CN103642962A - 一种提钒尾渣的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种提钒尾渣的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：向提钒尾渣中添加还原剂、熔剂和添加剂；电弧冶炼上述物料，得到铁水和熔渣，其中，熔渣经过浇注、保温长晶、切割打磨和退火之后得到钒钛微晶黑瓷。根据本发明的提钒尾渣的处理方法，可以使提钒尾渣得到附加值较高的综合利用，并具有较好的环保效益和社会效益。

Description

一种提钒尾渣的处理方法
技术领域
本申请涉及环保以及二次资源综合利用，具体地讲，本申请涉及一种提钒尾渣的处理方法。
背景技术
提钒尾渣是高钒渣经钠化焙烧浸出钒工艺过程中的主要副产物，主要为铁、硅、锰、钛、铬、铝等的氧化物，目前主要处理方式是提取残钒、返回烧结作为添加料、制取钒钛黑瓷产品等，三种处理方式都存在利弊，而且利用量较低，无法全部消耗大量的提钒尾渣资源。
专利CN200810106422公开了一种提钒尾渣的处理方法，在提钒尾渣中配碳质还原剂进行还原，通过磁选工艺分离磁性物和非磁性物。专利CN200910235546也公开了将提钒尾渣还原为海绵铁，通过磁选分离出海绵铁。专利CN201010152845公开了利用提钒尾渣和酸性铵盐沉钒废水的方法。专利CN201010207295公开了将提钒尾渣配还原剂、熔剂、粘结剂制成球团后通过深还原回收铁、钒、铬和镓的方法。专利CN201110185395公开了通过碱浸法回收提钒尾渣中剩余钒的方法。专利CN201010238224和CN201210331163都公开了将提钒尾渣通过高温深还原生产含钒、锰等合金的方法。专利CN201210368282公开了利用提钒尾渣生产钒钛黑瓷的方法。
然而，上述利用提钒尾渣的方法无法消耗生产中产生的大量提钒尾渣。
发明内容
为了克服现有技术中的问题，本发明提供了一种提钒尾渣的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：向提钒尾渣中添加还原剂、熔剂和添加剂；电弧冶炼上述物料，得到铁水和熔渣，其中，熔渣经过浇注、保温长晶、切割打磨和退火之后得到钒钛微晶黑瓷。
根据本发明的实施例，还原剂为焦炭，粒度为1～5mm，固定碳含量80%～85%，以提钒尾渣、还原剂、熔剂和添加剂的总重量计，还原剂的添加量为8%～12%。
根据本发明的实施例，熔剂为白灰，在白灰中，氧化钙的质量含量为60%～65%，氧化镁的质量含量为15%～20%，其余为铁和硅的氧化物，以提钒尾渣、还原剂、熔剂和添加剂的总重量计，熔剂的添加量为8%～12%。
根据本发明的实施例，添加剂为硅质料。优选地，所述添加剂为粉煤灰。
根据本发明的实施例，粉煤灰的主要成分二氧化硅60～65%，以提钒尾渣、还原剂、熔剂和添加剂的总重量计，粉煤灰的添加量10～15%。
根据本发明的实施例，在电弧冶炼的过程中，反应温度为1500～1550℃，反应时间1～3小时。
根据本发明的实施例，将高温熔渣浇注在平板状模具上，通过保温长晶，使熔渣结晶并玻化，保温长晶温度为1200～1250℃，保温时间为2～5h，然后自然冷却至常温，将平板状渣片切割成要求的尺寸，放入加热炉中加热至700～800℃，保温0.5～3h，缓慢冷却后，表面打磨抛光处理，得到钒钛微晶黑瓷板。
根据本发明的提钒尾渣的处理方法，可以使提钒尾渣得到附加值较高的综合利用，并具有较好的环保效益和社会效益。
附图说明
通过结合附图对本发明的详细描述，本发明的特征和优点将变得更加清楚。
图1是根据本发明实施例的提钒尾渣的处理方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细描述本发明的实施例。
本申请中所使用的提钒尾渣为钠化提钒尾渣，其主要成分见下表1所示。
表1提钒尾渣化学成分%
Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 CaO TiO2 V2O5 Cr2O3 MnO Fe2O3 TFe
5.9 4.75 3.89 15.48 0.1 0.318 1.92 10.59 1.57 2.18 9.1 44.9 31.4
为了合理地使用和处理提钒尾渣，根据本发明的提钒尾渣的处理方法包括以下步骤：向提钒尾渣中添加还原剂、熔剂和添加剂；电弧冶炼上述物料，得到铁水和熔渣，其中，铁水被还原为合金，熔渣经过浇注、保温长晶、切割打磨和退火之后得到钒钛微晶黑瓷。
在电弧冶炼的过程中，提钒尾渣中的铁、钒、铬、锰等的氧化物被还原为合金。
优选地，根据本发明的示例性实施例，还原剂可以为焦炭，粒度为1～5mm，固定碳含量80%～85%，以提钒尾渣、还原剂、熔剂和添加剂的总重量计，还原剂的添加量为8%～12%。
优选地，根据本发明的示例性实施例，熔剂可以为白灰，即，炼铁厂副产物，其中，氧化钙的质量含量为60%～65%，氧化镁的质量含量为15%～20%，其余为铁和硅的氧化物，以提钒尾渣、还原剂、熔剂和添加剂的总重量计，熔剂的添加量为8%～12%。
优选地，根据本发明的示例性实施例，添加剂可以为硅质料，可以采用粉煤灰。其中，粉煤灰的主要成分二氧化硅60～65%，以提钒尾渣、还原剂、熔剂和添加剂的总重量计，粉煤灰的添加量10～15%。
根据本发明的示例性实施例，在电弧冶炼的过程中，反应温度为1500～1550℃，反应时间1～3小时，通过高温深还原，提钒尾渣中的钒、铬、锰被还原后进入铁水中，其它物质形成渣相，并经高温电弧搅拌后，形成成分均匀的高温熔渣。
另外，将高温熔渣浇注在具有保温措施的平板状模具上，通过保温长晶措施，使熔渣结晶并玻化，保温长晶温度为1200～1250℃，保温时间为2～5h，然后自然冷却至常温，将平板状渣片切割成要求的尺寸，放入加热炉中加热至700～800℃，保温0.5～3h，缓慢冷却后，表面打磨抛光处理，即可得到钒钛微晶黑瓷板。
此外，根据本发明的提钒尾渣的处理方法得到的含有钒、铬、锰的铁水可以进一步提取钒渣，或者冶炼含钒、铬、锰的合金钢。
在下文中，将描述根据本发明的具体实施例。
实施例1：
按重量计，将70%的提钒尾渣、12%的焦炭、10%的粉煤灰以及8%的白灰混合，然后电弧炉还原，温度为1500℃，时间3h，先出渣，再出铁，将熔渣浇注在平板模具中，在1250℃保温长晶2h，然后自然冷却后切割，打磨，在800℃保温1h退火，即可得到钒钛微晶黑瓷。
实施例2：
按重量计，将65%的提钒尾渣、8%的焦炭、15%的粉煤灰以及12%的白灰混合，然后电弧炉还原，温度为1550℃，时间1h，先出渣，再出铁，将熔渣浇注在平板模具中，在1200℃保温长晶5h，然后自然冷却后切割，打磨，在700℃保温0.5h退火，即可得到钒钛微晶黑瓷。
实施例3：
按重量计，将68%的提钒尾渣、10%的焦炭、12%的粉煤灰以及10%的白灰混合，然后电弧炉还原，温度为1530℃，时间2h，先出渣，再出铁，将熔渣浇注在平板模具中，在1230℃保温长晶3h，然后自然冷却后切割，打磨，在750℃保温3h退火，即可得到钒钛微晶黑瓷。
实施例4：
按重量计，将70%的提钒尾渣、10%的焦炭、12%的粉煤灰以及8%的白灰混合，然后电弧炉还原，温度为1550℃，时间3h，先出渣，再出铁，将熔渣浇注在平板模具中，在1200℃保温长晶5h，然后自然冷却后切割，打磨，在730℃保温2h退火，即可得到钒钛微晶黑瓷。
与现有技术不同，根据本发明的提钒尾渣的处理方法在提钒尾渣中加入还原剂、熔剂和添加剂，通过电弧炉冶炼，得到含钒、铬、锰的铁水和高温熔渣，铁水可以进一步提取钒等资源，也可以冶炼合金钢，熔渣经浇注、保温长晶、退火等处理后可以作为钒钛微晶黑瓷。该工艺可以使提钒尾渣得到附加值较高的综合利用，并具有较好的环保效益和社会效益。

Claims (8)

1.一种提钒尾渣的处理方法，其特征在于所述处理方法包括以下步骤：
向提钒尾渣中添加还原剂、熔剂和添加剂；
电弧冶炼上述物料，得到铁水和熔渣，其中，熔渣经过浇注、保温长晶、切割打磨和退火之后得到钒钛微晶黑瓷。
2.根据权利要求1所述的提钒尾渣的处理方法，其特征在于还原剂为焦炭，粒度为1～5mm，固定碳含量80%～85%，以提钒尾渣、还原剂、熔剂和添加剂的总重量计，还原剂的添加量为8%～12%。
3.根据权利要求1所述的提钒尾渣的处理方法，其特征在于熔剂为白灰，在白灰中，氧化钙的质量含量为60%～65%，氧化镁的质量含量为15%～20%，其余为铁和硅的氧化物，以提钒尾渣、还原剂、熔剂和添加剂的总重量计，熔剂的添加量为8%～12%。
4.根据权利要求1所述的提钒尾渣的处理方法，其特征在于添加剂为硅质料。
5.根据权利要求4所述的提钒尾渣的处理方法，其特征在于所述添加剂为粉煤灰。
6.根据权利要求5所述的提钒尾渣的处理方法，其特征在于粉煤灰的主要成分二氧化硅60～65%，以提钒尾渣、还原剂、熔剂和添加剂的总重量计，粉煤灰的添加量10～15%。
7.根据权利要求1所述的提钒尾渣的处理方法，其特征在于在电弧冶炼的过程中，反应温度为1500～1550℃，反应时间1～3小时。
8.根据权利要求1所述的提钒尾渣的处理方法，其特征在于将高温熔渣浇注在平板状模具上，通过保温长晶，使熔渣结晶并玻化，保温长晶温度为1200～1250℃，保温时间为2～5h，然后自然冷却至常温，将平板状渣片切割成要求的尺寸，放入加热炉中加热至700～800℃，保温0.5～3h，缓慢冷却后，表面打磨抛光处理，得到钒钛微晶黑瓷板。
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