一种含钛熔渣冶金一步法回收的方法技术

一种含钛熔渣冶金一步法回收的方法，属于非高炉炼铁与资源综合利用领域。方法：1)熔融态高炉含钛熔渣、熔融态含钒钛钢渣、含铁物料中的两种或三种物料混合配料，加入渣液可流出的熔炼反应装置，混合形成反应混合熔渣，实时监测装置内的反应混合熔渣，通过调控保证控制反应熔渣碱度CaO/SiO

【技术实现步骤摘要】
一种含钛熔渣冶金一步法回收的方法
本专利技术属于非高炉炼铁与资源综合利用领域，具体涉及一种含钛熔渣冶金一步法回收的方法。
技术介绍
含钛熔渣和钢渣都是重要的二次资源。钢渣产生于炼钢过程，是冶金中间产品，其金属铁含量为10％以上，铁氧化物含量为25％以上，并含有一定的自由氧化钙与五氧化二磷。我国每年排放1.5亿吨以上，每年带走1500万吨以上的金属铁，3000万吨以上的铁氧化物，还带走大量自由氧化钙、五氧化二磷、二氧化硅等有价组分，因此，钢渣是一种重要的二次资源。炼钢过程放出的熔融钢渣温度高于1550℃，每年排放大量的物理热，因此，熔融钢渣也是重要的物理热资源。高炉含钛熔渣和熔融钢渣，蕴含着丰富的热能资源，含有大量的热态冶金熔剂，而且含有较高含量的铁、钛、磷、钙等多种有价元素，是重要的二次资源。高炉含钛熔渣为还原性熔渣，熔融钢渣为氧化性熔渣，化学反应活性强，都是物理化学性质优良的熔渣体系，是冶金熟料。同时，钢渣化学组成、矿物组成与水泥熟料极其相近，熔渣化学组成与水泥熟料化学组成相近，而每年我国生产水泥熟料超过12亿吨，需要大量的石灰石、粘土等矿物资源与物理热资源，成本在2000亿以上，我国石灰石、粘土矿物资源仅仅还可开采50年。如何有效高效的综合利用含钛熔渣和熔融钢渣，降低回收成本，是一个有待解决的课题。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种含钛熔渣冶金一步法回收的方法。该方法充分利用了熔渣中含有的酸性熔剂和碱性熔剂，实现了通过混合一步回收的新方法。本专利技术的含钛熔渣冶金一步法回收的方法，包括以下步骤：步骤1，熔渣一步混合：将熔融态高炉含钛熔渣、熔融态含钒钛钢渣、含铁物料中的两种或三种物料混合配料，将混合配料后的物料加入熔渣可流出的熔炼反应装置，混合形成反应混合熔渣，实时监测反应熔渣，通过调控同时保证如下(a)、(b)两个参数，获得反应完成后的熔渣；(a)要控制反应熔渣碱度CaO/SiO2比值＝0.6～2.4；(b)保证渣浴的温度为1300～1600℃；调控方法为：对应(a)：当反应熔渣中碱度CaO/SiO2比值＜0.6时，向反应熔渣中加入碱性物料或碱性含铁物料中的一种或几种；当反应熔渣中碱度CaO/SiO2比值＞2.4时，向反应熔渣中加入酸性物料或酸性含铁物料中的一种或几种；对应(b)：控制反应混合熔渣温度在设定温度范围的方法为：当反应混合熔渣温度＜设定温度范围下限时，通过反应装置自身的加热功能，使反应混合熔渣温度满足1300～1600℃；当反应混合熔渣温度＞设定温度范围上限时，向反应混合熔渣中加入冶金熔剂、含铁物料或高炉熔渣中的一种或几种，使反应混合熔渣的温度满足1300～1600℃；步骤2，分离回收：采用以下方法中的一种：方法一，反应完成后的熔渣进行冷却处理：将反应完成后的熔渣倒入保温装置中，进行如下步骤：(1)将反应完成后的熔渣，冷却至室温，获得缓冷渣，其中，缓冷渣从底部往上部依次为含钒金属铁沉降的铁坨，含钒金属铁层，铁氧化物层，富钛相层与富钒相层和硅酸盐矿物相层；(2)人工取出含钒铁坨和硅酸盐矿物相层，将含钒金属铁层，铁氧化物层、富钛相层与富钒相层，破碎，通过直接还原后，磁选将铁和铁氧化物选出，同时得到富钛物相与富钒矿物相；(3)硅酸盐矿物相的回收利用有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-湿法冶金联合法将含磷组分分离出来。方法二，将反应完成后的熔渣进行分离处理：(1)将反应完成后的熔渣，沉降，渣-金分离，获得含钒铁水铁水，含钒金属铁层，铁氧化物层，富钛相层与富钒相层和硅酸盐矿物相层；(2)将硅酸盐矿物相层，进行炉外熔渣处理；(3)将含钒铁水送往转炉提钒炼钢；(4)含钒金属铁层，铁氧化物层、富钛相层与富钒相层，水淬或空冷后，作为高炉炼铁原料或直接还原炼铁；破碎，经直接还原后，破碎，磁选将铁和铁氧化物选出，同时得到富钛矿物相与富钒矿物相；其中，硅酸盐矿物相层，进行炉外熔渣处理，采用方法A、方法B或方法C中的一种：方法A，硅酸盐矿物相层作为水泥原料：硅酸盐矿物相层直接作为水泥原料或进一步处理做成高附加值的水泥原料；方法B，部分或全部硅酸盐矿物相层返回到反应混合熔渣：部分或全部硅酸盐矿物相层返回到反应混合熔渣，作为热态冶金熔剂，调整混合熔渣成分，控制混合熔渣温度；方法C，硅酸盐矿物相层浇筑微晶玻璃或作为矿渣棉；方法三：反应完成后的熔渣进行分离处理：反应完成后的熔渣，沉降，渣-金分离，获得含钒铁水，含钒金属铁层，铁氧化物层，富钛相层与富钒相层和硅酸盐矿物相层，进行如下步骤：(1)含钒金属铁层，铁氧化物层，富钛相层与富钒相层和硅酸盐矿物相层，水淬或空冷后，作为高炉炼铁原料或直接还原炼铁或熔融还原炼铁；(2)含钒铁水，送往转炉提钒炼钢；其中，含钒金属铁层，铁氧化物层，富钛相层与富钒相层和硅酸盐矿物相层直接还原后，破碎至粒度为20～400μm，磁选将铁和铁氧化物选出，同时得到富钛矿物相与富钒矿物相与硅酸盐矿物相；硅酸盐矿物相的后续处理方法采用方法二中的方法A、方法B或方法C中的一种；方法四：反应完成后的熔渣进行直接处理，采用方法方法D、方法E或方法F中的一种方法：方法D，反应完成后熔渣直接空冷或水淬：(1)熔炼反应装置上部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；(2)熔炼反应装置下部含钒铁水送往转炉提钒炼钢；方法E，反应完成后熔渣氧化后空冷或水淬：(1)向反应完成后熔渣中吹入预热的氧化性气体，当熔渣氧化铁含量≥2wt％，完成喷吹，获得氧化后的熔渣，其中，氧化性气体的预热温度为0～1200℃；其中，整个过程中，要保证熔渣温度≥1450℃，采用的控制方法为：当温度＜1450℃，喷入预热燃料，燃烧放热、补充热量，或装置自身加热，使熔渣温度在≥1450℃；(2)氧化后的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；(3)熔炼反应装置下部含钒铁水送往转炉提钒炼钢；方法F，熔渣处理生产高附加值的水泥熟料：(1)加入熔融转炉钢渣、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、含钛高炉熔渣、普通高炉熔渣中的一种或几种，充分混合，获得熔渣混合物料；(2)向熔渣混合物料中吹入预热的氧化性气体，当熔渣混合物料氧化铁含量≥2wt％，完成喷吹，获得氧化后的熔渣混合物料，其中，氧化性气体的预热温度为0～1200℃；其中，整个过程中，要保证熔渣混合物料温度≥1450℃，采用的控制方法为：当温度＜1450℃，喷入预热燃料，燃烧放热，补充热量，或装置自身加热，使熔渣混合物料温度在≥1450℃；(3)氧化后的熔渣混合物料，进行空冷或水淬，制得高附加值的水泥熟料；(4)熔炼反应装置下部含钒铁水送往转炉炼钢方法五：反应完成后的熔渣，冷却沉降，渣-金分离，获得含钒铁水、含钒金属铁层，铁氧化物层与硅酸盐相熔渣，进行如下步骤：(1)含钒铁水，送往转炉提钒炼钢；(2)含钒金属铁层，硅酸盐相和铁氧化物熔渣倒入保温装置中，按如下方法G、方法H或方法I中的一种进行处理：方法G，熔渣直接空冷或水淬：(1)熔炼反应装置上部熔渣直接空冷或水淬，用途有4种：①矿渣水泥；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含钛熔渣冶金一步法回收的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，熔渣一步混合：将熔融态高炉含钛熔渣、熔融态含钒钛钢渣、含铁物料中的两种或三种物料混合配料，将混合配料后的物料加入熔渣可流出的熔炼反应装置，混合形成反应混合熔渣，实时监测反应熔渣，通过调控同时保证如下(a)、(b)两个参数，获得反应完成后的熔渣；(a)要控制反应熔渣碱度CaO/SiO

【技术特征摘要】
1.一种含钛熔渣冶金一步法回收的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，熔渣一步混合：将熔融态高炉含钛熔渣、熔融态含钒钛钢渣、含铁物料中的两种或三种物料混合配料，将混合配料后的物料加入熔渣可流出的熔炼反应装置，混合形成反应混合熔渣，实时监测反应熔渣，通过调控同时保证如下(a)、(b)两个参数，获得反应完成后的熔渣；(a)要控制反应熔渣碱度CaO/SiO2比值＝0.6～2.4；(b)保证渣浴的温度为1300～1600℃；调控方法为：对应(a)：当反应熔渣中碱度CaO/SiO2比值＜0.6时，向反应熔渣中加入碱性物料或碱性含铁物料中的一种或几种；当反应熔渣中碱度CaO/SiO2比值＞2.4时，向反应熔渣中加入酸性物料或酸性含铁物料中的一种或几种；对应(b)：控制反应混合熔渣温度在设定温度范围的方法为：当反应混合熔渣温度＜设定温度范围下限时，通过反应装置自身的加热功能，使反应混合熔渣温度满足1300～1600℃；当反应混合熔渣温度＞设定温度范围上限时，向反应混合熔渣中加入冶金熔剂、含铁物料或高炉熔渣中的一种或几种，使反应混合熔渣的温度满足1300～1600℃；步骤2，分离回收：采用以下方法中的一种：方法一，反应完成后的熔渣进行冷却处理：将反应完成后的熔渣倒入保温装置中，进行如下步骤：(1)将反应完成后的熔渣，冷却至室温，获得缓冷渣，其中，缓冷渣从底部往上部依次为含钒金属铁沉降的铁坨，含钒金属铁层，铁氧化物层，富钛相层与富钒相层和硅酸盐矿物相层；(2)人工取出含钒铁坨和硅酸盐矿物相层，将含钒金属铁层，铁氧化物层、富钛相层与富钒相层，破碎，通过直接还原后，磁选将铁和铁氧化物选出，同时得到富钛物相与富钒矿物相；(3)硅酸盐矿物相的回收利用有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-湿法冶金联合法将含磷组分分离出来；方法二，将反应完成后的熔渣进行分离处理：(1)将反应完成后的熔渣，沉降，渣-金分离，获得含钒铁水铁水，含钒金属铁层，铁氧化物层，富钛相层与富钒相层和硅酸盐矿物相层；(2)将硅酸盐矿物相层，进行炉外熔渣处理；(3)将含钒铁水送往转炉提钒炼钢；(4)含钒金属铁层，铁氧化物层、富钛相层与富钒相层，水淬或空冷后，作为高炉炼铁原料或直接还原炼铁；破碎，经直接还原后，破碎，磁选将铁和铁氧化物选出，同时得到富钛矿物相与富钒矿物相；其中，硅酸盐矿物相层，进行炉外熔渣处理，采用方法A、方法B或方法C中的一种：方法A，硅酸盐矿物相层作为水泥原料：硅酸盐矿物相层直接作为水泥原料或进一步处理做成高附加值的水泥原料；方法B，部分或全部硅酸盐矿物相层返回到反应混合熔渣：部分或全部硅酸盐矿物相层返回到反应混合熔渣，作为热态冶金熔剂，调整混合熔渣成分，控制混合熔渣温度；方法C，硅酸盐矿物相层浇筑微晶玻璃或作为矿渣棉；方法三：反应完成后的熔渣进行分离处理：反应完成后的熔渣，沉降，渣-金分离，获得含钒铁水，含钒金属铁层，铁氧化物层，富钛相层与富钒相层和硅酸盐矿物相层，进行如下步骤：(1)含钒金属铁层，铁氧化物层，富钛相层与富钒相层和硅酸盐矿物相层，水淬或空冷后，作为高炉炼铁原料或直接还原炼铁或熔融还原炼铁；(2)含钒铁水，送往转炉提钒炼钢；其中，含钒金属铁层，铁氧化物层，富钛相层与富钒相层和硅酸盐矿物相层直接还原后，破碎至粒度为20～400μm，磁选将铁和铁氧化物选出，同时得到富钛矿物相与富钒矿物相与硅酸盐矿物相；硅酸盐矿物相的后续处理方法采用方法二中的方法A、方法B或方法C中的一种；方法四：反应完成后的熔渣进行直接处理，采用方法方法D、方法E或方法F中的一种方法：方法D，反应完成后熔渣直接空冷或水淬：(1)熔炼反应装置上部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；(2)熔炼反应装置下部含钒铁水送往转炉提钒炼钢；方法E，反应完成后熔渣氧化后空冷或水淬：(1)向反应完成后熔渣中吹入预热的氧化性气体，当熔渣氧化铁含量≥2wt％，完成喷吹，获得氧化后的熔渣，其中，氧化性气体的预热温度为0～1200℃；其中，整个过程中，要保证熔渣温度≥1450℃，采用的控制方法为：当温度＜1450℃，喷入预热燃料，燃烧放热、补充热量，或装置自身加热，使熔渣温度在≥1450℃；(2)氧化后的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；(3)熔炼反应装置下部含钒铁水送往转炉提钒炼钢；方法F，熔渣处理生产高附加值的水泥熟料：(1)加入熔融转炉钢渣、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、含钛高炉熔渣、普通高炉熔渣中的一种或几种，充分混合，获得熔渣混合物料；(2)向熔渣混合物料中吹入预热的氧化性气体，当熔渣混合物料氧化铁含量≥2wt％，完成喷吹，获得氧化后的熔渣混合物料，其中，氧化性气体的预热温度为0～1200℃；其中，整个过程中，要保证熔渣混合物料温度≥1450℃，采用的控制方法为：当温度＜1450℃，喷入预热燃料，燃烧放热，补充热量，或装置自身加热，使熔渣混合物料温度在≥1450℃；(3)氧化后的熔渣混合物料，进行空冷或水淬，制得高附加值的水泥熟料；(4)熔炼反应装置下部含钒铁水送往转炉炼钢方法五：反应完成后的熔渣，冷却沉降，渣-金分离，获得含钒铁水、含钒金属铁层，铁氧化物层与硅酸盐相熔渣，进行如下步骤：(1)含钒铁水，送往转炉提钒炼钢；(2)含钒金属铁层，硅酸盐相和铁氧化物熔渣倒入保温装置中，按如下方法G、方法H或方法I中的一种进行处理：方法G，熔渣直接空冷或水淬：(1)熔炼反应装置上部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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张力，张武，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21