一种含稀土和/或铌熔渣冶金一步法回收的方法与流程

文档序号:12413332阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种含稀土和/或铌熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1,熔渣一步混合:

将熔融态含稀土高炉熔渣、熔融态含铌熔融钢渣、含铁物料中的两种或三种物料混合配料;

将混合配料后的物料加入熔渣可流出的熔炼反应装置,混合形成反应混合熔渣,实时监测反应混合熔渣,通过调控同时保证如下(a)和(b)两个参数,获得反应完成后的熔渣;

(a)反应混合熔渣的温度为1300~1650℃;

(b)反应混合熔渣碱度CaO/SiO2比值=0.6~2.4;

对应(a):控制反应混合熔渣温度在设定温度范围的方法为:

当反应混合熔渣温度<设定温度范围下限时,通过反应装置自身的加热功能,使反应混合熔渣温度满足(a);

当反应混合熔渣温度>设定温度范围上限时,向反应混合熔渣中加入含铌稀土物料、含铁物料、冶金熔剂或含稀土高炉熔渣中的一种或几种,使反应混合熔渣的温度满足(a);

对应(b):

当反应混合熔渣中碱度CaO/SiO2比值<0.6时,向反应混合熔渣中加入碱性物料或碱性含铁物料中的一种或几种,使反应混合熔渣温度满足(b);

当反应混合熔渣中碱度CaO/SiO2比值>2.4时,向反应混合熔渣中加入酸性物料或酸性含铁物料中的一种或两种,使反应混合熔渣温度满足(b);

步骤2,分离回收:

采用以下方法中的一种:

方法一,还原后的混合熔渣进行冷却处理:

将反应完成后的熔渣倒入保温装置中,进行如下步骤:

(1)将反应完成后的熔渣,冷却至室温,获得缓冷渣,其中,缓冷渣从底部往上部依次为:金属铁沉降的铁坨,金属铁层,铁氧化物层,富稀土相层和硅酸盐矿物相层;

(2)人工取出铁坨和硅酸盐矿物相层,将金属铁层,铁氧化物层与富稀土相层,破碎,直接还原后,磁选将铁和铁氧化物选出,同时得到富稀土矿物相;

(3)硅酸盐矿物相的回收利用有2种:①作为水泥原料、建筑材料、代替碎石作骨料、路材或磷肥使用;②采用湿法冶金、选矿方法或选矿-湿法冶金联合法将含磷组分分离出来;

方法二,将反应完成后的熔渣进行分离处理:

(1)将反应完成后的熔渣,沉降渣-金分离,获得铁水,金属铁层,铁氧化物层,富稀土相层和硅酸盐矿物相层;

(2)将硅酸盐矿物相层,进行炉外熔渣处理;

(3)将铁水送往转炉炼钢;

(4)金属铁层,铁氧化物层和富稀土相层,倒入保温装置,水淬或空冷后,作为高炉炼铁原料或直接还原炼铁或熔融还原炼铁的原料;

直接还原后,破碎,磁选将铁和铁氧化物选出,同时得到富稀土矿物相;

其中,硅酸盐矿物相层,进行炉外熔渣处理,采用方法A、方法B或方法C中的一种:

方法A:硅酸盐矿物相层作为水泥原料

硅酸盐矿物相层直接作为水泥原料或进一步处理做成高附加值的水泥原料;

方法B:部分或全部硅酸盐矿物相层返回到反应混合熔渣

部分或全部硅酸盐矿物相层返回到反应混合熔渣,作为热态冶金熔剂,调整混合熔渣成分,控制混合熔渣温度;

方法C:硅酸盐矿物相层浇筑微晶玻璃或作为矿渣棉;

方法三:反应完成后的熔渣进行分离处理:

反应完成后的熔渣,沉降,渣-金分离,获得铁水,金属铁层,铁氧化物层,富稀土相层和硅酸盐矿物相层,进行如下步骤:

(1)金属铁层,铁氧化物层,富稀土相层和硅酸盐矿物相层,水淬或空冷后,作为高炉炼铁原料或直接还原炼铁或熔融还原炼铁;

(2)铁水,送往转炉炼钢;

其中,金属铁层,铁氧化物层,富稀土相层和硅酸盐矿物相层直接还原后,破碎至粒度为20~400μm,磁选将铁和铁氧化物选出,同时得到富稀土矿物相与硅酸盐矿物相;

硅酸盐矿物相的后续处理方法采用方法二中的方法A、方法B或方法C中的一种;

方法四:反应完成后的熔渣进行直接处理:

方法A:反应完成后熔渣直接空冷或水淬

(1)熔炼反应装置上部熔渣直接空冷或水淬,用途有4种:①矿渣水泥;②水泥调整剂;③水泥生产中的添加剂;④水泥熟料;

(2)熔炼反应装置下部铁水送往转炉炼钢;

方法B:反应完成后熔渣氧化后空冷或水淬

(1)向反应完成后熔渣中吹入预热的氧化性气体,当反应完成后熔渣氧化铁含量≥2wt%,完成喷吹,获得氧化后的熔渣,其中,氧化性气体的预热温度为0~1200℃;

其中,整个过程中,要保证熔渣温度≥1450℃,采用的控制方法为:

当温度<1450℃,喷入预热燃料,燃烧放热、补充热量,或装置自身加热,使熔渣温度在≥1450℃:

(2)氧化后的熔渣直接空冷或水淬,用途有4种:①矿渣水泥;②水泥调整剂;③水泥生产中的添加剂;④水泥熟料;

(3)熔炼反应装置下部铁水送往转炉炼钢;

方法C:反应完成后熔渣处理生产高附加值的水泥熟料

(1)加入熔融转炉钢渣、电炉熔融还原钢渣、电炉熔融氧化钢渣、石灰、粉煤灰、碱性铁贫矿、铝土矿、含稀土高炉熔渣、普通、高炉熔渣中的一种或几种,充分混合,获得熔渣混合物料;

(2)向熔渣混合物料中吹入预热的氧化性气体,当熔渣混合物料氧化铁含量≥2wt%,完成喷吹,获得氧化后的熔渣混合物料,其中,氧化性气体的预热温度为0~1200℃;

其中,整个过程中,要保证熔渣混合物料温度≥1450℃,采用的控制方法为:

当温度<1450℃,喷入预热燃料,燃烧放热,补充热量,或装置自身加热,使熔渣混合物料温度在≥1450℃;

(3)氧化后的熔渣混合物料,进行空冷或水淬,制得高附加值的水泥熟料;

(4)熔炼反应装置下部铁水送往转炉炼钢;

方法五:反应完成后的熔渣,冷却沉降,渣-金分离,获得铁水,金属铁层,铁氧化物层与硅酸盐相熔渣,进行如下步骤:

(1)铁水,送往转炉炼钢;

(2)金属铁层,硅酸盐相和铁氧化物熔渣倒入保温装置中,按如下方法进行处理:

方法A:熔渣直接空冷或水淬

(1)熔炼反应装置上部熔渣直接空冷或水淬,用途有4种:①矿渣水泥;②水泥调整剂;③水泥生产中的添加剂;④水泥熟料;

方法B熔渣氧化后空冷或水淬

(1)向反应完成后的熔渣中吹入预热的氧化性气体,当熔渣氧化铁含量≥2wt%,完成喷吹,获得氧化后的熔渣,其中,氧化性气体的预热温度为0~1200℃;

其中,整个过程中,要保证熔渣温度≥1450℃,采用的控制方法为:

当温度<1450℃,喷入预热燃料,燃烧放热、补充热量,或装置自身加热,使熔渣温度在≥1450℃;

(2)氧化后的熔渣直接空冷或水淬,用途有4种:①矿渣水泥;②水泥调整剂;③水泥生产中的添加剂;④水泥熟料;

方法C:熔渣处理生产高附加值的水泥熟料

(1)加入熔融转炉钢渣、电炉熔融还原钢渣、电炉熔融氧化钢渣、石灰、粉煤灰、碱性铁贫矿、铝土矿、高炉熔渣中的一种或几种,充分混合,获得熔渣混合物料;

(2)向熔渣混合物料中吹入预热的氧化性气体,当熔渣混合物料氧化铁含量≥2wt%,完成喷吹,获得氧化后的熔渣混合物料,其中,氧化性气体的预热温度为0~1200℃;

其中,整个过程中,要保证熔渣混合物料温度≥1450℃,采用的控制方法为:

当温度<1450℃,喷入预热燃料,燃烧放热,补充热量,或装置自身加热,使熔渣混合物料温度在≥1450℃;

(3)氧化后的熔渣混合物料,进行空冷或水淬,制得高附加值的水泥熟料。

2.根据权利要求1所述的含稀土和/或铌熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,所述的步骤1中,熔融态含稀土高炉熔渣由出渣口获得,或将含稀土高炉熔渣加热至熔融状态,所述的含稀土高炉熔渣中,含有RE2O3的质量分数为0.1~8%;所述的熔融态含铌熔融钢渣由出渣口获得,或将含铌熔融钢渣加热至熔融状态,所述的含铌熔融钢渣中,含有Nb2O5的质量分数为0.1~6%,所述的含铌熔融钢渣为转炉熔融含铌钢渣和/或电炉熔融含铌钢渣;其中,当含铌熔融钢渣为转炉熔融含铌钢渣和电炉熔融含铌钢渣时,两者为任意比。

3.根据权利要求1所述的含稀土和/或铌熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,所述的步骤1中,渣液可流出的熔炼反应装置,为可倾倒的熔炼反应装置或底部带有渣口的固定式熔炼反应装置;所述的可倾倒的熔炼反应装置为感应炉;所述的底部带有渣口的固定式熔炼反应装置为等离子炉、直流电弧炉、交流电弧炉或矿热炉中的一种。

4.根据权利要求1所述的含稀土和/或铌熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,所述的步骤1中:

含铌稀土物料为常温或从冶炼炉直接获得具有温度的含稀土高炉渣、含铌钢渣、提铌尾渣、选稀土尾矿、低品位铌稀土矿、白云鄂博铁矿直接还原铁、白云鄂博铁矿铁精矿、白云鄂博铁矿铁精矿金属化球团、白云鄂博铁矿铁精矿含碳预还原球团、白云鄂博铁矿铁精矿烧结矿、白云鄂博铁矿铁精矿球团矿、高炉富稀土渣、高炉转型稀土渣、熔分稀土渣中的一种或几种,所述的出炉温度为600~1550℃;

含铁物料为常温或从冶炼炉直接获得具有温度的普通钢渣、铜冶炼渣、镍冶炼渣、铅锌冶炼渣、镍铁渣、锌浸出渣、铅冶炼渣、普通铁精矿、普通铁精矿烧结矿、普通铁精矿球团矿、普通铁精矿金属化球团、普通铁精矿含碳预还原球团、普通铁精矿直接还原铁、普通钢渣、铁水预脱硫渣、高炉瓦斯灰、高炉烟尘、转炉烟尘、氧化铁皮、湿法炼锌过程的锌浸出渣、氧化铝生产过程产生的赤泥、粉煤灰、硫酸烧渣、转炉烟尘或电炉烟尘中的一种或几种;所述的出炉温度为600~1550℃;

其中,含铁物料中的普通铁精矿含碳预还原球团中的FeO含量≥60%,普通铁精矿金属化球团中的金属化率≥70%;

所述的含铁物料是球团或粉状物料,其中,粉状物料的粒度≤150μm,粉状含铁物料以氧化性气体或中性气体载入的方式喷吹加入到反应熔渣内部,氧化性气体为空气、氧气、富氧空气、氧气-氮气混合气、空气-氮气混合气、氧气-氩气混合气、空气-氩气混合气中的一种;所述的喷吹方式为采用耐火喷枪插入熔渣内部吹入,采用侧吹、顶吹或底吹中的一种或几种;

所述的冶金熔剂为含CaO或SiO2的矿物,具体为石英砂、赤泥、白云石或石灰石中的一种或几种;

所述的碱性物料为石灰粉、赤泥、白云石粉或生石灰粉中的一种;所述的碱性含铁物料为CaO/SiO2≥1的含铁物料;所述的碱性含铁物料为碱性烧结矿、碱性铁精矿、碱性预还原球团或碱性金属化球团中的一种;

所述的酸性物料为硅石;所述的酸性含铁物料为CaO/SiO2≤1的含铁物料;所述的酸性含铁物料为酸性烧结矿、酸性铁精矿、酸性预还原球团、酸性金属化球团、铜冶炼渣、锌浸出大窑渣、镍铁渣、铅锌冶炼渣、镍冶炼渣或铅冶炼渣中的一种。

5.根据权利要求1所述的含稀土和/或铌熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,所述的步骤1中,熔渣混合的同时,对混合熔渣进行搅拌,搅拌方式为通入中性气体、电磁搅拌或机械搅拌中的一种,或通入中性气体与电磁搅拌相结合,或喷吹中性气体与机械搅拌相结合,其中,所述的中性气体为惰性气体、氩气或N2中的一种或几种;中性气体的预热温度为0~1200℃,中性气体的喷吹时间与流量的关系为1~90L/(min·kg),中性气体的喷吹方式为采用耐火喷枪喷入插入反应混合熔渣内部吹入,起到增强搅拌的作用。

6.根据权利要求1所述的含稀土和/或铌熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,所述的步骤1中,原料中含有含铁物料时,各物料加入熔渣可流出的熔炼反应装置的方法为:先将熔融态高炉熔渣或熔融态熔融钢渣加入装置中,再向装置中加入含铁物料,其中,当含铁物料为粉状含铁物料时,加入方式为,以中性气体为载气,向装置中喷吹粉状含铁物料。

7.根据权利要求1所述的含稀土和/或铌熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,所述的步骤2中,冷却方式为自然冷却或旋转冷却,沉降方式为自然沉降、旋转沉降或电磁沉降。

8.根据权利要求1所述的含稀土和/或铌熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,当步骤1中物料采用熔融态含铌熔融钢渣时,步骤2分离回收中,对应的铁水为含铌铁水,对应的金属铁为含铌金属铁,对应的金属铁层为含铌含铌金属铁层,对应的富稀土相层为富稀土与铌相层,对应的富稀土矿物相为富稀土与铌矿物相。

9.根据权利要求1所述的含稀土和/或铌熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,所述的步骤2中,金属铁回收率均为92~97%。

10.根据权利要求1所述的含稀土和/或铌熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,所述的步骤2中,直接还原炼铁在直接还原炉窑中进行,所述直接还原炉窑为回转窑、竖炉、转底炉、车底炉或隧道窑中的一种;所述的重力分选法是摇床分选、溜槽分选或者二者相结合;所述的湿法冶金是稀酸浸出法,其中稀酸浸出法是无机酸浸、有机酸浸中的一种;所述的无机酸选用硫酸、盐酸、磷酸的一种或多种,有机酸选用草酸、乙酸、柠檬酸中的一种或几种。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1