CN108441595A - 一种绝废钒渣快速熔分的助熔剂、其制备方法及熔分方法 - Google Patents

一种绝废钒渣快速熔分的助熔剂、其制备方法及熔分方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种绝废钒渣快速熔分的助熔剂、其制备方法及熔分方法，涉及钒渣预处理技术领域。一种绝废钒渣快速熔分的助熔剂，制备绝废钒渣快速熔分的助熔剂的主要原料包括：石灰、硅石、高锰矿和氧化铝。该助熔剂熔分效果好，生产成本低。上述绝废钒渣快速熔分的助熔剂的制备方法，包括：将原料混合。该方法操作简单，可控性强，可大规模生产。一种绝废钒渣的快速熔分方法，包括：在炉内加入铁块，升温使铁块熔化，炉内通电恒温，将绝废钒渣原料和上述绝废钒渣快速熔分的助熔剂加入炉内进行熔分，熔分完成后，分离铁水和钒渣。该方法操作简单易行，熔分效果好，生产成本低，有效回收钒渣和铁。

Description

一种绝废钒渣快速熔分的助熔剂、其制备方法及熔分方法
技术领域
本发明涉及钒渣预处理技术领域，且特别涉及一种绝废钒渣快速熔分的助熔剂、其制备方法及熔分方法。
背景技术
钒是一种重要的合金元素，主要用于钢铁工业，占85％，用以提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性。另有10％的钒用于生产航天工业所需的钛合金。钒在钛合金中可以作为稳定剂和强化剂，使钛合金具有很好的延展性和可塑性。此外，钒在其它行业应用占5％，如：在化学工业中作为催化剂和着色剂；在能源行业中生产可充电氢蓄电池或钒氧化还原蓄电池。因此，钒具有很高的利用价值，钒的收集和利用意义重大。
钒渣是通过湿法提钒获取钒的主要来源。提高钒渣预处理过程的收率对湿法提钒提高钒收率至关重要。目前，在钒渣预处理过程中不可避免会产生绝废钒渣。该渣主要由金属铁和钒渣组成。绝废钒渣现主要是返回转炉提钒作冷却剂，回收金属铁和钒渣，但该回收利用绝废钒渣方法增加了火法提钒成本和操作难度；另外，对铁渣比为9的绝废钒渣目前主要作为铁粒折价外售，造成钒损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种绝废钒渣快速熔分的助熔剂，该助熔剂熔分效果好，生产成本低。
本发明的另一目的在于提供上述绝废钒渣快速熔分的助熔剂的制备方法，该方法操作简单，可控性强，可大规模生产。
本发明的又一目的在于提供一种绝废钒渣的快速熔分方法，该方法操作简单易行，熔分效果好，生产成本低，有效回收钒渣和铁。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种绝废钒渣快速熔分的助熔剂，制备绝废钒渣快速熔分的助熔剂的主要原料包括：石灰、硅石、高锰矿和氧化铝。
本发明提出上述绝废钒渣快速熔分的助熔剂的制备方法，包括：将原料混合。
本发明提出一种绝废钒渣的快速熔分方法，包括：
在炉内加入铁块，升温使铁块熔化，炉内通电恒温，将绝废钒渣原料和上述绝废钒渣快速熔分的助熔剂加入炉内进行熔分，熔分完成后，分离铁水和钒渣。
本发明的有益效果是：
一种绝废钒渣快速熔分的助熔剂，采用石灰、硅石、高锰矿和氧化铝为原料，利用其含有的氧化钙、二氧化硅、氧化铝以及氧化锰对绝废钒渣进行熔分。一种绝废钒渣的快速熔分方法，包括：在炉内加入铁块，升温使铁块熔化，炉内通电恒温，将绝废钒渣原料和上述绝废钒渣快速熔分的助熔剂加入炉内进行熔分，熔分完成后，分离铁水和钒渣。该方法具有操作简单易行，钒渣熔分效果好，生产成本低的特点。熔分出的钒渣质量与现有钒渣一致。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种绝废钒渣快速熔分的助熔剂、其制备方法及熔分方法进行具体说明。
本发明实施例提供的一种绝废钒渣快速熔分的助熔剂，制备绝废钒渣快速熔分的助熔剂的主要原料包括：石灰、硅石、高锰矿和氧化铝。进一步地，为了保证助熔剂的熔分效果，按重量百分比计，原料包括：氧化钙10％～20％，二氧化硅10％～20％，氧化铝40％～65％，氧化锰10％～20％，杂质0％～5％。在该配比下，制得的助熔剂可以有效降低绝废钒渣原料中的铁，与钒渣结合，使得钒渣与铁分离，有助于铁的熔融。
进一步地，在本发明的较优实施例中，按重量百分比计，原料包括：氧化钙12％～18％，二氧化硅12％～18％，氧化铝45％～60％，氧化锰12％～18％，杂质1％～3％。优选的，氧化钙为13％、14％、15％、16％、17％，二氧化硅为13％、14％、15％、16％、17％，氧化铝为46％、47％、48％、49％、51％、53％、55％、56％、57％、58％、59％，氧化锰为13％、14％、15％、16％、17％，杂质为1％、2％、3％。
本发明提供了上述绝废钒渣快速熔分的助熔剂的制备方法，包括：将原料混合。较优的，将石灰、硅石、高锰矿和氧化铝打碎后，搅拌混合。
本发明还提供了一种绝废钒渣的快速熔分方法，包括：
在炉内加入铁块，升温使铁块熔化。在本发明实施例中，采用1～5t的电弧炉，铁块的加量为400～2000kg。待铁块熔清后，炉内通电，恒温保持在1550～1650℃。
为了提高熔分效果，加快熔分的速率，将绝废钒渣原料破碎至1～300mm。在本发明实施例中，绝废钒渣原料中的铁、钒渣的质量比为1～9:1。将破碎好的绝废钒渣原料加入炉内铁水液面上，熔分0.5～1小时。需要说明的是，破碎好的绝废钒渣原料覆盖在炉内铁水较佳，加入太多的绝废钒渣原料会影响熔分效果，导致部分铁无法熔融。在熔分过程中，加入100～300kg的上述绝废钒渣快速熔分的助熔剂，促进绝废钒渣的熔化。
待绝废钒渣原料中的金属铁充分熔完后，先倒出铁水，然后将钒渣从炉口倒入盛渣容器中。作为一种处理方式，将铁水浇筑成铁块，将钒渣冷却至室温后破碎至10～40mm，装袋。铁块和熔分钒渣存库待售。
在本发明实施例中，铁块与绝废钒渣快速熔分的助熔剂的质量比为4～20:1～3，较优的，可以为4:1、5:2、7:2、4:3、8:3、11:1、12:1、14:3、16:3、17:2、19:2、20:1、20:3。
本发明提供的绝废钒渣的快速熔分方法具有操作简单易行，钒渣熔分效果好，生产成本低的特点。熔分出的钒渣质量与现有钒渣一致，按质量百分比计，熔分出的钒渣包括：V2O5 10％～20％，CaO 1％～3％，SiO2 14％～16％，TFe 28％～30％，MFe 1％～3％，P0％～0.005％，余量的杂质。熔分的钒渣可进一步加工成V2O5或VN合金等。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种绝废钒渣快速熔分的助熔剂，按重量百分比计，原料包括：氧化钙10％，二氧化硅15％，氧化铝50％，氧化锰20％，杂质5％。将上述原料混合。
实施例2
本实施例提供了一种绝废钒渣快速熔分的助熔剂，按重量百分比计，原料包括：氧化钙15％，二氧化硅10％，氧化铝64％，氧化锰10％，杂质1％。将上述原料混合。
实施例3
本实施例提供了一种绝废钒渣快速熔分的助熔剂，按重量百分比计，原料包括：氧化钙20％，二氧化硅20％，氧化铝42％，氧化锰15％，杂质3％。将上述原料混合。
实施例4
本实施例提供了一种绝废钒渣快速熔分的助熔剂，按重量百分比计，原料包括：氧化钙24％，二氧化硅24％，氧化铝25％，氧化锰24％，杂质3％。将上述原料混合。
实施例5
本实施例提供了一种绝废钒渣的快速熔分方法，包括：
在1t的电弧炉炉内加入400kg铁块，升温使铁块熔化。待铁块熔清后，炉内通电，恒温保持在1550℃。
将绝废钒渣原料破碎至100mm左右。将破碎好的绝废钒渣原料加入炉内铁水液面上，加入100kg的实施例1提供的绝废钒渣快速熔分的助熔剂，熔分0.5小时。
待绝废钒渣原料中的金属铁充分熔完后，先倒出铁水，然后将钒渣从炉口倒入盛渣容器中。
熔分出的钒渣按重量百分比计，包括：V2O5 10％，CaO 3％，SiO2 14％，TFe 29％，MFe 3％，P 0.005％。
实施例6
本实施例提供了一种绝废钒渣的快速熔分方法，包括：
在3t的电弧炉炉内加入1000kg铁块，升温使铁块熔化。待铁块熔清后，炉内通电，恒温保持在1600℃。
将绝废钒渣原料破碎至200mm左右。将破碎好的绝废钒渣原料加入炉内铁水液面上，加入200kg的实施例2提供的绝废钒渣快速熔分的助熔剂，熔分1小时。
待绝废钒渣原料中的金属铁充分熔完后，先倒出铁水，然后将钒渣从炉口倒入盛渣容器中。
熔分出的钒渣按重量百分比计，包括：V2O5 16％，CaO 1％，SiO2 14％，TFe 30％，MFe 1％，P 0.002％。
实施例7
本实施例提供了一种绝废钒渣的快速熔分方法，包括：
在5t的电弧炉炉内加入2000kg铁块，升温使铁块熔化。待铁块熔清后，炉内通电，恒温保持在1650℃。
将绝废钒渣原料破碎至150mm左右。将破碎好的绝废钒渣原料加入炉内铁水液面上，加入300kg的实施例3提供的绝废钒渣快速熔分的助熔剂，熔分1小时。
待绝废钒渣原料中的金属铁充分熔完后，先倒出铁水，然后将钒渣从炉口倒入盛渣容器中。
熔分出的钒渣按重量百分比计，包括：V2O5 20％，CaO 2％，SiO2 16％，TFe 28％，MFe 2％，P 0.004％。
对比例1
本对比例提供了一种绝废钒渣的快速熔分方法，包括：
在1t的电弧炉炉内加入400kg铁块，升温使铁块熔化。待铁块熔清后，炉内通电，恒温保持在1550℃。
将绝废钒渣原料破碎至200mm左右。将破碎好的绝废钒渣原料加入炉内铁水液面上，加入100kg的实施例4提供的绝废钒渣快速熔分的助熔剂，熔分0.5小时。
待绝废钒渣原料中的金属铁充分熔完后，先倒出铁水，然后将钒渣从炉口倒入盛渣容器中。
熔分出的钒渣按重量百分比计，包括：V2O5 7％，CaO 3％，SiO2 20％，TFe 41％，MFe 7％。
对比例2
本对比例提供了一种绝废钒渣的快速熔分方法，包括：
在5t的电弧炉炉内加入2000kg铁块，升温使铁块熔化。待铁块熔清后，炉内通电，恒温保持在1650℃。
将绝废钒渣原料破碎至700mm左右。将破碎好的绝废钒渣原料加入炉内铁水液面上，铺满液面，加入50kg的实施例3提供的绝废钒渣快速熔分的助熔剂，熔分0.5小时。
待绝废钒渣原料中的金属铁充分熔完后，先倒出铁水，然后将钒渣从炉口倒入盛渣容器中。
熔分出的钒渣按重量百分比计，包括：V2O5 9％，CaO 3％，SiO2 19％，TFe 38％，MFe 5％，P 0.004％。
由实施例1～7和对比例1～2可知，绝废钒渣快速熔分的助熔剂的成分含量按重量百分比计为氧化钙10％～20％，二氧化硅10％～20％，氧化铝40％～65％，氧化锰10％～20％，杂质0％～5％时，制得的助熔剂可以有效降低绝废钒渣原料中的铁，与钒渣结合，使得钒渣与铁分离，得到的钒渣的质量较好。绝废钒渣的粒度对熔分效果具有影响，当绝废钒渣的粒度为1～300mm时，熔分效果较好。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种绝废钒渣快速熔分的助熔剂，其特征在于，制备所述绝废钒渣快速熔分的助熔剂的主要原料包括：石灰、硅石、高锰矿和氧化铝。
2.根据权利要求1所述的绝废钒渣快速熔分的助熔剂，其特征在于，按重量百分比计，所述原料包括：氧化钙10％～20％，二氧化硅10％～20％，所述氧化铝40％～65％，氧化锰10％～20％，杂质0％～5％。
3.根据权利要求2所述的绝废钒渣快速熔分的助熔剂，其特征在于，按重量百分比计，所述原料包括：所述氧化钙12％～18％，所述二氧化硅12％～18％，所述氧化铝45％～60％，所述氧化锰12％～18％，所述杂质1％～3％。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的绝废钒渣快速熔分的助熔剂的制备方法，其特征在于，包括：将所述原料混合。
5.一种绝废钒渣的快速熔分方法，其特征在于，包括：
在炉内加入铁块，升温使所述铁块熔化，炉内通电恒温，将绝废钒渣原料和如权利要求1至3任一项所述的绝废钒渣快速熔分的助熔剂加入所述炉内进行熔分，熔分完成后，分离铁水和钒渣。
6.根据权利要求5所述的绝废钒渣的快速熔分方法，其特征在于，分离所述铁水和所述钒渣的方法包括：待所述绝废钒渣原料中的金属铁充分熔完后，先倒出所述铁水，然后将所述钒渣从炉口倒入盛渣容器中。
7.根据权利要求6所述的绝废钒渣的快速熔分方法，其特征在于，分离所述铁水和所述钒渣后，将所述铁水浇注成铁块，将所述钒渣冷却至室温后破碎至10～40mm。
8.根据权利要求5所述的绝废钒渣的快速熔分方法，其特征在于，所述绝废钒渣原料在1550～1650℃的条件下熔分0.5～1小时。
9.根据权利要求5所述的绝废钒渣的快速熔分方法，其特征在于，在所述绝废钒渣原料在加入所述炉内之前，将所述绝废钒渣原料破碎至1～300mm。
10.根据权利要求5所述的绝废钒渣的快速熔分方法，其特征在于，所述铁块与所述绝废钒渣快速熔分的助熔剂的质量比为4～20:1～3。
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