一种含钛熔渣冶金一步法回收的方法与流程

文档序号:12413334阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种含钛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:

将熔融态高炉含钛熔渣、熔融态含钒钛钢渣、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,实时监测反应熔渣,通过调控同时保证如下(a)、(b)两个参数,获得反应完成后的熔渣;

(a)要控制反应熔渣碱度CaO/SiO2比值=0.6~2.4;

(b)保证渣浴的温度为1300~1600℃;

调控方法为:

对应(a):

当反应熔渣中碱度CaO/SiO2比值<0.6时,向反应熔渣中加入碱性物料或碱性含铁物料中的一种或几种;

当反应熔渣中碱度CaO/SiO2比值>2.4时,向反应熔渣中加入酸性物料或酸性含铁物料中的一种或几种;

对应(b):

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1300~1600℃;

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冶金熔剂、含铁物料或高炉熔渣中的一种或几种,使反应混合熔渣的温度满足1300~1600℃;

步骤2,分离回收:

采用以下方法中的一种:

方法一,反应完成后的熔渣进行冷却处理:

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含钒金属铁沉降的铁坨,含钒金属铁层,铁氧化物层,富钛相层与富钒相层和硅酸盐矿物相层;

(2)人工取出含钒铁坨和硅酸盐矿物相层,将含钒金属铁层,铁氧化物层、富钛相层与富钒相层,破碎,通过直接还原后,磁选将铁和铁氧化物选出,同时得到富钛物相与富钒矿物相;

(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,获得含钒铁水铁水,含钒金属铁层,铁氧化物层,富钛相层与富钒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)将含钒铁水送往转炉提钒炼钢;

(4)含钒金属铁层,铁氧化物层、富钛相层与富钒相层,水淬或空冷后,作为高炉炼铁原料或直接还原炼铁;破碎,经直接还原后,破碎,磁选将铁和铁氧化物选出,同时得到富钛矿物相与富钒矿物相;

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,获得含钒铁水,含钒金属铁层,铁氧化物层,富钛相层与富钒相层和硅酸盐矿物相层,进行如下步骤:

(1)含钒金属铁层,铁氧化物层,富钛相层与富钒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)含钒铁水,送往转炉提钒炼钢;

其中,含钒金属铁层,铁氧化物层,富钛相层与富钒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,同时得到富钛矿物相与富钒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,采用方法方法D、方法E或方法F中的一种方法:

方法D,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)熔炼反应装置下部含钒铁水送往转炉提钒炼钢;

方法E,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)熔炼反应装置下部含钒铁水送往转炉提钒炼钢;

方法F,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、含钛高炉熔渣、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)熔炼反应装置下部含钒铁水送往转炉炼钢

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

(1)含钒铁水,送往转炉提钒炼钢;

(2)含钒金属铁层,硅酸盐相和铁氧化物熔渣倒入保温装置中,按如下方法G、方法H或方法I中的一种进行处理:

方法G,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H,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I,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.根据权利要去1所述的含钛熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,所述的熔融态含钛熔渣由出渣口获得,或将含钛熔渣加热至熔融状态,所述的含钛熔渣为含钛高炉熔渣或电炉钛渣中的一种或几种;所述的熔融态含钒钛钢渣由出渣口获得,或将含钒钛钢渣加热至熔融状态;所述的含钒钛钢渣为转炉炼钢钢渣或电炉炼钢氧化钢渣中的一种或几种。

3.根据权利要去1所述的含钛熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,所述的含铁物料为常温或从冶炼炉直接获得具有温度的普通铁精矿、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、普通铁精矿直接还原铁、普通铁精矿含碳预还原球团、普通钢渣、铁水预脱硫渣、高炉瓦斯灰、高炉烟尘、转炉烟尘、电炉烟尘、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、铜冶炼渣、硫酸烧渣、锌浸出大窑渣、镍铁渣、铅锌冶炼渣、含高铁铝土矿物料、含钒钛物料、含铌稀土物料、镍冶炼渣或铅冶炼渣中的一种或几种;

所述的普通铁精矿金属化球团的中金属化率≥70%,普通铁精矿含碳预还原球团的中FeO的含量≥60%;

所述的含钒钛物料为常温或从冶炼炉直接获得具有温度的含钛高炉渣、含钒钛钢渣、提钒尾渣、选钛尾矿、低品位钒钛磁铁矿、钒钛磁铁精矿、钒钛磁铁精矿金属化球团、钒钛磁铁精矿含碳预还原球团、直接还原钛、钒钛磁铁精矿烧结矿、钒钛磁铁精矿球团矿中的一种或几种。

4.根据权利要去1所述的含钛熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,所述的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转炉、感应炉或可倾倒的熔炼反应渣罐中的一种;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一种;

所述的保温装置内层为保温脱模耐火材料;所述的保温脱模耐火材料是硅质、半硅质、粘土质、高铝质、镁质、白云石质、橄榄石质、尖晶石质、冷态高炉渣、冷态钢渣中的一种或几种。

5.根据权利要去1所述的含钛熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,所步骤1中,原料中含有含铁物料或含钒物料时,各物料加入渣液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,再以中性气体或氧化性气体为载气,向装置中喷吹含铁物料或含钒物料;

所述的氧化性气体为空气、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或几种;所述的喷吹方式为采用耐火喷枪插入反应混合熔渣内部吹入;

所述的中性气体为惰性气体或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。

6.根据权利要去1所述的含钛熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,所述的燃料为煤粉;向反应混合熔渣中加入燃料的同时需要通入氧化性气体,燃料和氧化性气体采用喷吹的方式加入混合熔渣,所述的喷吹方式为采用耐火喷枪插入反应熔渣内部;所述的氧化性气体为空气、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或几种;所述的氧化性气体采用耐火喷枪插入反应混合熔渣内部吹入。

7.根据权利要去1所述的含钛熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,步骤1中,对反应混合熔渣进行搅拌,搅拌方式为以下方式中的一种:中性气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌、中性气体搅拌与电磁搅拌相结合或中性气体搅拌与机械搅拌相结合;

所述的控制充分搅拌的方法中,中性气体为中性气体为惰性气体或N2中的一种或两种;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,其中,中性气体可以从装置底部或侧面喷入。

8.根据权利要去1所述的含钛熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,所述的保温装置为保温渣罐或保温地坑中的一种;所述的保温渣罐和保温地坑,使用前需预热,预热温度为300~1200℃。

9.根据权利要去1所述的含钛熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,所述步骤2,所述的冷却为自然冷却或旋转冷却;所述重选法是摇床分选、溜槽分选或者二者相结合;所述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。

10.根据权利要去1所述的含钛熔渣冶金一步法回收的方法,其特征在于,Fe的回收率为92~96%。

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