CN104694743B

CN104694743B - 一种提钒尾渣大规模利用的生产方法

Info

Publication number: CN104694743B
Application number: CN201510150579.4A
Authority: CN
Inventors: 胡鹏; 饶家庭; 林文康; 付卫国; 习鹏; 谢洪恩; 唐文博; 王禹键; 蒋胜
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2017-05-03
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: CN104694743A

Abstract

本发明公开了一种提钒尾渣大规模利用的生产方法，方法步骤如下：a.准备烧结原料；b.配料，将预先准备好的烧结原料进行均匀混合；c.造球；d.将混合好的烧结原料布入烧结机台车上点火烧结，制成烧结矿；e.通过喷洒系统在生产出的成品烧结矿上喷洒CaCl₂溶液；f.成品烧结矿经运输送进入高炉进行冶炼。与现有方法相比较，本发明能够在烧结过程中形成低熔点粘结相，改善烧结矿矿相结构，提高烧结成品率，能够有效的解决提钒尾渣因堆比重小，水分大而引起的下料难，下料不均匀情况，增加了烧结配料精确性，能够在烧结过程中脱除掉提钒尾渣中的有害元素硫，保证了二次固废资源的循环回收利用。还解决了提钒尾渣长期堆放带来的环境污染。

Description

一种提钒尾渣大规模利用的生产方法

技术领域

本发明涉及一种冶金工业固体废弃物资源化利用技术，尤其涉及一种提钒尾渣大规模利用的生产方法。

背景技术

钒钛磁铁矿是一种以铁、钒、钛为主，伴生多种有价元素(如铬、钴、镍、铜、钪、镓和铂族元素等)的多元共生铁矿。由于铁、钛紧密共生，钒以类质同象的形式赋存与钛磁铁矿中，通常称为钒钛磁铁矿。我国四川省攀西地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资源，总储量超过100亿吨，攀西地区由于铁精矿中含钛高达10％～12％，又称为高钛型钒钛磁铁矿。

目前，钒钛磁铁矿提钒的主流方法是将钒钛磁铁矿精矿处理成烧结矿和球团矿然后进入高炉冶炼出含钒铁水，通过选择性氧化生产钒渣，钒渣经过氧化焙烧水浸提取五氧化二钒，经提钒后得到的终渣即为提钒尾渣。提钒尾渣是非常宝贵的二次资源，其中TFe含量在20％～30％，V2O5含量在1％～3％，另外含有一定量的Cr、Mn、Ti等有价元素，然而由于其中碱金属及S等有害元素含量高，矿相及成分复杂，至今没有经济、环保、有效的处理方法，且提钒尾渣中含有高价钒和铬等对环境具有潜在危害。

攀钢每年有数十万吨的提钒尾渣产生，目前主要处理方式是将其作为工业废物堆弃，大量废渣堆积如山，不仅造成二次资源的浪费，且占用土地。因此，如何利用提钒尾渣是攀钢亟需解决的问题，为解决这一问题，大量企业与科研部门开展了广泛的研究。为解决提钒尾渣利用问题，研究者们提出了通过向提钒尾渣中添加氢氧化钠、醇和铬酸钠碱性液等提取铬；添加还原剂、溶剂和添加剂制备成黑色陶瓷；将提钒尾渣与炼焦用煤混合，然后入焦炉进行炼焦。

通过上述研究，虽然能够部分的利用提钒尾渣，但却很难形成连续的生产线，进行大规模的利用提钒尾渣。因此，开发一种大规模、有效的利用提钒尾渣的方法具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决了上述问题的提钒尾渣大规模利用的生产方法，采用优化混料方式、改善物料结构等方法，将提钒尾渣按照一定的配比加入烧结混合料中布入烧结台车进行烧结，在稳定烧结矿产质量的情况下，大规模的利用提钒尾渣。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种提钒尾渣大规模利用的生产方法，其特征在于，方法步骤如下：

a.准备烧结原料；

b.配料，将预先准备好的烧结原料，按重量计60～65份的白马精矿、10～13份的混匀粉、5～7份的中粉、5～10份的提钒尾渣、3～5份的瓦斯灰、4～8份的石灰石、3～7份的活性灰、3～5份的焦粉、1～2份的洗精煤和20～30份的返矿进行均匀混合；

白马精矿、混匀粉、中粉均是为烧结矿提供铁、钒、钛等成分；提钒尾渣、瓦斯灰属于二次资源，也含有较高的有价元素，配入烧结，能够降低烧结成本，为企业创效；石灰石和活性灰含较高的氧化钙，能够改善烧结矿的碱度；焦粉和煤粉主要为烧结提供燃料，并保证烧结矿能够烧透；返矿作为二次资源，不但含有较高的有价元素，还具有较好的粒度，配入烧结后能够较好的改善烧结混合料的粒度，增加烧结料层透气性，提高烧结速度。

2、中粉和返矿化学成分见下表：

目前，我们所用中粉为混匀中粉，即很多不同种类中粉混匀后使用，根据来中粉情况，化学成分可能略有差异。

攀钢提钒尾渣某些时间段化学成分检验结果见下表：

由上表可以看出，提钒尾渣TFe含量仅26％左右，堆比重较小，将其直接加入烧结配矿仓中会导致尾渣下料难，且尾渣含水量高达10％以上，使尾渣容易粘结成团，导致下料不均匀，严重时甚至堵塞下料口。为解决这一问题，生产现场采用挖掘机反复抛洒方式，打散团状提钒尾渣，在倒运和输送过程中使提钒尾渣与返矿反复混匀，然后经过原料皮带输送至烧结配料仓，使提钒尾渣与返矿反复混匀，能够有效的解决提钒尾渣因堆比重小，水分大而引起的下料难，下料不均匀情况，增加了烧结配料精确性；

c.造球，混合后的烧结原料进入一次混合机和二次混合机中加水进行混合造球，加入水分维持在7.2％～7.6％；根据多年的实验及生产经验，在这个水分范围内，烧结混合料能够较好的制粒和烧结。

d.将混合好的烧结原料布入烧结机台车上点火烧结，制成烧结矿；烧结时提高料层，烧结料层为600～700mm，点火温度为1100～1200℃，由于提钒尾渣与落地的返矿混合后，使混合料粒度得到了一定的改善，增强了烧结透气性，使烧结速度加快，烧结料层为600～700mm相比以前有所提高，提高料层后，能够增加烧结机台时产量，提高整个烧结机的利用系数；提钒尾渣中含有的4％左右的MnO，能够在烧结过程中形成低熔点粘结相，改善烧结矿矿相结构，提高烧结成品率；还能够在烧结过程中脱除掉提钒尾渣中的有害元素硫，在高炉冶炼过程中还原钒、铬、锰等有用元素，保证了二次固废资源的循环回收利用；

e.将预先配制CaCl₂含量为1.5％～3％的CaCl₂溶液盛入溶液池内，然后通过喷洒系统喷洒在生产出的成品烧结矿上；喷洒含量为1.5％～3％CaCl₂溶液的作用是能够在烧结矿表面形成一层薄的保护膜，大幅度降低烧结矿的低温还原粉化率，改善烧结矿的冶金性能；

f.成品烧结矿经运输送进入高炉进行冶炼。

作为优选，所述提钒尾渣与返矿的混合比为1:4，经过多次实验，综合现场混合情况，即混合料中团状提钒尾渣被彻底打散，此时的比例混合效果最佳。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

①采用本发明技术后，提钒尾渣中含有的4％左右的MnO，能够在烧结过程中形成低熔点粘结相，改善烧结矿矿相结构，提高烧结成品率。

②采用本发明技术后，能够有效的解决提钒尾渣因堆比重小，水分大而引起的下料难，下料不均匀情况，增加了烧结配料精确性。

③采用本发明技术后，能够在烧结过程中脱除掉提钒尾渣中的有害元素硫，在高炉冶炼过程中还原钒、铬、锰等有用元素，保证了二次固废资源的循环回收利用。

④采用本发明技术后，能够大规模的回收利用提钒尾渣，解决其长期堆放带来的环境污染，具有较大的环保意义。

具体实施方式

下面将对本发明作进一步说明。一种提钒尾渣大规模利用的生产方法,方法步骤如下：

a.准备烧结原料；

c.造球，混合后的烧结原料进入一次混合机和二次混合机中加水进行混合造球，加入水分维持在7.2％～7.6％；

d.将混合好的烧结原料布入烧结机台车上点火烧结，制成烧结矿；

e.通过喷洒系统在生产出的成品烧结矿上喷洒CaCl₂溶液；

f.成品烧结矿经运输送进入高炉进行冶炼。

采用的原料主要成分及含量列入下表：

对照例：

以64.3％白马精矿、10％混匀粉和7％的中粉作为含铁原料，瓦斯灰用量3％，石灰石用量6.9％，活性灰用量4％，焦粉用量3％，无烟煤用量1.8％，混合料碱度1.85，外配烧结矿30％，然后混合、制粒，得混合料，将混合料布于带式烧结机上，点火，烧结，得成品烧结矿。获得的垂直烧结速度19.73mm/min、利用系数1.56t/(m2·h1)、成品率82.78％，转鼓指数57.93％。

实施例1：

以63.4％白马精矿、11％混匀粉、6.1％的中粉和5％的提钒尾渣作为含铁原料，瓦斯灰用量3％，石灰石用量6.7％，活性灰用量4％，焦粉用量3％，无烟煤用量1.8％，混合料碱度1.85，外配烧结矿26％，然后混合、制粒，得混合料，将混合料布于带式烧结机上，点火，烧结，得成品烧结矿。获得的垂直烧结速度17.25mm/min、利用系数1.43t/(m2·h1)、成品率83.15％，转鼓指数57.73％。

实施例2：

以63.1％白马精矿、11.5％混匀粉、5.7％的中粉和6.5％的提钒尾渣作为含铁原料，瓦斯灰用量3％，石灰石用量6.6％，活性灰用量4％，焦粉用量3％，无烟煤用量1.8％，混合料碱度1.85，外配烧结矿24.8％，然后混合、制粒，得混合料，将混合料布于带式烧结机上，点火，烧结，得成品烧结矿。获得的垂直烧结速度17.66mm/min、利用系数1.45t/(m2·h1)、成品率83.55％，转鼓指数57.27％。

实施例3：

以62.7％白马精矿、12％混匀粉、5.3％的中粉和8.5％的提钒尾渣作为含铁原料，瓦斯灰用量3％，石灰石用量6.5％，活性灰用量4％，焦粉用量3％，无烟煤用量1.8％，混合料碱度1.85，外配烧结矿23.2％，然后混合、制粒，得混合料，将混合料布于带式烧结机上，点火，烧结，得成品烧结矿。获得的垂直烧结速度18.95mm/min、利用系数1.59t/(m2·h1)、成品率84.47％，转鼓指数56.93％。

实施例4：

以62.5％白马精矿、12.4％混匀粉、4.9％的中粉和10％的提钒尾渣作为含铁原料，瓦斯灰用量3％，石灰石用量6.4％，活性灰用量4％，焦粉用量3％，无烟煤用量1.8％，混合料碱度1.85，外配烧结矿22％，然后混合、制粒，得混合料，将混合料布于带式烧结机上，点火，烧结，得成品烧结矿。获得的垂直烧结速度17.75mm/min、利用系数1.46t/(m2·h1)、成品率83.87％，转鼓指数55.87％。

与对照例相比，随着实施例中提钒尾渣配比的增加，烧结矿转鼓指数逐渐降低，成品率逐渐升高。

综上所述，本发明采用优化混料方式、改善物料结构等方法，将提钒尾渣按照一定的配比加入烧结混合料中布入烧结台车进行烧结，在稳定烧结矿产质量的情况下，大规模的利用提钒尾渣。目前攀钢年生铁产量在1000万吨左右，高炉入炉品位按50％，烧结矿配比按80％计算，则年需要烧结矿1600万吨，如果烧结混合料中配入1％～2％的提钒尾渣，扣除原料烧损，则年利用提钒尾渣将达到17～34万吨，完全能够将攀钢每年产生的提钒尾渣全部利用。

本发明可应用于西昌钢钒、攀成钢和攀钢钒等采用清洁钒工艺产生提钒尾渣的钒制品企业，为这些企业提供了提钒尾渣返回烧结的工艺路线，因此项目研究成果具有广阔的推广应用前景。

以上对本发明所提供的一种提钒尾渣大规模利用的生产方法进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种提钒尾渣大规模利用的生产方法，其特征在于，方法步骤如下：

a.准备烧结原料；

e.通过喷洒系统在生产出的成品烧结矿上喷洒CaCl₂溶液；

f.成品烧结矿经运输送进入高炉进行冶炼；

步骤b中，生产现场采用挖掘机反复抛洒方式，打散团状提钒尾渣，在倒运和输送过程中使提钒尾渣与返矿反复混匀，然后经过原料皮带输送至烧结配料仓；

步骤d中，提高料层，烧结料层为600～700mm，点火温度为1100～1200℃；

步骤e中，将预先配制CaCl₂含量为1.5％～3％的CaCl₂溶液盛入溶液池内，然后通过喷洒系统喷洒在生产出的成品烧结矿上；

所述提钒尾渣与返矿的混合比为1:4。