一种梯级回收转炉渣中有价金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种梯级回收转炉渣中有价金属的方法，该方法是通过机械处理将转炉渣破碎，并通过筛分与磁选联合的方式将磁性物与非磁性物分开，磁性物主要为金属铁可作为炼钢原料，非磁性物则经过球磨活化‑钙化焙烧‑弱酸两段浸出选择性回收钒，提钒尾渣则采用配碳还原‑球磨‑磁选的方法二次回收金属铁，磁选尾渣采用盐酸浸出‑高温水解方法回收钛，提钛尾渣则进行资源化处理；该方法实现了转炉渣中铁钒钛的综合回收利用，具有流程简单，综合回收率高，清洁高效的特点，便于工业化生产，具有很好的推广应用价值。

Method for recovering valuable metal in converter slag step by step

The invention discloses a cascade recovery in converter slag valence metal method, this method is through the mechanical treatment of the BOF slag crushing, sieving and magnetic separation and through the way to separate the magnetic material and non-magnetic material, magnetic material for metal iron can be used as raw material for steelmaking, non-magnetic material after ball milling roasting acid leaching two selective recovery of vanadium and vanadium slag method using carbon reduction milling two magnetic separation recovery of metallic iron, magnetic separation tailings by acid leaching high temperature hydrolysis method for recovering titanium, titanium extraction of tailings resources; the method realizes the comprehensive recovery of converter the use of vanadium and titanium in slag, has the advantages of simple process, comprehensive recovery rate is high, the characteristics of clean and efficient, convenient for industrial production, has the very good application value.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金
，具体涉及一种梯级回收转炉渣中有价金属的方法。
技术介绍
钒是重要的战略物资，是发展现代工业、现代国防和现代科学技术不可缺少的重要材料。其中大约87％的钒应用于钢铁工业中。目前，我国90％以上的金属钒或钒铁合金的生产都是以钒钛磁铁矿为原料生产的。国内主要以钒钛磁铁矿为原料，采用高炉－转炉双联工艺生产普钢和转炉渣。在提钒炼钢过程中渣铁分离不完全，使得转炉渣中夹杂一定量的氧化铁和金属铁。金属铁多为块状和粒状，粒度较大，不仅难以破碎，而且容易造成转炉渣后续提钒过程中氧化不足，炉料严重粘结。因此，在后续提钒工艺的预处理工序中必须将大部分的磁性物分离。目前分离转炉渣中的磁性物一般经过粗破、球磨、磁选分离或筛分，但分离效率低，能耗较高。从含钒炉渣中提取五氧化二钒最为成熟的工艺是钠化焙烧-水浸提钒和钙化焙烧-酸浸提钒两种。钠化提钒法要求钒渣中钙含量低，而且焙烧时产生HCl、Cl2、SO2、SO3等侵蚀性气体，钠盐添加剂也会使得含钠残渣难以继续利用。钙化提钒方法避免了有害气体的产生，是一种可替代传统钠化提钒方法的清洁生产工艺，但是基础研究和工业实践指出：钙化提钒工艺钒转浸率低已经成为其限制其完全取代钠化提钒工艺的致命缺点。含钒转炉渣经提钒后产生的废渣为提钒尾渣。我国产钒企业每年排出的提钒尾渣约30万t，堆存量极大，不仅占用宝贵的土地资源，而且还污染当地环境。目前，提钒尾渣一般被用于生产水泥、墙体砖、瓷砖、微晶玻璃、建筑黑瓷、远红外涂料等。但是利用率不高，消耗量较小，无法消耗大量的提钒尾渣。而且提钒尾渣中铁钛含量较高，有较高的利用价值，但是目前均未得到有效回收利用。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术提供一种梯级回收转炉渣中有价金属的方法，旨在提高转炉渣选矿分离效率，提高钒渣钙化焙烧效率和钒转浸率，有效回收提钒尾渣中铁钛资源，提高转炉渣中有价金属利用率。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种梯级回收转炉渣中有价金属的方法，包括以下步骤：1)将转炉渣作为原料破碎和球磨后，得到粉碎料，再将粉碎料进行筛分，得到粗渣、中渣和细渣；将粗渣作为铁资源回收；将所述中渣进行二次球磨，得到二次球磨渣；再将该二次球磨渣和细渣混合并进行磁选，得到磁性物渣料和非磁性渣料；将磁性物渣料作为铁资源回收。2)将步骤1)得到的非磁性物渣料与粉末状的含钙化合物混合均匀并球磨活化，得到活化渣；将所述活化渣于800℃下氧化焙烧炉中氧化焙烧1h，然后空冷至室温，再破碎即得到焙烧熟料。3)将步骤2)得到的焙烧熟料在50℃的一段浸出液中浸泡10～20min以进行第一段浸出，再进行过滤分离，得到一段浸出滤液和一段浸出渣；将所述一段浸出渣在50℃的二段浸出液中浸泡10～20min以进行第二段浸出，再进行过滤分离，得到二段浸出滤液和二段浸出渣。将所述的一段浸出滤液和二段浸出滤液作为净化提钒工艺的原料回收。4)将步骤3)得到的二段浸出渣进行洗涤、干燥，再配加煤粉于1200-1450℃的还原炉中进行还原反应0.5-2h，冷却后得到还原渣铁，将还原渣铁进行球磨，再进行磁选分离，得到金属铁粒和除铁尾渣；将金属铁粒作为铁资源回收。5)将步骤4)得到的除铁尾渣置于60-90℃的盐酸溶液中浸出，当TiO2浸出率达到90％时进行过滤分离，得到含钛滤液和提钛尾渣；将所述提钛尾渣经洗涤、中和处理作建筑材料回收。将所述含钛滤液置于108℃的水解罐中水解2h，并以400rpm的转速进行搅拌，过滤分离得到水解滤饼和水解滤液；将水解滤饼洗涤、干燥、煅烧，即得到固体TiO2粉末。进一步，步骤1)中，在对转炉渣进行破碎操作时使用颚式破碎机或自磨机；所述粗渣的粒度>4mm，中渣的粒度为0.25～4mm，细渣的粒度<0.25mm。进一步，步骤1)中，所述的二次球磨渣的粒度＜4mm，其中<0.25mm的质量占二次球磨渣质量的60％。进一步，步骤2)中，球磨活化的时间为20～80min；所述的粉末状含钙化合物为碳酸钙或氧化钙，其添加量按照非磁性物渣料与粉末状的含钙化合物混合后的钙钒摩尔比为1:1计算；所述活化渣的粒度为1～5μm；所述氧化焙烧炉为回转窑或多膛焙烧炉，所述焙烧熟料的粒度<125μm。进一步，步骤3)中，所述一段浸出液是pH值为2.5的硫酸溶液，所述二段浸出液是质量浓度为1～5％的硫酸溶液。进一步，步骤4)中，所述煤粉的配加量为将二段浸出渣中氧化铁还原为金属铁的理论量的100～120％；所述还原炉为转底炉或竖炉。进一步，步骤5)中，所述盐酸溶液的质量浓度为15～20％；所述盐酸溶液与除铁尾渣的体积比>10；所述TiO2浸出率的计算公式为：进一步，将步骤3)所述的二段浸出滤液与二段浸出液混合作为新的二段浸出液使用，以提高其中钒离子的浓度。进一步，将步骤5)中得到的水解滤液经盐酸再生系统处理得到再生盐酸，以再次用于步骤5)的浸出操作中。与现有的技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、相比传统的粗破、球磨、磁选分离或筛分法相比，本专利技术采用筛分磁选联合手段来提高分选效率。2、相比传统钙化焙烧工艺中采用提高焙烧温度来提高氧化焙烧效率，本专利技术采用机械活化手段来提高氧化焙烧效率，而且提高了钒的浸出率。3、本专利技术采用配碳还原-球磨磁选的方法，有效回收了提钒尾渣中的铁资源。4、本专利技术采用盐酸浸出-高温水解法回收了提钒尾渣中的钛资源，提高了转炉渣中有价金属利用率。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式以下实施例旨在进一步说明本
技术实现思路
，而不是限制本专利技术权利要求的保护范围。一、一种梯级回收转炉渣中有价金属的方法，其工艺流程见图1，包括以下步骤：1)将转炉渣作为原料破碎和球磨后，得到粉碎料，再将粉碎料进行筛分，得到粗渣、中渣和细渣；将粗渣作为铁资源回收。将所述中渣进行二次球磨，得到二次球磨渣；再将该二次球磨渣和细渣混合并进行磁选，得到磁性物渣料和非磁性渣料；将磁性物渣料作为铁资源回收。经检验，所述磁性渣料的主要成分为MFe；非磁性渣料的主要化学成分为FeO、V2O3、SiO2、TiO2、MnO、CaO、MgO。2)将步骤1)得到的非磁性物渣料与粉末状的含钙化合物混合均匀并球磨活化，得到活化渣；将所述活化渣于800℃下氧化焙烧炉中氧化焙烧1h，然后空冷至室温，再破碎即得到焙烧熟料。3)将步骤2)得到的焙烧熟料在50℃的一段浸出液中浸泡10～20min以进行第一段浸出，再进行过滤分离，得到一段浸出滤液和一段浸出渣；将所述一段浸出渣在50℃的二段浸出液中浸泡10～20min以进行第二段浸出，再进行过滤分离，得到二段浸出滤液和二段浸出渣。经检验，所述二段浸出渣的主要化学成分为Fe2O3、SiO2、TiO2、MnO、CaO、MgO。将所述的一段浸出滤液和二段浸出滤液作为净化提钒工艺的原料回收；按目前较成熟的工艺技术，可以将一段浸出滤液和二段浸出滤液经净化除杂、沉钒、烘干煅烧得到固体五氧化二钒。4)将步骤3)得到的二段浸出渣进行洗涤、干燥，再配加煤粉于1200-1450℃的还原炉中进行还原反应0.5-2h，冷却后得到还原渣铁，将还原渣铁进行球磨，再进行磁选分离，得到金属铁粒和除铁尾渣；将金属铁粒作为铁资源回收。在还原过程中，金属铁粒会长大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种梯级回收转炉渣中有价金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将转炉渣作为原料破碎和球磨后，得到粉碎料，再将粉碎料进行筛分，得到粗渣、中渣和细渣；将粗渣作为铁资源回收；将所述中渣进行二次球磨，得到二次球磨渣；再将该二次球磨渣和细渣混合并进行磁选，得到磁性物渣料和非磁性渣料；将磁性物渣料作为铁资源回收；2)将步骤1)得到的非磁性物渣料与粉末状的含钙化合物混合均匀并球磨活化，得到活化渣；将所述活化渣于800℃下氧化焙烧炉中氧化焙烧1h，然后空冷至室温，再破碎即得到焙烧熟料；3)将步骤2)得到的焙烧熟料在50℃的一段浸出液中浸泡10～20min以进行第一段浸出，再进行过滤分离，得到一段浸出滤液和一段浸出渣；将所述一段浸出渣在50℃的二段浸出液中浸泡10～20min以进行第二段浸出，再进行过滤分离，得到二段浸出滤液和二段浸出渣；将所述的一段浸出滤液和二段浸出滤液作为净化提钒工艺的原料回收；4)将步骤3)得到的二段浸出渣进行洗涤、干燥，再配加煤粉于1200‑1450℃的还原炉中进行还原反应0.5‑2h，冷却后得到还原渣铁，将还原渣铁进行球磨，再进行磁选分离，得到金属铁粒和除铁尾渣；将金属铁粒作为铁资源回收；5)将步骤4)得到的除铁尾渣置于60‑90℃的盐酸溶液中浸出，当TiO2浸出率达到90％时进行过滤分离，得到含钛滤液和提钛尾渣；将所述提钛尾渣经洗涤、中和处理作建筑材料回收；将所述含钛滤液置于108℃的水解罐中水解2h，并以400rpm的转速进行搅拌，过滤分离得到水解滤饼和水解滤液；将水解滤饼洗涤、干燥、煅烧，即得到固体TiO2粉末。...

【技术特征摘要】
1.一种梯级回收转炉渣中有价金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将转炉渣作为原料破碎和球磨后，得到粉碎料，再将粉碎料进行筛分，得到粗渣、中渣和细渣；将粗渣作为铁资源回收；将所述中渣进行二次球磨，得到二次球磨渣；再将该二次球磨渣和细渣混合并进行磁选，得到磁性物渣料和非磁性渣料；将磁性物渣料作为铁资源回收；2)将步骤1)得到的非磁性物渣料与粉末状的含钙化合物混合均匀并球磨活化，得到活化渣；将所述活化渣于800℃下氧化焙烧炉中氧化焙烧1h，然后空冷至室温，再破碎即得到焙烧熟料；3)将步骤2)得到的焙烧熟料在50℃的一段浸出液中浸泡10～20min以进行第一段浸出，再进行过滤分离，得到一段浸出滤液和一段浸出渣；将所述一段浸出渣在50℃的二段浸出液中浸泡10～20min以进行第二段浸出，再进行过滤分离，得到二段浸出滤液和二段浸出渣；将所述的一段浸出滤液和二段浸出滤液作为净化提钒工艺的原料回收；4)将步骤3)得到的二段浸出渣进行洗涤、干燥，再配加煤粉于1200-1450℃的还原炉中进行还原反应0.5-2h，冷却后得到还原渣铁，将还原渣铁进行球磨，再进行磁选分离，得到金属铁粒和除铁尾渣；将金属铁粒作为铁资源回收；5)将步骤4)得到的除铁尾渣置于60-90℃的盐酸溶液中浸出，当TiO2浸出率达到90％时进行过滤分离，得到含钛滤液和提钛尾渣；将所述提钛尾渣经洗涤、中和处理作建筑材料回收；将所述含钛滤液置于108℃的水解罐中水解2h，并以400rpm的转速进行搅拌，过滤分离得到水解滤饼和水解滤液；将水解滤饼洗涤、干燥、煅烧，即得到固体TiO2粉末。2.根据权利要求1所述的梯级回收转炉渣中有价金属的方法，其特征在于，步骤1)中，在对转炉渣进行破碎操作时使用颚式破...

【专利技术属性】
技术研发人员：向俊一，黄青云，吕学伟，白晨光，
申请(专利权)人：重庆科技学院，重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50