提钒尾渣含碳球团及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及提钒尾渣含碳球团及其制备方法，属于冶金领域。本发明要解决的技术问题是，提供一种高强度的提钒尾渣含碳球团及其制备方法。本发明提钒尾渣含碳球团，由以下重量份组分组成：提钒尾渣100份，膨润土0.6～0.9份，聚乙烯醇0.3～0.5份，煤粉12～18份，水8～12份。进一步的，本发明还公开了提钒尾渣含碳球团的制备方法。本发明提钒尾渣含碳球团强度高，还原性好，同时，本发明制备工艺步骤简单，所需设备少，能够满足工业化生产的要求，为冶金废弃物综合利用奠定了基础，避免了资源浪费和环境污染，具有广阔的应用前景。
【专利说明】提钒尾渣含碳球团及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及提钒尾渣含碳球団及其制备方法，属于冶金领域。
【背景技术】[0002]我国四川省攀枝花ー西昌地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资源，攀西地区钒钛磁铁矿是ー种以铁、钒、钛为主并伴生有铬、镓、镍、钴、钪、钼族等多种元素的大型复合共生矿。钒钛磁铁矿中镓、钒、铬经过选冶工艺后进入钒渣中的比例分别为3.8%,39.85%,26.02%,品位分别为0.014%、13.28%,0.38%，钒渣提钒エ艺只提取了大部分的钒资源，而镓、铬及少部分钒资源进入并富集于提钒尾渣中，被作为冶金弃渣堆积。
[0003]目前，全国每年生产五氧化二钒过程中产生的提钒尾渣近40万吨，国内外科技工作者主要采取湿法エ艺提取提钒尾渣中的残钒、制备远红外涂料及钒钛黑瓷、直接还原ー磁选エ艺回收其中的铁以及火法与湿法エ艺回收镓、铁，未对提钒尾渣综合利用进行系统研究，综合回收其中的镓、钒、铬、鉄。因此，研究如何对其进行开发利用，综合回收其中的有价金属，不但对资源综合利用具有重要意义，而且可以解决提钒尾渣常年堆积所帯来的一系列环境问题。提钒尾渣内配碳球团的制备和强度的提高为提钒尾渣火法冶炼奠定了基础，使提钒尾渣采用火法冶炼エ艺成为可能。
[0004]中国专利201210426342.0公开了ー种高炉用含碳球团，其组分按如下质量份组成:烧结机头电除尘灰11-13份，高炉瓦斯泥39-42份，炉前矿槽除尘灰20-22份，无钙铬渣17-19份，钛钒磁铁精矿10-12份，氧化锆3-5份，膨润土 1-2份，消石灰1份。该申请的含碳球团虽然在利用钢铁厂的粉尘类废弃物为原料，但其抗压强度最高仅为97.66N/个，抗压强度不甚理想。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是，提供一种高强度的提钒尾渣含碳球団及其制备方法。
[0006]本发明提钒尾渣含碳球团，由以下重量份组分组成:提钒尾渣100份，膨润土0.6~0.9份，聚乙烯醇0.3~0.5份，煤粉12~18份，水8~12份。
[0007]其中，为了提高提钒尾渣含碳球団的抗压和落下強度，所述提钒尾渣中铁含量优选为26~32wt%，更优选为32wt%，五氧化二钒的含量优选为1.5~2.5wt%，更优选为2wt%，三氧化二铬的含量为1.5~3.0wt%,更优选为2.2wt%,氧化猛、二氧化娃和三氧化二招含量之和为23~30wt%，更优选为25wt% ;所述煤粉的固定碳含量优选> 70wt%，更优选为75~85wt%，最优选为79.33wt% ;灰分和挥发分含量之和优选< 30%，更优选为15~25wt%，最优选为19.98wt%，热值优选≥25000KJ Kg^1,更优选为27000~30000KJ Kg'最优选为28511IOKJ Kg—1。
[0008]进ー步的，为了提高提钒尾渣含碳球団的抗压和落下強度，所述聚乙烯醇优选为浓度为3~10wt%的水溶液，更优选为6wt%水溶液，其中，聚乙烯醇可选用常规的聚乙烯醇，优选平均分子量为180000~200000的聚乙烯醇；作为更优选方案，聚乙烯醇的制备采用如下方法:将聚乙烯醇于100~150°C下溶于水，制备成聚乙烯醇水溶液。
[0009]进ー步的，本发明还公开了提钒尾渣含碳球团的制备方法，包括如下步骤:
[0010]a、物料混合:按照配比称取各组分，并混合；
[0011]b、压カ成型:在10~14MPa的成型压カ下压制成生球；
[0012]C、焙烧:将生球于650~900°C下焙烧10~20min，即得。
[0013]进ー步的，为了降低提钒尾渣含碳球团成产成本，c步骤优选于空气中进行。
[0014]经测试，通过本发明方法制备的生球抗压强度为30~60牛/球，落下强度为10~15次/球；最終得到的提钒尾渣含碳球团抗压强度为100~500牛/球，落下强度为30~50次/球。
[0015]其中，本发明抗压强度测试采用智能強度测试仪，落下强度测量防范为距离橡胶板 50cm。
[0016]本发明有益效果:
[0017]1、本发明所得提钒尾渣含碳球团强度高，还原性好，可以作为转底炉、电弧炉、车底炉等高温熔炼炉的原料，为提钒尾渣的综合利用打下坚实的原料基础。
[0018]2、本发明制备エ艺步骤简单，所需设备少，能够满足エ业化生产的要求，同时为冶金废弃物综合利用奠定了基础，避免了资源浪费和环境污染，具有广阔的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1生产流程图。
【具体实施方式】
[0020]本发明提钒尾渣含碳球团，由以下重量份组分组成:提钒尾渣100份，膨润土0.6~0.9份，聚乙烯醇0.3~0.5份，煤粉12~18份，水8~12份。
[0021]其中，为了提高提钒尾渣含碳球団的抗压和落下強度，所述提钒尾渣中铁含量优选为26~32wt%，更优选为32wt%，五氧化二钒的含量优选为1.5~2.5wt%，更优选为2wt%，三氧化二铬的含量为1.5~3.0wt%,更优选为2.2wt%,氧化猛、二氧化娃和三氧化二招含量之和为23~30wt%，更优选为25wt% ;所述煤粉的固定碳含量优选> 70wt%,更优选为75~85wt%，最优选为79.33wt% ;灰分和挥发分含量之和优选< 30%，更优选为15~25wt%，最优选为19.98wt%，热值优选≥25000KJ Kg^1,更优选为27000~30000KJ Kg'最优选为28511IOKJ Kg—1。
[0022]进ー步的，为了提高提钒尾渣含碳球団的抗压和落下強度，所述聚乙烯醇优选为浓度为3~10wt%的水溶液，更优选为6wt%水溶液，其中，聚乙烯醇可选用常规的聚乙烯醇，优选平均分子量为180000~200000的聚乙烯醇；作为更优选方案，聚乙烯醇的制备采用如下方法:将聚乙烯醇于100~150°C下溶于水，制备成聚乙烯醇水溶液。
[0023]进ー步的，本发明还公开了提钒尾渣含碳球团的制备方法，包括如下步骤:
[0024]a、物料混合:按照配比称取各组分，并混合；
[0025]b、压カ成型:在10~14MPa的成型压カ下压制成生球；
[0026]C、焙烧:将生球于650~900°C下焙烧10~20min，即得。[0027]进ー步的，为了降低提钒尾渣含碳球团成产成本，c步骤优选于空气中进行。
[0028]经测试，通过本发明方法制备的生球抗压强度为30~60牛/球，落下强度为10~15次/球；最終得到的提钒尾渣含碳球团抗压强度为100~500牛/球，落下强度为30~50次/球。
[0029]其中，本发明抗压强度测试采用智能強度测试仪，落下强度测量防范为距离橡胶板 50cm。
[0030]下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】做进ー步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0031]实施例1本发明提钒尾渣含碳球团的制备
[0032]a、物料混合:将提钒尾渣:膨润土:聚乙烯醇:煤粉:水分按重量比100: 0.9:0.4: 16: 8均匀混合；
[0033]其中，提钒尾渣中，铁含量为32wt%，五氧化二钒的含量为2wt%，三氧化二铬的含量为1.2wt%，氧化锰、二氧化硅和三氧化二铝含量之和为25wt% ;煤粉的固定碳含量为79.33%，灰分和挥发分含量之和为19.98%，热值为28511KJ Kg—1 ;分子量为180000，且浓度为6wt%的水溶液；
[0034]b、压カ成型:在成型压カ1lMPa压制成生球；
[0035]C、焙烧:将生球于800°C下焙烧15min，即得。
[0036]经测试，生球抗压强度为35牛/球，落下强度为10次/球；焙烧后提钒尾渣含碳球团抗压强度为150牛/球，落下强度为35次/球。
[0037]实施例2本发明提钒尾渣含碳球团的制备
[0038]a、物料混合:将提钒尾渣:膨润土:聚乙烯醇:煤粉:水分按重量比100: 0.9:0.4: 16: 8均匀混合；
[0039]其中，提钒尾渣中，铁含量为30.2wt%，五氧化二钒的含量为1.5wt%，三氧化二铬的含量为1.6wt%，氧化锰、二氧化硅和三氧化二铝含量之和为23.lwt% ;煤粉的固定碳含量为89.1%，灰分和挥发分含量之和为11.2%，热值为27301KJ Kg—1 ;聚乙烯醇分子量为200000，且浓度为3wt%的水溶液；
[0040]b、压カ成型:在成型压カ14MPa压制成生球；
[0041]C、焙烧:将生球于900°C下焙烧15min，即得。
[0042]经测试，生球团抗压强度为35牛/球，落下强度为10次/球；焙烧后提钒尾渣含碳球团抗压强度为500牛/球，落下强度为45次/球。
[0043]实施例3本发明提钒尾渣含碳球团的制备
[0044]a、物料混合:将提钒尾渣:膨润土:聚乙烯醇:煤粉:水分按重量比100: 0.7:0.3: 12: 10均匀混合；
[0045]其中，提钒尾渣中，铁含量为26.5wt%，五氧化二钒的含量为2.5wt%，三氧化二铬的含量为2.4wt%，氧化锰、二氧化硅和三氧化二铝含量之和为29.6wt% ;煤粉的固定碳含量为72.3%，灰分和挥发分含量之和为26.5%，热值为27928KJ Kg—1 ;聚乙烯醇分子量为180000，且浓度为6wt%的水溶液；
[0046]b、压カ成型:在成型压カIlMPa压制成生球；
[0047]C、焙烧:将生球于850°C下焙烧15min，即得。[0048]经测试，生球团抗压强度为40牛/球，落下强度为12次/球；焙烧后提钒尾渣含碳球团抗压强度为320牛/球，落下强度为40次/球。
[0049]实施例4本发明提钒尾渣含碳球团的制备
[0050]a、物料混合:将提钒尾渣:膨润土:聚乙烯醇:煤粉:水分按重量比100: 0.6:0.5: 18: 12均匀混合；
[0051]其中，提钒尾渣中，铁含量为28.9wt%，五氧化二钒的含量为2.lwt%，三氧化二铬的含量为3.0wt%，氧化锰、二氧化硅和三氧化二铝含量之和为27.3wt% ;煤粉的固定碳含量为80.4%，灰分和挥发分含量之和为19.2%，热值为28677KJ Kg—1 ;聚乙烯醇分子量为200000，且浓度为9wt%的水溶液；
[0052]b、压カ成型:在成型压カ12MPa压制成生球；
[0053]C、焙烧:将生球于650°C下焙烧lOmin，即得。
[0054]经测试，生球团抗压强度为40牛/球，落下强度为15次/球；焙烧后提钒尾渣含碳球团抗压强度为120牛/ 球，落下强度为35次/球。
[0055]实施例5本发明提钒尾渣含碳球团的制备
[0056]a、物料混合:将提钒尾渣:膨润土:聚乙烯醇:煤粉:水分按重量比100: 0.9:0.5: 18: 12均匀混合；
[0057]其中，提钒尾渣中，铁含量为27.6wt%，五氧化二钒的含量为1.9wt%，三氧化二铬的含量为2.6wt%，氧化锰、二氧化硅和三氧化二铝含量之和为29.4wt% ;煤粉的固定碳含量为75.5%，灰分和挥发分含量之和为24.3%，热值为29647KJ Kg—1 ;聚乙烯醇分子量为200000，且浓度为10wt%的水溶液；
[0058]b、压カ成型:在成型压カIlMPa压制成生球；
[0059]C、焙烧:将生球于850°C下焙烧15min，即得。
[0060]经测试，生球团抗压强度为30牛/球，落下强度为10次/球；焙烧后提钒尾渣含碳球团抗压强度为350牛/球，落下强度为45次/球。
[0061]实施例6本发明提钒尾渣含碳球团的制备
[0062]a、物料混合:将提钒尾渣:膨润土:聚乙烯醇:煤粉:水分按重量比100: 0.8:0.5: 18: 12均匀混合；
[0063]其中，提钒尾渣中，铁含量为32wt%，五氧化二钒的含量为2.5wt%，三氧化二铬的含量为1.8wt%，氧化锰、二氧化硅和三氧化二铝含量之和为25wt% ;煤粉的固定碳含量为79.1%，灰分和挥发分含量之和为19.9%，热值为28461KJ Kg—1 ;聚乙烯醇分子量为180000，且浓度为6wt%的水溶液；
[0064]b、压カ成型:在成型压カIOMPa压制成生球；
[0065]C、焙烧:将生球于900°C下焙烧lOmin，即得。
[0066]经测试，生球团抗压强度为45牛/球，落下强度为15次/球；焙烧后提钒尾渣含碳球团抗压强度为400牛/球，落下强度为50次/球。
【权利要求】
1.提钒尾渣含碳球団，其特征在于由以下重量份组分组成:提钒尾渣100份，膨润土0.6~0.9份，聚乙烯醇0.3~0.5份，煤粉12~18份，水8~12份。
2.根据权利要求1所述的提钒尾渣含碳球团，其特征在于:所述提钒尾渣中铁含量为26~32wt%，五氧化二钒的含量为1.5~2.5wt%，三氧化二铬的含量为1.5~3.0wt%,氧化锰、二氧化硅和三氧化二铝含量之和为23~30wt%。
3.根据权利要求2所述的提钒尾渣含碳球团，其特征在于:所述提钒尾渣中铁含量为32wt%，五氧化二钒的含量为2wt%，三氧化二铬的含量为2.2wt%，氧化锰、二氧化硅和三氧化二铝含量之和为25wt%。
4.根据权利要求1~3任一项所述的提钒尾渣含碳球団，其特征在于:所述煤粉的固定碳含量> 70wt%，灰分和挥发分含量之和< 30wt%，热值> 25000KJ Kg—1。
5.根据权利要求4所述的提钒尾渣含碳球团，其特征在于:所述煤粉的固定碳含量为75~85wt%，优选为79.33wt% ;灰分和挥发分含量之和为15~25wt%，优选为19.98wt% ;热值为 27000 ~30000KJ Kg'优选为 2851IKJ Kg'
6.根据权利要求1~5任一项所述的提钒尾渣含碳球団，其特征在于:所述聚乙烯醇为浓度为3~10wt%的水溶液，优选为6wt%的水溶液。
7.权利要求1~6任一项所述的提钒尾渣含碳球団的制备方法，其特征在于包括如下步骤: a、物料混合:按照配比称取各组分，并混合； b、成型:将混合好的物料压制成球，得生球； C、焙烧:将生球焙烧，即得。
8.根据权利要求7所述的提钒尾渣含碳球团的制备方法，其特征在于:所述b步骤中成型压カ为10~14MPa。
9.根据权利要求7或8所述的提钒尾渣含碳球团的制备方法，其特征在于:所述c步骤于650~900°C下焙烧10~20min。
10.根据权利要求5~9任一项所述的提钒尾渣含碳球団的制备方法，其特征在于:c步骤于空气中进行。
【文档编号】C22B1/245GK103526011SQ201310453064
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】吴恩辉, 杨绍利, 侯静, 李军, 黄平, 李昌东 申请人:攀枝花学院