一种含稀土与铌混合熔渣熔融还原生产和调质处理的方法技术
【技术实现步骤摘要】
：本专利技术属于非高炉炼铁与资源综合利用
，具体涉及一种含铌混合熔渣熔融还原生产和调质处理的方法。
技术介绍
：白云鄂博矿是世界上罕见的铁、稀土、铌、钍等元素共生大型多金属共生矿，目前，铁储量14.6亿吨，稀土资源R2O3，1.35亿吨，居世界第一位，铌资源，Nb2O5占我国95％。白云鄂博矿具有如下特点：(1)“多”：可利用元素多，氟、钾、钠、磷，可利用元素多达26种；(2)“贫”，元素含量低，全铁品位，30％，硅酸铁等；稀土(RE2O3)含量6％以上；铌，Nb2O5，0.1％；(3)“细”，含铌和稀土矿物细小，难以分离。经过多年多年技术攻关，我国采用“白云鄂博铁矿选矿-高炉-转炉”工艺流程，实现了白云鄂博铁矿的大规模利用，并产生了含稀土高炉渣、含铌钢渣等固体废弃物。含稀土、铌废弃物中含有较高含量的铁、稀土、铌、钍、磷等多种有价元素，是重要的二次资源。含稀土高炉渣产生于白云鄂博铁矿的高炉炼铁过程。其RE2O3含量0.1～8％，0.01～0.08左右的ThO2，含稀土高炉渣是一种重要的二次资源。由高炉放出的含稀土高炉熔渣温度高于1300℃，每年排放大量的物...
【技术保护点】
一种含稀土与铌混合熔渣熔融还原生产和调质处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，熔融还原炼铁：(1)物料混合熔融：将含稀土与铌混合熔渣加入保温装置、可倾倒的熔炼反应装置或固定式的熔炼反应装置中，向含稀土与铌混合熔渣中加入还原剂、含铌稀土物料和/或含铁物料形成混合熔渣，将混合熔渣加热至熔融状态，进行熔融还原，通过调控，同时保证反应装置中的(a)和(b)两个参数；(2)喷吹气体：向混合熔渣中喷吹预热后的氧化性气体；其中，氧化性气体的预热温度为0～1200℃；步骤1中，同时保证反应装置中的(a)和(b)两个参数：(a)混合熔渣的温度在设定温度范围内；(b)混合熔渣中碱度Ca...
【技术特征摘要】
1.一种含稀土与铌混合熔渣熔融还原生产和调质处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，熔融还原炼铁：(1)物料混合熔融：将含稀土与铌混合熔渣加入保温装置、可倾倒的熔炼反应装置或固定式的熔炼反应装置中，向含稀土与铌混合熔渣中加入还原剂、含铌稀土物料和/或含铁物料形成混合熔渣，将混合熔渣加热至熔融状态，进行熔融还原，通过调控，同时保证反应装置中的(a)和(b)两个参数；(2)喷吹气体：向混合熔渣中喷吹预热后的氧化性气体；其中，氧化性气体的预热温度为0～1200℃；步骤1中，同时保证反应装置中的(a)和(b)两个参数：(a)混合熔渣的温度在设定温度范围内；(b)混合熔渣中碱度CaO/SiO2比值＝0.6～2.6；调控方法为：对应(a)：设定温度范围为1450～1600℃；当反应装置采用保温装置时，混合熔渣的温度范围设定为1450～1600℃；当反应装置采用可倾倒的熔炼反应装置或固定式的熔炼反应装置时，混合熔渣的温度范围设定为1500～1600℃；控制混合熔渣的温度在设定温度范围的方法为：当混合熔渣的温度＜设定温度范围下限时，通过反应装置自身的加热功能，或向混合熔渣中加入燃料和/或含铌熔融钢渣，使混合熔渣的温度达到设定温度范围内；当混合熔渣的温度＞设定温度范围上限时，向混合熔渣中加入含铌稀土物料、含铁物料或含稀土高炉熔渣中的一种或几种，使混合熔渣的温度达到设定温度范围内；对应(b)：当混合熔渣中碱度CaO/SiO2比值＜0.6时，向混合熔渣中加入石灰粉、白云石粉或生石灰粉中的一种或几种，使混合熔渣中碱度CaO/SiO2比值＝0.6～2.6；当混合熔渣中碱度CaO/SiO2比值＞2.6时，向混合熔渣中加入硅石，使混合熔渣中碱度CaO/SiO2比值＝0.6～2.6；步骤2，分离回收：采用以下方法中的一种：方法一，当反应装置采用保温装置时，采用方法A、方法B或方法C：方法A，当反应装置为可倾倒的保温装置或不可倾倒的保温装置时：(1)将还原后的混合熔渣，冷却至室温，获得缓冷渣；(2)含铌金属铁沉降到反应装置的底部，形成铁坨，人工取出铁坨；将剩余缓冷渣中含铌金属铁层，破碎至粒度为20～400μm，磨矿，磁选分离出剩余含铌金属铁；(3)对去除铁坨和含铌金属铁层的缓冷渣，采用重力分选法进行分离，获得富稀土精矿、富铌精矿和尾矿；(4)尾矿的回收利用有2种：①作为水泥原料、建筑材料、代替碎石作骨料、路材或磷肥使用；②采用湿法冶金、选矿方法或选矿-湿法冶金联合法将尾矿中含磷组分分离出来；方法B，仅当反应装置采用可倾倒的保温装置时：(1)将还原后的混合熔渣的温度降温至1150～1250℃，将中部和上部的还原后的混合熔渣倒出后，空冷或水淬，用作水泥原料或建筑材料；(2)将下部的还原后的混合熔渣，仍在可倾倒的保温装置中，作为方法A还原后的混合熔渣进行处理；方法C：仅当反应装置采用可倾倒的保温装置时：(1)将还原后的混合熔渣，沉降渣-金分离，获得含铌铁水与还原后的含稀土与铌熔渣；(2)当还原后的含稀土与铌熔渣中RE2O3的质量分数≤1％时，直接将还原后的含稀土与铌熔渣水淬，用作水泥原料或建筑材料；(3)将含铌铁水送往转炉提铌炼钢；方法二，当反应装置采用可倾倒的熔炼反应装置或固定式的熔炼反应装置时：进行如下操作：(1)将还原后的混合熔渣，沉降渣-金分离，获得含铌铁水与还原后的含稀土与铌熔渣；(2)将还原后的含稀土与铌熔渣，进行炉外熔渣处理方法如下：方法D：还原后的含稀土与铌熔渣作为热态冶金溶剂：将熔融还原后的含稀土与铌熔渣加入步骤1中的混合熔渣，作为热态冶金溶剂，调整含稀土与铌混合熔渣成分，控制含稀土与铌混合熔渣温度、粘度；(3)将含铌铁水送往转炉提铌炼钢；方法E，还原后的含稀土与铌熔渣直接水淬：当还原后的含稀土与铌熔渣中RE2O3的质量分数≤1％时，直接将还原后的含稀土与铌熔渣水淬，用作水泥原料或建筑材料；方法F：还原后的含稀土与铌熔渣部分空冷或水淬、部分进行炉外处理(1)将还原后的含稀土与铌熔渣，倒入保温装置，向还原后的含稀土与铌熔渣中，喷吹预热后氧化性气体；其中，氧化性气体的预热温度为0～1200℃，氧化性气体时间与流量的关系为1～90L/(min·kg)；在喷吹过程中，通过调控同时保证(d)、(e)和(f)三个参数：(d)还原后的含稀土与铌熔渣的温度在设定温度范围内；(e)还原后的含稀土与铌熔渣中碱度CaO/SiO2比值＝0.6～2.6；(f)还原后的含稀土与铌熔渣中，剩余铁氧化物还原成金属铁；对应(d)：采用步骤1中的控制混合熔渣的温度在设定温度范围的方法；对应(e)：通过向还原后的含稀土与铌熔渣中添加热态溶剂，使碱度CaO/SiO2比值＝0.6～2.6；其中，热态熔剂是含稀土高炉熔渣、含铌稀土熔融钢渣中的一种或两种；对应(f)：通过向还原后的含稀土与铌熔渣中添加还原剂，剩余铁氧化物还原成金属铁；(2)将还原后的含稀土与铌熔渣的温度降温至1150～1250℃，将中部和上部的还原后的含稀土与铌熔渣空冷或水淬，用作水泥原料或建筑材料；(3)将下部的还原后的混合熔渣，作为方法A还原后的混合熔渣进行处理；方法G：还原后的含稀土与铌熔渣进行炉外处理(1)将还原后的含稀土与铌熔渣，倒入保温装置，向还原后的含稀土与铌熔渣中，喷吹预热后氧化性气体；其中，氧化性气体的预热温度为0～1200℃，氧化性气体时间与流量的关系为1～90L/(min·kg)；在喷吹过程中，通过调控同时保证(g)、(h)和(i)三个参数：(g)还原后的含稀土与铌熔渣的温度在设定温度范围内；(h)还原后的含稀土与铌熔渣中碱度CaO/SiO2比值＝0.6～2.6；(i)还原后的含稀土与铌熔渣中，剩余铁氧化物还原成金属铁；对应(g)：采用步骤1中的控制混合熔渣的温度在设定温度范围的方法；对应(h)：通过向还原后的含稀土与铌熔渣中添加热态溶剂，使碱度CaO/SiO2比值＝0.6～2.6；对应(i)：通过还原后的含稀土与铌熔渣中添加还原剂，剩余铁氧化物还原成金属铁；(2)获得还原后的混合熔渣，分离回收方法采用方法A、方法B、方法C中的一种；方法H：还原后的含稀土与铌熔渣氧化后空冷或水淬：(1)将还原后的含稀土与铌熔渣，倒入保温装置，向还原后的含稀土与铌熔渣中吹入氧化性气体，直至含稀土与铌熔渣中的氧化铁质量百分数≥2wt％，完成喷吹，获得氧化后熔渣；其中，在整个过程中，控制含稀土与铌熔渣温度≥1450℃，控制方法为：当温度低于＜1450℃，喷入预热燃料，燃烧放热补充热量，或自身加热，使含稀土与铌熔渣温度≥1450℃；(2)氧化后熔渣直接空冷或水淬，用途有4种：①矿渣水泥；②水泥调整剂；③水泥生产中的添加剂；④水泥熟料；方法I：还原后的含稀土与铌熔渣处理生产高附加值的水泥熟料：(1)将熔融还原后的含稀土与铌熔渣倒入保温装置，与熔融转炉含铌钢渣、电炉熔融还原钢渣、电炉熔融氧化钢渣、石灰、粉煤灰、碱性铁贫矿、铝土矿、熔融稀土高炉渣中的一种或几种混合，形成混合熔渣；(2)向混合熔渣中喷入氧化性气体，直至混合熔渣中的氧化铁质量百分数≥2wt％，完成喷吹，获得氧化后熔渣；其中，在整个过程中，控制混合熔渣温度≥1450℃，控制方法为：当温度低于＜1450℃，喷入预热燃料，燃烧放热补充热量，使混合熔渣温度≥1450℃；(3)对氧化后熔渣空冷或水淬，用于生产水泥熟...
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