专利名称：一种提钒尾渣深度还原直接生产海绵铁的工艺方法
技术领域：
本发明属于炼铁领域，涉及一种固体废物一提钒尾渣深度还原直接生产海绵铁 的工艺方法，这种方法特别针对于高含量化20、1(20以及高含量1102的工业废弃尾渣的深度
还原-磨矿-弱磁选获得海绵铁，以作为优质炼钢原料。
背景技术：
提钒尾渣为钒钛磁铁矿高炉冶炼、加^20)3焙烧提钒后剩余的残渣，其中含有 30X以上的TFe、10X左右的Ti02以及少量的V205，是一种重要的提取TFe、 Ti02的废物资 源。但由于提钒过程加了大量的化20)3，致使剩余尾渣的化20、 KW含量非常高。化20含量 可高达4%以上，1(20含量可高达1. 5%以上。如此高碱度的废渣利用难度非常大，导致至今 无人问津，只好长期露天堆存，严重破坏周边环境。为了减少污染，充分利用尾渣中的TFe、 Ti02两种有价成分，北京科技大学在对提钒尾渣工艺矿物学研究基础上，结合近年来对难 选铁矿和含铁废物回收铁的研究和积累，前后对提钒尾渣进行了多种方法提取其中TFe、 TiOj勺研究。如 先水洗脱除化20、1(20，再磁化焙烧-磁选的方法；②螺旋溜槽-磁选方法； ③浮选提铁方法，等等。其中，方法①虽能较好的回收其中的铁，但产生大量碱性废水，同时 水洗后尾渣要过滤、烘干等，工艺过程繁琐；方法 虽可以选出部分品位52%左右的铁精 矿，但回收率非常低，才20%左右；方法③虽然可通过药剂的作用强化铁矿物的分离，但由 于铁矿物在尾渣中大部分以固溶体的形式存在，即使粒度磨细到-10 ii m，单体解离的铁矿 物依然很少，因此浮选也无法很好的从尾渣中提取其中的铁矿物，必须寻找更合适的方法。
发明内容
本发明目的是针对现有方法从提钒尾渣中提取铁矿物的难度，根据北京科技大学 在武钢高磷鲕状赤铁矿提铁脱磷中成功应用Na2C03提铁降磷的经验，采涌深度还原_磨 矿-磁选的工艺方法从提钒尾渣中直接获得海绵铁以作为废钢原料使用。这种工艺方法较 传统选矿_球团_炼铁获得铁水再炼钢流程简单、投资成本低、能耗低。
—种提钒尾渣深度还原直接生产海绵铁的工艺方法，其步骤、条件为1、以提钒尾 渣、褐煤、CaO为原料，将原料混合均匀，原料中的重量百分比为提钒尾渣60_80%、褐煤 20-30% 、Ca010-20% ，提钒尾渣中含铁32-40% 、含Ti026_15% ，含Na203_6% 。 2、在温度不 高于IIO(TC条件下焙烧40 60min ;冷却后在磨机中进行一段磨矿、一段弱磁选。 一段磨 矿浓度为60 80% (固体重量占固体和水的总重量)，产品粒度-0. 074mm占85 90%左 右，磨矿产品在磁场强度80kA/m条件下磁选。3、磁选产品继续二段磨矿，磨矿浓度为50 60% ，产品粒度-0. 030mm占80 90%左右，磨矿产品在二段磁场强度64kA/m条件下磁选 得到海绵铁。 本发明工艺方法中深度还原采用的还原剂为褐煤，同时添加CaO作为造渣剂以及 增加碱度协同尾渣中的Na20、K20与Si02、Al203反应生成类沸石的稳定矿物，促进深度还原 产物中海绵铁的提取和分离。深度还原产物经过二段磨矿-二段弱磁选工艺处理，可获得铁品位大于90%， Ti02小于0. 20%的海绵铁，该产品可以直接作为炼钢原料。 本发明方法具有如下特点①所得产品为炼钢原料，其中含铁90X以上，回收率
75% 80% ，含Ti020. 20%以下，其他杂质满足炼钢要求。因此，縮短了从铁矿石加工成钢
材的工艺流程，避免了其他方法所得铁精矿烧结、球团、高炉炼铁所产生的环境污染，具有
明显的环境效益和节能降耗效果；②工艺方法本身较其他方法简单，容易控制；③所加还
原剂为褐煤，储量大，价格低；④造渣剂为CaO，储量大，价格低；⑤利用的是废物资源，对于
充分利用废物资源中的铁等有价金属具有重要指导意义。
图1所示为提钒尾渣深度还原_磨矿_弱磁选工艺流程。
具体实施方式
实施例1 提钒尾渣含铁36. 51%、含11029 . 65%，含化20 4.38%。深度还原条件为提钒尾 渣褐煤CaO = 100 : 40 : 15，混匀后在马弗炉中IIO(TC下还原焙烧40min ;冷却；在 磨矿浓度70%磨至粒度-0. 074mm占87% ，在磁场强度80kA/m磁选。磁选产品在磨矿浓度 为55%磨至-0. 030mm占90%左右，在磁场强度64kA/m条件下磁选得到海绵铁。获得铁含 量90. 85%、 Ti02含量0. 17%、其他杂质含量满足炼钢要求的海绵铁。
实施例2 提钒尾渣含铁32.84%、含110212. 21%，含化20 4.90%。深度还原条件为提钒 尾渣褐煤CaO = 100 : 30 : 20，混匀后在马弗炉中1050t:下还原焙烧50min ;冷却； 在磨矿浓度70%磨至粒度-0. 074mm占85% ，在磁场强度80kA/m磁选。磁选产品在磨矿浓 度为55%磨至-0. 030mm占88%左右，在磁场强度64kA/m条件下磁选得到海绵铁。获得铁 含量91. 24%、Ti02含量0. 15%、其他杂质含量满足炼钢要求的海绵铁。
实施例3 提钒尾渣含铁35.67%、含110210. 15%，含化20 4.58%。深度还原条件为提钒 尾渣褐煤CaO = 100 : 33 : 20，混匀后在马弗炉中IOO(TC下还原焙烧60min ;冷却； 在磨矿浓度70%磨至粒度-0. 074mm占88% ，在磁场强度80kA/m磁选。磁选产品在磨矿浓 度为55%磨至-0. 030mm占90%左右，在磁场强度64kA/m条件下磁选得到海绵铁。获得铁 含量91. 64%、Ti02含量0. 14%、其他杂质含量满足炼钢要求的海绵铁。
权利要求
一种提钒尾渣深度还原直接生产海绵铁的工艺方法，其特征是工艺步骤为1)、以提钒尾渣、褐煤、CaO为原料，将原料混合均匀，原料中的重量百分比为提钒尾渣60-80％、褐煤20-30％、CaO10-20％，提钒尾渣中含铁32-40％、含TiO26-15％，含Na2O3-6％；2)、在温度不高于1100℃条件下焙烧40～60min；冷却后在磨机中进行一段磨矿、一段弱磁选；一段磨矿浓度为60～80％，所述浓度是固体重量占固体和水的总重量，产品粒度-0.074mm占85～90％，磨矿产品在磁场强度80kA/m条件下磁选；3)、磁选产品继续二段磨矿，磨矿浓度为50～60％，产品粒度-0.030mm占80～90％，磨矿产品在二段磁场强度64kA/m条件下磁选得到海绵铁。
全文摘要
本发明属于炼铁领域，涉及一种提钒尾渣深度还原直接生产海绵铁的工艺方法。本方法采用褐煤为还原剂，同时添加CaO作为造渣剂同时增加碱度协同尾渣中的Na2O、K2O与SiO2、Al2O3反应生成类沸石的稳定矿物，促进深度还原产物中海绵铁的提取和分离。深度还原产物经过二段磨矿-二段弱磁选工艺处理，可获得铁品位大于90％，TiO2小于0.20％的海绵铁。本发明工艺简单，容易控制；原料储量大，价格低；产品可以直接作为炼钢原料其他杂质满足炼钢要求，缩短了从铁矿石加工成钢材的工艺流程，避免了其他方法所得铁精矿烧结、球团、高炉炼铁所产生的环境污染，具有明显的环境效益和节能降耗效果。
文档编号C22B1/00GK101713007SQ20091023554
公开日2010年5月26日 申请日期2009年10月12日 优先权日2009年10月12日
发明者党春阁, 忤晓丹, 景丽丽, 杨慧芬, 王静静 申请人:北京科技大学