提钒冷却剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种提钒冷却剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 近几年，转底炉直接还原成为冶金领域的一个热点，它以还原温度高、还原速度 快，炉料与炉底相对静止因而对炉料强度要求低等特点受到众多厂家的青睐，此外，转底炉 直接还原不需烧结工序，不使用焦炭，环境友好，符合当今社会清洁生产的主流思想，因此， 近年来多家企业建设转底炉项目，用来处理冶金废料或特殊矿种。
[0003] 为了提升钒钛磁铁矿的综合利用水平，攀钢依据自身特色资源优势，于2010年建 成资源综合利用中试线，采用转底炉对钒钛磁铁矿进行直接还原，采用熔分电炉对转底炉 生产的金属化球团进行熔分和深还原，并配以脱硫、提钒、铸铁等工序，最终达到分离回收 钒钛磁铁矿中铁、钒、钛的目的，此流程为全新工艺，为钒钛磁铁矿综合利用提供了一条全 新之路。
[0004] 此工艺的主要流程如下：钒钛磁铁精矿、煤粉（还原剂）和粘结剂按一定比例混合 均匀后经高压压球机压制成生球，生球团经干燥后给入转底炉，在高温条件下铁氧化物被 还原从而得到具有一定金属化率（球团中金属铁与全铁的百分含量比值）的金属化球团。 金属化球团热装进入熔分电炉，在熔分电炉中金属化球团熔化，渣、铁分离，钛进入炉渣形 成含钛炉渣，钒进入铁水形成含钒铁水。含钛炉渣可按比例配加入硫酸法钛白的原料中制 取钛白产品，含钒铁水经脱硫、提钒后再进行铸块处理。钒进入钒渣，作为生产钒制品的原 料。
[0005] 实际生产过程中转底炉出现了炉底板结上涨现象，干燥后的矿煤混合球团经给料 机给入转底炉，并平铺在炉床上，一般料层厚度为10~40mm，S卩1~2层球团厚度，随着炉 底旋转，物料依次经过预热区、中温区、高温区和冷却区，在出料区由出料螺旋排出炉外。在 炉内1200°C~1400°C的高温环境下，煤粉燃烧，还原反应进行，部分小的颗粒发生爆裂，粒 度更为细小，出料螺旋不易将其排出，逐渐沉积在炉底，高温条件下，部分低熔点物质析出 液相，使得沉积的物料相互粘结并连接成片，如此周而复始，粘结的料层不断加厚，导致炉 床抬高，阻碍出料螺旋正常作业，严重时会发生出料螺旋卡死、停止作业的情况，阻断生产 正常进行。
[0006] 为避免出现出料螺旋卡死现象，需要对转底炉炉底板结料进行定期清理，主要有 定期反转炉底刮料和停炉彻底清理板结料两种方法，由于停炉影响生产，费时费力，劳动强 度大，故一般采用定期反转炉底进行刮料来控制板结料层的厚度。此法是根据投入物料达 到一定数量后或者转底炉运行一定时间后，当出料螺旋电机电流升高至一定范围时，暂停 投料，反转炉底，并逐步降低出料螺旋高度，将板结的物料逐层刮出炉外。此法简单易行，避 免频繁停炉、开炉对耐材及设备造成的损伤，保障了生产的连续稳定进行。
[0007] 转底炉刮出料的主要成分为铁氧化物和硅、钙、镁、铝的氧化物，TFe达到50%以 上，颗粒大小为1~1〇_，是一种二次资源，但因其金属化率很低（基本接近于零），故不能 作为电炉的原料。随着转底炉处理物料量的不断增多，转底炉刮出料的量不断增多，其利用 方法急需解决。
[0008] 此外，转底炉在运行过程中，其水封槽（将转底炉内部与外界空气气氛隔开的设 施）内也会堆积由于出料螺旋下料而掉落入水封槽内的粉肩及颗粒（以下称水封槽沉积 物），由于经过了还原，这部分废料中的TFe含量为55~60%。虽然水封槽沉积物产生量 较少，但本着资源最大化利用的原则，也需要对其加以回收利用。
【发明内容】
[0009] 本发明克服了现有技术的不足，提供一种提钒冷却剂及其制备方法，用于解决转 底炉刮出料和转底炉水封槽沉积物回收利用的技术问题。
[0010] 考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术 方案：
[0011] 一种提钒冷却剂的制备方法，它包括以下步骤：
[0012] ①将粉状氧化铁皮烘干后备用；
[0013] ②将转底炉水封槽沉积物烘干后备用；
[0014] ③以重量百分比计，按照转底炉刮出料：氧化铁皮：转底炉水封槽沉积物= (30%~40% ) : (40%~70% ) : (5%~10% )的比例配料；
[0015] ④物料中同时加入适量的粘结剂，加入的百分含量根据粘结剂品种的不同控制在 1%~4% ;
[0016] ⑤将配好的物料混匀，并在混料过程中加入物料总量3%~10%的水一并混匀；
[0017] ⑥将混合均匀的物料给入压球机并压制成具有一定尺寸的球团；
[0018] ⑦将压球机压制的成的球团进行烘干或自然风干。
[0019] 为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：
[0020] 根据本发明的一个实施方案，所述粘结剂采用有机粘结剂，其中Si02含量 < 0? 5%〇
[0021] 根据本发明的另一个实施方案，所述氧化铁皮按质量成分计，包括：TFe为69. 77 份，FeO为 66. 2 份，Fe203为 23. 5 份。
[0022] 根据本发明的另一个实施方案，所述氧化铁皮< 80目颗粒所占比例为80 %~ 85%，彡80目粒径比例为15%~20%。
[0023] 根据本发明的另一个实施方案，所述转底炉刮出料成分按质量计包括：TFe为 52. 19 份，FeO为 17. 69 份，Fe203为 54. 97 份，SiO2为 5. 33 份，C为< 0? 1 份。
[0024] 根据本发明的另一个实施方案，所述转底炉刮出料粒径为1mm~10mm所占比例为 80%~85%，10mm~20mm颗粒比例为15%~20%。
[0025] 根据本发明的另一个实施方案，所述转底炉水封槽沉积物的成分以质量计包括： TFe为 57. 89 份，FeO为 22. 91 份，MFe为 12. 2 份，Si02S5. 06 份，C为 5. 25 份。
[0026] 根据本发明的另一个实施方案，所述水封槽沉积物1_以下的粉料比例为15%~ 20%，粒度为1mm~10mm的颗粒比例为80 %~85%。
[0027] 本发明还可以是：
[0028] 一种提钒冷却剂，它通过以上
【发明内容】
制得。
[0029] 与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：
[0030] 本发明的一种提钒冷却剂及其制备方法，将转底炉刮出料、氧化铁皮及转底炉水 封槽沉积物用做提钒冷却剂的原料，实现了资源的有效合理利用，同时，降低了提钒冷却剂 的成本，并且采用压球工艺造块，操作简单易行，产品完全满足生产工艺需要，可谓一举多 得。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0032] 基于【背景技术】描述的问题，由于中试线设置有提钒工位，对含钒铁水进行吹氧提 钒制取钒渣，吹氧过程中需要加入冷却剂以保持铁水温度维持在有利于钒氧化从而进入渣 相的热力学温度范围内，提钒冷却剂一般采用辅料加工厂提供的复合冷却剂，由氧化铁皮、 转炉污泥等多种原料压制而成，TFe含量55%~60%。
[0033] 鉴于转底炉刮出料中仍含有50%以上的铁元素，且其Si(V#量不高，一般为 4%~6%，可作为提钒冷却剂的原料，同时，刮出料一般呈颗粒状，80%以上的颗粒粒径为 1mm~10mm，可作为压球原料的骨料使用，有利于提高压球过程的成球率。
[0034] 对于转底炉水封槽沉积物而言，TFe含量为55~60%，亦可作为提钒冷却剂的原 料。此外，水封槽沉积物包含1mm以下的粉料（占15%~20% )和粒度为1mm~10mm的 颗粒（占80 %~85 % )，这部分颗粒亦可作为压球原料中的骨料，对于提高成球率和生球强 度均有较大帮助。同时，水封槽沉积物中还含有约4%~6%左右的残碳，在其作为提钒冷 却剂原料加入铁水中后，有利于铁水渗碳，为提钒过程创造了良好条件。
[0035] 因此，以转底炉刮出料作为提钒冷却剂的原料，配加适量的氧化铁皮来提高冷却 剂品位，同时添加适量的转底炉水封槽沉积物来优化物料粒度组成和化学成分，在添加粘 结剂和水并均匀混料的条件下，采用压球机将物料压制成球，生球团经烘干或自然风干后 用作提钒冷却剂。
[0036] 将转底炉及转底炉水封槽沉积物用做提钒冷却剂的原料，实现了资源的有效合理 利用，同时，降低了提钒冷却剂的成本，转底炉水封槽内沉积物质也得到了利用，更重要的 是，水封槽沉积物中含有碳元素，另外采用压球工艺造块，操作简单易行，劳动强度低，产品 完全满足生产工艺需要，可谓一举多得。