CN113736944A - 一种含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，包括以下步骤：将含钒渣钢渣铁与钛精矿加入矿热炉中，配加还原剂进行熔炼，熔炼后期通过钛精矿或还原剂进行调渣，升温出炉，将渣铁混合出至渣车，待渣冷凝后，打开渣车底部的出铁口，将铁浇注成铁锭，钛渣冷却后，利用破碎及筛分设备处理成酸熔性钛渣产品包装入库。

Description

一种含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法
技术领域
本发明涉及废料综合利用方法技术领域，具体涉及到一种含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法。
背景技术
攀西地区拥有大量的钒钛磁铁矿资源，钒属于贵重金属类资源，在炼钢炼铁的过程中，存在一部分钒资源进入渣中形成含钒渣钢渣铁，导致回收难度较大。钛以钛精矿的形式存在，通过矿热炉冶炼的方式将钛富集成高钛渣或酸溶性钛渣后，用于生产钛白粉。利用矿热炉熔炼钛精矿时，需要将钛精矿中的铁资源利用还原剂还原为生铁，熔炼温度在1650～1750℃，温度高，热能损失大且浪费严重。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的是提供一种含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法。
为达上述目的，本发明采取如下的技术方案：
本发明提供一种含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，包括以下步骤：
将含钒渣钢渣铁与钛精矿加入矿热炉中，配加还原剂进行熔炼，熔炼后期通过钛精矿或还原剂进行调渣，升温出炉，将渣铁混合出至渣车，待渣冷凝后，打开渣车底部的出铁口，将铁浇注成铁锭，钛渣冷却后，利用破碎及筛分设备处理成酸熔性钛渣产品包装入库。
进一步地，矿热炉为1800kva或3300kva的小型矿热炉，矿热炉的电极为φ470～500的自焙电极；矿热炉为密闭式，操作平台开设有3～4个仓门，便于捣炉、加料、取样、观察等；矿热炉用变压器将电压控制在122～142伏之间(共5个档次)，早期形成熔池过程中采用122伏，后期熔炼及升温采用142伏；矿热炉炉体开设两个炉口，便于交替出渣铁；渣车内利用钛渣填平并保证有一定的倾斜度便于铁水能够顺利排除，渣车两端利用钢丝绳在轨道上牵引；在渣车尾端最低处开设出铁口，在轨道尾部利用铁坑浇铸铁锭。
进一步地，浇铸铁锭过程中，防止铁锭连在一起，应在铁锭的冷凝过程中，及时采用沙子隔断；待铁锭冷凝后，利用吊车脱模，并将铁锭清理干净后入库。
进一步地，熔炼过程包括配料；配料分炉底料和炉盖料两种；其中，炉底料按100kg的钛精矿配加1～30kg的含钒渣钢渣铁，配加20～25kg焦丁(无烟煤)；炉盖料按100kg的钛精矿配加1～30kg的含钒渣钢渣铁，配加10～15kg焦丁(无烟煤)，配加10～15kg沥青。利用搅拌设备分别将炉底料和炉盖料搅拌均匀，运输至操作平台仓门旁，并单独预留钛精矿和焦丁(无烟煤)以备调渣。
进一步地，出炉时不断电，待上炉出完渣和铁后，迅速堵住炉口，同时炉台操作人员及时捣炉，将电极之间及周边的硬壳捣至电极下方，并将大块捣碎，避免架桥；开始下一炉的冶炼，出炉时间控制在20～30min。
进一步地，炉底料和炉盖料的加料过程包括：将1.5～2吨的炉底料加入电极下方及四周，加完炉底料后，利用配电控制系统将电极提升300～500mm后下放电极(避免电极被物料压死)，而后调节电极抱闸系统下放电极至冶炼所需的长度，采用埋弧冶炼，便于形成早期熔池和焙烧电极；继续将炉盖料加入矿热炉内，加完料后，捣实炉面；开始升温操作，形成熔池，冶炼；冶炼后期，根据炉内火焰、渣的黏稠度情况，间断式地从电极周围人工加入少量还原剂或钛精矿，起到调节品位、避免翻渣、结壳、喷溅的目的。
进一步地，熔炼过程还包括：根据供电制度曲线图，合理控制电压进行熔炼，根据炉内的冶炼状况将每炉的冶炼时间控制在180～200min；将熔炼温度升至1650～1700℃，用铁竿插入熔池粘取渣样，判断冶炼终点，等待出炉。
进一步地，出炉前，炉前操作人员选择合适的炉口出渣铁，并将吹氧管、氧气管道接至指定地点，将堵炉用料准备在炉口附近；将渣车内部杂物清理干净，并将渣车内部利用钛渣铺平；根据渣车尺寸，可以分别在中部和尾部最低处开设2个出铁口；将轨道尾部的铁坑(单块铁锭重量控制在100-200kg)清理干净，并提前喷洒石灰水，以便脱模；准备工作完成后，将渣车利用钢丝绳牵引至炉口等待出炉。
进一步地，上述含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，还包括：利用对辊破将含钒渣钢渣铁破碎至50mm以下的小块；利用PC300×650的锤机式破碎机将焦丁(无烟煤)和沥青处理成5～20mm的小颗粒。
进一步地，上述含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，还包括：满足出炉要求后，炉台操作人员发出出炉指令，炉前操作人员根据指令出炉，利用氧气烧穿炉口，采用渣铁混出方式将渣铁出至渣车，配电操作人员根据炉台操作人员和电流波动情况及时下放电极，确保将炉内的渣铁出尽。
进一步地，上述含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，还包括：出炉过程，如发现渣铁量非常大，渣车盛装有限，炉台操作人员及时通知停电，炉前操作人员及时安排堵炉，防止渣铁装满渣车流至轨道。
进一步地，上述含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，还包括：堵住炉口后，及时利用钢丝绳将渣车牵引至轨道尾部，打开出铁口，将渣车内的铁水浇铸成铁锭(含钒生铁)。铁水流尽后及时堵住出铁口，喷水冷却钛渣(酸溶性钛渣)至表面变暗，喷水过程应避免渣车内积水防止放炮。
进一步地，钛渣冷却后，利用破碎及筛分设备处理成酸熔性钛渣产品包装入库的具体过程为：将冷却后的钛渣吊运至铸铁地板，继续缓慢打水降温至100℃以下；利用密闭型方锤式破碎机，将钛渣进行破碎，破碎后利用40目筛网筛分成合格钛渣，包装入库；其中，筛上部分利用磁选机分选出铁和渣，铁返回矿热炉重新熔炼，待出完炉后加入底部；渣返回破碎机反复破碎至成品。
进一步地，本发明中的含钒渣钢渣铁和还原剂的破碎设备，搅拌设备，酸溶性钛渣的破碎设备，筛分设备，磁选设备可采用其他类似设备进行替代。
进一步地，本发明中若无特殊限定的工艺步骤和参数以及所使用的试剂，可按照本领域常规方法进行开展或直接采用市售试剂，如还原剂可采用常规的还原氧化铁等。
本发明具有以下优点：
本发明提供了一种含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，将钛精矿(钛精矿的初始组分：45％≤TiO2≤53％，32.0％≤TFe≤40.0％)熔炼成酸溶性钛渣(酸溶性钛渣产品组分：75％≤TiO2≤80％)的过程中，添加还原剂(如还原氧化铁)和如沥青等作为粘结剂(防止炉料垮塌和节约能源)，熔炼温度在1650～1700℃，热源丰富。将含钒渣钢渣铁和钛精矿加入矿热炉中同时熔炼，钒资源进入生铁形成含钒生铁，钛进入渣中形成酸溶性钛渣。
附图说明
图1为本发明中含钒渣钢渣铁破碎流程图。
图2为本发明中还原剂和粘结料破碎流程图。
图3为本发明中炉底料配制流程图。
图4为本发明中炉盖料配制流程图。
图5为本发明中一种含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法的整体工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对提供的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。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
实施例1
本例提供一种含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，如图1-5所示，包括以下步骤：
将含钒渣钢渣铁与钛精矿加入矿热炉中，配加还原剂进行熔炼，熔炼后期通过钛精矿或还原剂进行调渣，升温出炉，将渣铁混合出至渣车，待渣冷凝后，打开渣车底部的出铁口，将铁浇注成铁锭，钛渣冷却后，利用破碎及筛分设备处理成酸熔性钛渣产品包装入库；
其中，矿热炉为1800kva的小型矿热炉，矿热炉的电极为φ470～500的自焙电极；矿热炉为密闭式，操作平台开设有3～4个仓门，便于捣炉、加料、取样、观察等；矿热炉用变压器将电压控制在122～142伏之间(共5个档次)，早期形成熔池过程中采用122伏，后期熔炼及升温采用142伏；矿热炉炉体开设两个炉口，便于交替出渣铁；渣车内利用钛渣填平并保证有一定的倾斜度便于铁水能够顺利排除，渣车两端利用钢丝绳在轨道上牵引；在渣车尾端最低处开设出铁口，在轨道尾部利用铁坑浇铸铁锭；
浇铸铁锭过程中，防止铁锭连在一起，应在铁锭的冷凝过程中，及时采用沙子隔断；待铁锭冷凝后，利用吊车脱模，并将铁锭清理干净后入库；
熔炼过程包括配料；配料分炉底料和炉盖料两种；其中，炉底料按100kg的钛精矿配加30kg的含钒渣钢渣铁，配加25kg焦丁；炉盖料按100kg的钛精矿配加30kg的含钒渣钢渣铁，配加15kg焦丁，配加15kg沥青；利用搅拌设备分别将炉底料和炉盖料搅拌均匀，运输至操作平台仓门旁，并单独预留钛精矿和焦丁(无烟煤)以备调渣；
出炉时不断电，待上炉出完渣和铁后，迅速堵住炉口，同时炉台操作人员及时捣炉，将电极之间及周边的硬壳捣至电极下方，并将大块捣碎，避免架桥；开始下一炉的冶炼，出炉时间控制在20～30min；
炉底料和炉盖料的加料过程包括：将2吨的炉底料加入电极下方及四周，加完炉底料后，利用配电控制系统将电极提升300～500mm后下放电极(避免电极被物料压死)，而后调节电极抱闸系统下放电极至冶炼所需的长度，采用埋弧冶炼，便于形成早期熔池和焙烧电极；继续将炉盖料加入矿热炉内，加完料后，捣实炉面；开始升温操作，形成熔池，冶炼；冶炼后期，根据炉内火焰、渣的黏稠度情况，间断式地从电极周围人工加入少量还原剂或钛精矿，起到调节品位、避免翻渣、结壳、喷溅的目的；
熔炼过程还包括：根据供电制度曲线图，合理控制电压进行熔炼，根据炉内的冶炼状况将每炉的冶炼时间控制在190min；将熔炼温度升至1650℃，用铁竿插入熔池粘取渣样，判断冶炼终点，等待出炉；
出炉前，炉前操作人员选择合适的炉口出渣铁，并将吹氧管、氧气管道接至指定地点，将堵炉用料准备在炉口附近；将渣车内部杂物清理干净，并将渣车内部利用钛渣铺平；根据渣车尺寸，可以分别在中部和尾部最低处开设2个出铁口；将轨道尾部的铁坑(单块铁锭重量控制在100-200kg)清理干净，并提前喷洒石灰水，以便脱模；准备工作完成后，将渣车利用钢丝绳牵引至炉口等待出炉；
上述含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，还包括：利用对辊破将含钒渣钢渣铁破碎至50mm以下的小块；利用PC300×650的锤机式破碎机将焦丁(无烟煤)和沥青处理成5～20mm的小颗粒；
上述含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，还包括：满足出炉要求后，炉台操作人员发出出炉指令，炉前操作人员根据指令出炉，利用氧气烧穿炉口，采用渣铁混出方式将渣铁出至渣车，配电操作人员根据炉台操作人员和电流波动情况及时下放电极，确保将炉内的渣铁出尽；
上述含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，还包括：出炉过程，如发现渣铁量非常大，渣车盛装有限，炉台操作人员及时通知停电，炉前操作人员及时安排堵炉，防止渣铁装满渣车流至轨道。
上述含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，还包括：堵住炉口后，及时利用钢丝绳将渣车牵引至轨道尾部，打开出铁口，将渣车内的铁水浇铸成铁锭(含钒生铁)；铁水流尽后及时堵住出铁口，喷水冷却钛渣(酸溶性钛渣)至表面变暗，喷水过程应避免渣车内积水防止放炮；
进一步地，待钛渣冷却后，利用破碎及筛分设备处理成酸熔性钛渣产品包装入库的具体过程为：将冷却后的钛渣吊运至铸铁地板，继续缓慢打水降温至100℃以下；利用密闭型方锤式破碎机，将钛渣进行破碎，破碎后利用40目筛网筛分成合格钛渣，包装入库；其中，筛上部分利用磁选机分选出铁和渣，铁返回矿热炉重新熔炼，待出完炉后加入底部；渣返回破碎机反复破碎至成品。
本例中钛精矿(钛精矿的初始组分：45％≤TiO2≤53％，32.0％≤TFe≤40.0％)熔炼成酸溶性钛渣(酸溶性钛渣产品组分：75％≤TiO2≤80％)。
实施例2
本例与实施例1的区别仅在于：炉底料按100kg的钛精矿配加10kg的含钒渣钢渣铁，配加20kg无烟煤；炉盖料按100kg的钛精矿配加10kg的含钒渣钢渣铁，配加10kg无烟煤，配加10kg沥青；其余步骤及参数均相同。
实施例3
本例与实施例1的区别仅在于：炉底料按100kg的钛精矿配加5kg的含钒渣钢渣铁，配加20kg无烟煤；炉盖料按100kg的钛精矿配加20kg的含钒渣钢渣铁，配加10kg无烟煤，配加10kg沥青；其余步骤及参数均相同。
综上所述，本发明提供了一种含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，将钛精矿(钛精矿的初始组分：45％≤TiO2≤53％，32.0％≤TFe≤40.0％)熔炼成酸溶性钛渣(酸溶性钛渣产品组分：75％≤TiO2≤80％)的过程中，添加还原剂(如还原氧化铁)和如沥青等作为粘结剂(防止炉料垮塌和节约能源)，熔炼温度在1650～1700℃，热源丰富。将含钒渣钢渣铁和钛精矿加入矿热炉中同时熔炼，钒资源进入生铁形成含钒生铁，钛进入渣中形成酸溶性钛渣。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本领域的技术人员不经创造性劳动即对所描述的具体实施例做的修改或补充或采用类似的方式替代仍属本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将含钒渣钢渣铁与钛精矿加入矿热炉中，配加还原剂进行熔炼，熔炼后期通过钛精矿或还原剂进行调渣，升温出炉，将渣铁混合出至渣车，待渣冷凝后，打开渣车底部的出铁口，将铁浇注成铁锭，钛渣冷却后，利用破碎及筛分设备处理成酸熔性钛渣产品包装入库。
2.如权利要求1所述的含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，其特征在于，所述矿热炉为1800kva或3300kva的矿热炉，矿热炉的电极为φ470～500的自焙电极；矿热炉为密闭式，操作平台开设有3～4个仓门；矿热炉用变压器将电压控制在122～142伏之间，早期形成熔池过程中采用122伏，后期熔炼及升温采用142伏；矿热炉炉体开设两个炉口，渣车两端利用钢丝绳在轨道上牵引；在渣车尾端最低处开设出铁口，在轨道尾部利用铁坑浇铸铁锭。
3.如权利要求2所述的含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，其特征在于，浇铸铁锭过程中及时采用沙子隔断；待铁锭冷凝后，利用吊车脱模，并将铁锭清理干净后入库。
4.如权利要求1所述的含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，其特征在于，所述熔炼过程包括配料；所述配料分炉底料和炉盖料两种；其中，所述炉底料按100kg的钛精矿配加1～30kg的含钒渣钢渣铁，配加20～25kg焦丁或无烟煤；所述炉盖料按100kg的钛精矿配加1～30kg的含钒渣钢渣铁，配加10～15kg焦丁或无烟煤，配加10～15kg沥青。
5.如权利要求4所述的含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，其特征在于，所述炉底料和炉盖料的加料过程包括：将1.5～2吨的炉底料加入电极下方及四周，加完炉底料后，利用配电控制系统将电极提升300～500mm后下放电极，而后调节电极抱闸系统下放电极至冶炼所需的长度，采用埋弧冶炼；继续将炉盖料加入矿热炉内，加完料后，捣实炉面；开始升温操作，形成熔池，冶炼；冶炼后期，根据炉内火焰、渣的黏稠度情况，间断式地从电极周围人工加入还原剂或钛精矿。
6.如权利要求1所述的含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，其特征在于，所述出炉时不断电，待上炉出完渣和铁后，堵住炉口，同时炉台操作人员及时捣炉，将电极之间及周边的硬壳捣至电极下方；开始下一炉的冶炼，出炉时间控制在20～30min。
7.如权利要求1所述的含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，其特征在于，所述熔炼过程还包括：根据供电制度曲线图控制电压进行熔炼，根据炉内的冶炼状况将每炉的冶炼时间在180～200min；将熔炼温度升至1650～1700℃，用铁竿插入熔池粘取渣样，判断冶炼终点，等待出炉。
8.如权利要求1所述的含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，其特征在于，所述出炉前，炉前操作人员选择合适的炉口出渣铁，并将吹氧管和氧气管道接至指定地点，将堵炉用料准备在炉口；将渣车内部杂物清理干净，并将渣车内部利用钛渣铺平；根据渣车尺寸，可以分别在中部和尾部最低处开设2个出铁口；将轨道尾部的铁坑清理干净，并提前喷洒石灰水，以便脱模；准备工作完成后，将渣车利用钢丝绳牵引至炉口等待出炉。
9.如权利要求1所述的含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，其特征在于，钛渣冷却后，利用破碎及筛分设备处理成酸熔性钛渣产品包装入库的具体过程为：将冷却后的钛渣吊运至铸铁地板，继续缓慢打水降温至100℃以下；利用密闭型方锤式破碎机，将钛渣进行破碎，破碎后利用40目筛网筛分成合格钛渣，包装入库；其中，筛上部分利用磁选机分选出铁和渣，铁返回矿热炉重新熔炼，待出完炉后加入底部；渣返回破碎机反复破碎至成品。
10.如权利要求1所述的含钒渣钢渣铁与钛精矿综合利用的方法，其特征在于，还包括：堵住炉口后利用钢丝绳将渣车牵引至轨道尾部，打开出铁口，将渣车内的铁水浇铸成铁锭；铁水流尽后堵住出铁口，喷水冷却酸溶性钛渣至表面变暗。
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