權(quán)利要求
1.含釩鋼渣的資源化利用方法，其特征在于，包括以下步驟：先將剛出轉(zhuǎn)爐的熔態(tài)含釩鋼渣兌入礦熱爐中，然后將礦熱爐的電極下沉至工作位置，再開(kāi)啟礦熱爐的電源進(jìn)行冶煉提溫，同時(shí)向礦熱爐中分別加入還原劑、硅石和螢石；當(dāng)?shù)V熱爐內(nèi)冶煉溫度達(dá)到1500℃以上后，繼續(xù)冶煉40～60min；冶煉結(jié)束后，先出渣，再出鐵。
2.如權(quán)利要求1所述的含釩鋼渣的資源化利用方法，其特征在于：含釩鋼渣中V的質(zhì)量百分比為0.8～1.2％，TFe的質(zhì)量百分比為20～22％，CaO的質(zhì)量百分比為38～40％，SiO2的質(zhì)量百分比為12～15％。
3.如權(quán)利要求1所述的含釩鋼渣的資源化利用方法，其特征在于：通過(guò)鋼渣罐將熔態(tài)含釩鋼渣運(yùn)輸?shù)降V熱爐前；礦熱爐為三電極礦熱爐，其具有出鐵口和出渣口，其電極為自焙電極。
4.如權(quán)利要求1所述的含釩鋼渣的資源化利用方法，其特征在于：還原劑的固定碳含量在75％以上，其粒度為100～200目，其加入量占含釩鋼渣質(zhì)量比為5％～15％。
5.如權(quán)利要求4所述的含釩鋼渣的資源化利用方法，其特征在于：還原劑為無(wú)煙煤粉或焦粉，其粒度為150～200目。
6.如權(quán)利要求4所述的含釩鋼渣的資源化利用方法，其特征在于：硅石的SiO2含量在80％以上，其粒度為100～200目，其加入量占含釩鋼渣質(zhì)量比為15％～25％。
7.如權(quán)利要求6所述的含釩鋼渣的資源化利用方法，其特征在于：螢石的CaF2含量在70％以上，其粒度為100～200目，其加入量占含釩鋼渣質(zhì)量比為3％～5％。
8.如權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的含釩鋼渣的資源化利用方法，其特征在于，還包括以下步驟：剛出礦熱爐的熔態(tài)爐渣通過(guò)渣溝引流到水淬池中進(jìn)行水淬處理，形成粒度0.2～5mm的渣粒，撈出后晾置困水；剛出礦熱爐的鐵水經(jīng)鐵溝引流到鑄鐵機(jī)鑄造成低釩鐵合金塊。
9.如權(quán)利要求8所述的含釩鋼渣的資源化利用方法，其特征在于，還包括以下步驟：冶煉結(jié)束后，在礦熱爐中留存部分用于下一次冶煉的鐵水。
10.如權(quán)利要求8所述的含釩鋼渣的資源化利用方法，其特征在于，還包括以下步驟：將渣粒脫水至含水率在15％以下，再磨成比表面積400m2/kg以上的礦渣微粉，應(yīng)用于建材領(lǐng)域；將低釩鐵合金塊冷卻，應(yīng)用于高釩鐵合金和含釩鋼筋生產(chǎn)領(lǐng)域。
說(shuō)明書(shū)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于冶金固廢資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含釩鋼渣的資源化利用方法。
背景技術(shù)
[0002]以釩鈦磁鐵礦作為主要原料，采用傳統(tǒng)高爐冶煉工藝冶煉得到含釩鐵水，再通過(guò)轉(zhuǎn)爐提釩工藝和轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝，形成的鋼渣為轉(zhuǎn)爐含釩鋼渣。典型的含釩鋼渣主要成分見(jiàn)下表(w％)：
[0003]CPSCaOMgOMnOTFeSiO2V2O5Al2O30.0261.010.01838.3710.31.122.212.271.671.86
。
[0004]目前，主要采用多級(jí)破碎磁選方式回收含釩鋼渣中的金屬鐵，鋼渣尾料主要堆放處理，部分作為大宗建材原料使用，如鋪路骨料、水泥瘠性摻合料等，資源化利用率及利用附加值較低。
發(fā)明內(nèi)容
[0005]本發(fā)明提供了一種含釩鋼渣的資源化利用方法，旨在解決現(xiàn)有方法對(duì)含釩鋼渣資源化利用率較低的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：含釩鋼渣的資源化利用方法，包括以下步驟：先將剛出轉(zhuǎn)爐的熔態(tài)含釩鋼渣兌入礦熱爐中，然后將礦熱爐的電極下沉至工作位置，再開(kāi)啟礦熱爐的電源進(jìn)行冶煉提溫，同時(shí)向礦熱爐中分別加入還原劑、硅石和螢石；當(dāng)?shù)V熱爐內(nèi)冶煉溫度達(dá)到1500℃以上后，繼續(xù)冶煉40～60min；冶煉結(jié)束后，先出渣，再出鐵。
[0007]進(jìn)一步的是，含釩鋼渣中V的質(zhì)量百分比為0.8～1.2％，TFe的質(zhì)量百分比為20～22％，CaO的質(zhì)量百分比為38～40％，SiO2的質(zhì)量百分比為12～15％。
[0008]進(jìn)一步的是，通過(guò)鋼渣罐將熔態(tài)含釩鋼渣運(yùn)輸?shù)降V熱爐前；礦熱爐為三電極礦熱爐，其具有出鐵口和出渣口，其電極為自焙電極。
[0009]進(jìn)一步的是，還原劑的固定碳含量在75％以上，其粒度為100～200目，其加入量占含釩鋼渣質(zhì)量比為5％～15％。
[0010]進(jìn)一步的是，還原劑為無(wú)煙煤粉或焦粉，其粒度為150～200目。
[0011]進(jìn)一步的是，硅石的SiO2含量在80％以上，其粒度為100～200目，其加入量占含釩鋼渣質(zhì)量比為15％～25％。
[0012]進(jìn)一步的是，螢石的CaF2含量在70％以上，其粒度為100～200目，其加入量占含釩鋼渣質(zhì)量比為3％～5％。
[0013]進(jìn)一步的是，該方法還包括以下步驟：剛出礦熱爐的熔態(tài)爐渣通過(guò)渣溝引流到水淬池中進(jìn)行水淬處理，形成粒度0.2～5mm的渣粒，撈出后晾置困水；剛出礦熱爐的鐵水經(jīng)鐵溝引流到鑄鐵機(jī)鑄造成低釩鐵合金塊。
[0014]進(jìn)一步的是，該方法還包括以下步驟：冶煉結(jié)束后，在礦熱爐中留存部分用于下一次冶煉的鐵水。
[0015]進(jìn)一步的是，該方法還包括以下步驟：將渣粒脫水至含水率在15％以下，再磨成比表面積400m2/kg以上的礦渣微粉，應(yīng)用于建材領(lǐng)域；將低釩鐵合金塊冷卻，應(yīng)用于高釩鐵合金和含釩鋼筋生產(chǎn)領(lǐng)域。
[0016]本發(fā)明的有益效果是：
[0017]1)可充分利用熔態(tài)含釩鋼渣的顯熱，降低資源化處理過(guò)程的能耗。
[0018]2)可充分回收利用含釩鋼渣中的鐵資源和釩資源，資源利用率大于90％。
[0019]3)通過(guò)配加硅質(zhì)原料對(duì)含釩鋼渣進(jìn)行調(diào)質(zhì)，可使水淬處理后的熔態(tài)爐渣形成硅酸鈣玻璃態(tài)物質(zhì)，磨細(xì)后能作為高活性礦渣微粉使用，提高了含釩鋼渣資源化利用率及利用附加值。
[0020]4)鑄造成的低釩鐵合金塊中V的質(zhì)量百分比含量在2.0％以上，可以應(yīng)用于高釩鐵合金和含釩鋼筋生產(chǎn)領(lǐng)域，經(jīng)濟(jì)附加值高。
[0021]5)磨成的礦渣微粉活性指數(shù)達(dá)到95％以上，為高活性材料，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣，經(jīng)濟(jì)附加值高。
[0022]6)該含釩鋼渣的資源化利用方法可以實(shí)現(xiàn)含釩鋼渣大規(guī)模資源化利用，且利用效率較高，能夠支撐鋼鐵企業(yè)綠色化、清潔化發(fā)展。
附圖說(shuō)明
[0023]圖1是本發(fā)明方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0025]結(jié)合圖1所示，含釩鋼渣的資源化利用方法，包括以下步驟：先將剛出轉(zhuǎn)爐的熔態(tài)含釩鋼渣兌入礦熱爐中，然后將礦熱爐的電極下沉至工作位置，再開(kāi)啟礦熱爐的電源進(jìn)行冶煉提溫，同時(shí)向礦熱爐中分別加入還原劑、硅石和螢石；當(dāng)?shù)V熱爐內(nèi)冶煉溫度達(dá)到1500℃以上后，繼續(xù)冶煉40～60min；冶煉結(jié)束后，先出渣，再出鐵。
[0026]該含釩鋼渣的資源化利用方法針對(duì)含釩鋼渣的特點(diǎn)，利用熔態(tài)含釩鋼渣的顯熱，降低了冶煉過(guò)程中的能耗，且通過(guò)加入還原劑實(shí)現(xiàn)了含釩鋼渣中鐵、釩等有益元素的回收利用，通過(guò)配加硅質(zhì)原料對(duì)含釩鋼渣進(jìn)行調(diào)質(zhì)，可使水淬處理后的熔態(tài)爐渣形成硅酸鈣玻璃態(tài)物質(zhì)，磨細(xì)后能作為高活性礦渣微粉使用，提高了含釩鋼渣資源化利用率及利用附加值。
[0027]其中，含釩鋼渣中V的質(zhì)量百分比為0.8～1.2％，TFe的質(zhì)量百分比為20～22％，CaO的質(zhì)量百分比為38～40％，SiO2的質(zhì)量百分比為12～15％。
[0028]為了便于將剛出轉(zhuǎn)爐的熔態(tài)含釩鋼渣兌入礦熱爐中，一般通過(guò)鋼渣罐將熔態(tài)含釩鋼渣運(yùn)輸?shù)降V熱爐前。礦熱爐又稱電弧電爐或電阻電爐，它主要用于還原冶煉礦石；本發(fā)明方法優(yōu)選采用三電極礦熱爐進(jìn)行冶煉，三電極礦熱爐具有出鐵口和出渣口，其電極為工藝簡(jiǎn)單、成本較低且可連續(xù)使用的自焙電極。
[0029]為了確保能夠有效回收含釩鋼渣中的鐵、釩等有益元素，優(yōu)選在礦熱爐中加入以下成分、粒度及比例的還原劑，即還原劑的固定碳含量在75％以上，其粒度為100～200目，其加入量占含釩鋼渣質(zhì)量比為5％～15％。還原劑可以為多種，優(yōu)選為無(wú)煙煤粉或焦粉，其粒度優(yōu)選為150～200目。
[0030]為了對(duì)含釩鋼渣進(jìn)行有效調(diào)質(zhì)，優(yōu)選在礦熱爐中加入以下成分、粒度及比例的硅石和螢石，即硅石的SiO2含量在80％以上，其粒度為100～200目，其加入量占含釩鋼渣質(zhì)量比為15％～25％；螢石的CaF2含量在70％以上，其粒度為100～200目，其加入量占含釩鋼渣質(zhì)量比為3％～5％。如此，方可確保急冷處理后的熔態(tài)爐渣形成硅酸鈣玻璃態(tài)物質(zhì)，磨細(xì)后能作為高活性礦渣微粉使用，礦渣微粉的活性指數(shù)達(dá)到95％以上。
[0031]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，該含釩鋼渣的資源化利用方法還包括以下步驟：剛出礦熱爐的熔態(tài)爐渣通過(guò)渣溝引流到水淬池中進(jìn)行水淬處理，形成粒度0.2～5mm的渣粒，撈出后晾置困水；剛出礦熱爐的鐵水經(jīng)鐵溝引流到鑄鐵機(jī)鑄造成低釩鐵合金塊；低釩鐵合金塊中V的質(zhì)量百分比含量在2.0％以上，P的質(zhì)量百分比含量在0.5％以下，S的質(zhì)量百分比含量在0.1％以下，對(duì)含釩鋼渣中釩資源的回收率為90％以上、鐵資源的回收率為95％以上。
[0032]為了提高冶煉的連續(xù)性和效果，一爐含釩鋼渣冶煉結(jié)束后，會(huì)在礦熱爐中留存部分用于下一次冶煉的鐵水；留存鐵水的量不超過(guò)出鐵總量的三分之一。
[0033]優(yōu)選的，該含釩鋼渣的資源化利用方法還包括以下步驟：將渣粒脫水至含水率在15％以下，再磨成比表面積400m2/kg以上的礦渣微粉，應(yīng)用于建材領(lǐng)域，例如：用于制作水泥或商品混凝土等；礦渣微粉中CaO的質(zhì)量百分比為30～32％，SiO2的質(zhì)量百分比為25～28％，玻璃態(tài)含量85％以上，活性指數(shù)達(dá)到95％以上；將低釩鐵合金塊冷卻，應(yīng)用于高釩鐵合金和含釩鋼筋生產(chǎn)領(lǐng)域。
[0034]實(shí)施例1
[0035]先將剛出轉(zhuǎn)爐的溫度為1350℃的熔態(tài)含釩鋼渣用鋼渣罐運(yùn)輸?shù)降V熱爐前，直接兌入礦熱爐中；然后，將礦熱爐的電極下沉到指定位置，開(kāi)啟電源進(jìn)行冶煉提溫，同時(shí)加入10％(質(zhì)量百分比，下同)的焦粉，15％的硅石和3％的螢石；焦粉的固定碳含量為88％，粒度為100～200目；硅石的SiO2含量為82％，粒度為100～200目；螢石的CaF2含量為73％，粒度為100～200目；當(dāng)?shù)V熱爐內(nèi)冶煉溫度達(dá)到1500℃以上后，繼續(xù)冶煉60min；冶煉結(jié)束后，先出渣，熔態(tài)爐渣通過(guò)渣溝引流到水淬池中進(jìn)行水淬處理，形成粒度0.2～5mm的渣粒，撈出后晾置困水；待出完渣后，再出鐵，鐵水經(jīng)鐵溝引流到鑄鐵機(jī)鑄造成低釩鐵合金塊；礦熱爐中留存部分鐵水。
[0036]將渣粒脫水至含水率在15％以下，再磨成礦渣微粉，應(yīng)用于水泥及商品混凝土等建材領(lǐng)域；冷卻后的低釩鐵合金塊經(jīng)過(guò)包裝后，直接對(duì)外銷售，主要用于含釩鋼筋冶煉，替代高釩生鐵。
[0037]經(jīng)檢驗(yàn)，該實(shí)施例對(duì)含釩鋼渣中釩資源的回收率為92％，鐵資源的回收率為97％；鑄造成低釩鐵合金塊中V含量為2.5％，P含量為0.45％，S含量為0.08％；磨成的礦渣微粉中CaO的含量為32.5％，SiO2的含量為26.2％，玻璃態(tài)含量為88％，比表面積為420m2/kg，活性指數(shù)達(dá)到95％以上。
[0038]實(shí)施例2
[0039]先將剛出轉(zhuǎn)爐的溫度為1320℃的熔態(tài)含釩鋼渣用鋼渣罐運(yùn)輸?shù)降V熱爐前，直接兌入礦熱爐中；然后，將礦熱爐的電極下沉到指定位置，開(kāi)啟電源進(jìn)行冶煉提溫，同時(shí)加入15％的無(wú)煙煤粉，20％的硅石和5％的螢石；無(wú)煙煤粉的固定碳含量為77％，粒度為100～200目；硅石的SiO2含量為82％，粒度為100～200目；螢石的CaF2含量為73％，粒度為100～200目；當(dāng)?shù)V熱爐內(nèi)冶煉溫度達(dá)到1500℃以上后，繼續(xù)冶煉40min；冶煉結(jié)束后，先出渣，熔態(tài)爐渣通過(guò)渣溝引流到水淬池中進(jìn)行水淬處理，形成粒度0.2～5mm的渣粒，撈出后晾置困水；待出完渣后，再出鐵，鐵水經(jīng)鐵溝引流到鑄鐵機(jī)鑄造成低釩鐵合金塊；礦熱爐中留存部分鐵水。
[0040]將渣粒脫水至含水率在15％以下，再磨成礦渣微粉，應(yīng)用于水泥及商品混凝土等建材領(lǐng)域；冷卻后的低釩鐵合金塊經(jīng)過(guò)包裝后，直接對(duì)外銷售，主要用于含釩鋼筋冶煉，替代高釩生鐵。
[0041]經(jīng)檢驗(yàn)，該實(shí)施例對(duì)含釩鋼渣中釩資源的回收率為91％，鐵資源的回收率為96％；鑄造成低釩鐵合金塊中V含量為2.2％，P含量為0.49％，S含量為0.09％；磨成的礦渣微粉中CaO的含量為30.1％，SiO2的含量為28.6％，玻璃態(tài)含量為86％，比表面積為445m2/kg，活性指數(shù)達(dá)到95％以上。
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聲明：
“含釩鋼渣的資源化利用方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來(lái)源：攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
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