬在钒铬铁精矿中的回收率>70％，钒钛铁精矿中元素的综合回收利用率高，得到
的产物钛中矿和钒铬铁精矿均能进一步利用；其次，工艺简单，对设备要求低，也无需长时
间高温处理，因此生产效率高，能耗低，成本低；再次，能耗低，盐酸可回收利用，对环境污染
小。