一种提钒尾渣的处理系统技术方案

本实用新型专利技术涉及提钒尾渣的处理系统。所述系统包括依次连接的混合装置、造球装置、还原装置、磨矿磁选装置；混合装置设有提钒尾渣入口、钛精矿入口、碳质还原剂入口、混合物料出口，造球装置设有混合物料入口、球团出口，其中混合物料入口与混合物料出口连接，还原炉设有球团入口、金属化球团出口，其中球团入口与球团出口连接，磨矿磁选装置设有金属化球团入口、金属铁粉出口、钛渣出口，其中金属化球团入口与金属化球团出口连接。利用本实用新型专利技术的系统，可解决低钛含量提钒尾渣中钛元素回收率低的技术难题，可达到较高的回收率。

【技术实现步骤摘要】
一种提钒尾渣的处理系统
本技术涉及金属冶炼领域，具体涉及一种提钒尾渣的处理系统。
技术介绍
提钒尾渣是转炉钒渣经过氧化钠化焙烧、酸浸等工序将钒氧化物提取出来后，产生的固体废弃物。攀钢钒钛磁铁矿在高炉中冶炼可得到含钒生铁，再通过选择性氧化铁水使钒氧化后进入炉渣，得到五氧化二钒含量为14～22wt％(wt％为质量百分比)的钒渣，经氧化钠化焙烧、浸出后得到浸出渣，即提钒尾渣。全国提钒企业每年大约排放提钒尾渣约30万吨，而且随着提钒企业产能的不断扩大，提钒尾渣的排放量也将逐渐提高。提钒尾渣的常年堆积，不但占用了大量土地，而且会造成环境污染。目前，处理提钒尾渣可采用两条路线：提钒尾渣向外销售；提钒尾渣循环于钢铁生产过程中回收钒和铁等有价元素。一方面，提钒尾渣中铁和硅含量较高(TFe>30％，SiO2含量为15～20wt％)，且碱金属(Na2O+CaO)含量高，矿相和成分极其复杂，导致提钒尾渣的综合利用程度并不高。另一方面，目前提钒尾渣的销售市场存在供大于求的矛盾，销售工作一直处于被动局面，严重时会造成提钒尾渣堵库，威胁钒制品厂的正常运转。由此，提钒尾渣的综合利用处理迫在眉睫。目前，已有大量文献介绍了提钒尾渣提铁和提钒的技术。然而，对于提取提钒尾渣中的钛元素，以往的文献或专利中研究较少。提钒尾渣中钛含量一般在10～20wt％，接近于某些低钛的钒钛海砂矿中的钛含量，具有一定的回收价值。
技术实现思路
鉴于上述问题，本技术旨在提供一种提钒尾渣的处理系统，利用该系统可回收提钒尾渣中的钛和铁等有价元素。本技术提供了一种提钒尾渣的处理系统，包括混合装置、造球装置、还原炉、磨矿磁选装置；所述混合装置设有提钒尾渣入口、钛精矿入口、碳质还原剂入口、混合物料出口；所述造球装置设有混合物料入口、球团出口；所述混合物料入口与所述混合装置的混合物料出口连接；所述还原炉设有球团入口、金属化球团出口；所述球团入口与所述造球装置的球团出口连接；所述磨矿磁选装置设有金属化球团入口、金属铁粉出口、钛渣出口；所述金属化球团入口与所述还原炉的金属化球团出口连接。优选的，所述造球装置为圆盘造球机或对辊压球机。优选的，所述还原炉为回转窑、隧道窑或转底炉中的一种。优选的，所述磨矿磁选装置为球磨机与磁选机的联动装置。利用本技术的系统处理提钒尾渣时，由于其中TiO2含量较低(10～20wt％)，用常规的技术手段很难提取利用，通过配入钛精矿，采用直接还原-磨矿磁选装置可以提高其中的钛综合含量，从而提取提钒尾渣中的主要成分铁元素和稀有金属钛元素。利用本技术的系统处理提钒尾渣，可以解决低钛含量提钒尾渣中钛元素回收率低的技术难题，回收率可达到98％以上。附图说明图1是本技术中提钒尾渣的处理系统示意图。图2是利用图1所示的系统处理提钒尾渣的工艺流程图。附图中的附图标记如下：1、混合装置；2、造球装置；3、还原炉；4、磨矿磁选装置。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本技术的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本技术的限制。如图1所示，为本技术中提钒尾渣的处理系统示意图，包括混合装置1、造球装置2、还原炉3、磨矿磁选装置4。混合装置1用于混合提钒尾渣、钛精矿、碳质还原剂，得到混合物料。该混合装置1具有提钒尾渣入口、钛精矿入口、碳质还原剂入口，混合物料出口。造球装置2用于混合物料的成型处理，可得到球团，本技术实施例中选用圆盘造球机或对辊压球机。该造球装置2具有混合物料入口、球团出口。其中，混合物料入口与混合装置1的混合物料出口连接。还原炉3用于对球团进行还原焙烧处理，可得到金属化球团。还原炉3包括转底炉、车底炉、隧道窑、回转窑以及其它具有还原功能的窑炉，本技术实施例中选用回转窑、隧道窑或转底炉中的一种。还原炉3具有球团入口、金属化球团出口。其中，球团入口与造球装置2的球团出口连接。磨矿磁选装置4用于对金属化球团进行磨矿磁选处理，可得到金属铁粉和钛渣，本技术实施例中选用球磨机与磁选机的联动装置。磨矿磁选装置4具有金属化球团入口、金属铁粉出口、钛渣出口。其中，金属化球团入口与还原炉3的金属化球团出口连接。本技术还提供了一种利用图1所示的系统处理提钒尾渣的方法，该过程的工艺流程图可见图2，包括如下步骤：(1)混合将提钒尾渣、钛精矿、碳质还原剂分别经由提钒尾渣入口、钛精矿入口、碳质还原剂入口送入混合装置1中进行混合，可得到混合物料。并且，提钒尾渣、钛精矿、碳质还原剂的质量比为100：60～150：20～30，即为混合物料的组成。钛精矿的质量配比低于60，最终得到的钛渣中TiO2的品位过低，进一步富集处理较困难；钛精矿的质量配比高于150，通过实验研究发现一方面不利于混合物料造球，另一方面会导致混合物料的熔点过高，不利于铁的还原和聚集长大，从而大幅降低后续还原处理的指标。碳质还原剂的质量配比低于20，会导致还原反应不充分；高于30，碳质还原剂过量浪费，并会影响钛渣的质量。该步骤中的提钒尾渣是转炉钒渣经过氧化焙烧、湿法浸出，提取氧化矾后得到的残渣。该提钒尾渣中TiO2的质量含量为10～20％，用常规的技术手段很难提取利用，通过配入钛精矿提高混合物料中的钛综合含量，可提高提钒尾渣中钛和铁的提取量。其中，本技术选用的钛精矿中，TiO2的质量含量≥45％。(2)造球将上述步骤得到的混合物料送入造球装置2中，经造球处理后，可得到球团。由于混合物料经造球处理得到球团后，物料的透气性变好，有利于还原过程中物料的还原。(3)还原将上述步骤得到的球团送入还原炉3中进行还原反应，得到金属化球团。本步骤中还原反应的温度为1350～1450℃，优选温度为1350～1400℃。技术人通过实验研究发现，对于本技术中高TiO2含量的混合物料而言，由于其具有较高的粘度，故需要更高的温度进行还原才能得到较高的技术指标。鉴于还原反应和能耗的双重考虑，最终由实验确定还原温度在1350～1450℃之间，优选1350～1400℃。其中，提钒尾渣中的铁主要以三价形式：Fe2O3存在，钛精矿中的铁以二价形式：FeTiO3存在。在还原炉3中，发生如下反应得到金属化球团：Fe2O3+3C＝2Fe+3COFeTiO3+C＝Fe+TiO2+CO(4)磨矿磁选将上述步骤得到的金属化球团送入磨矿磁选装置4中进行处理，可得到金属铁粉和钛渣。根据本技术的方法制备的钛渣和金属铁粉，钛渣中TiO2的质量含量大于50％，TiO2回收率大于98％；金属铁粉中TFe≥96wt％，TFe回收率大于98％。其中，金属铁粉压块后可以直接作为炼钢的原料。钛渣经过常规选矿工艺处理，得到TiO2质量含量大于70％的富钛料，可以作为生产钛白的原料。实施例1将提钒尾渣(TFe38wt％，TiO212wt％)、钛精矿(TiO245wt％)、无烟煤混匀之后在圆盘造粒机中造球，得到球团。其中，各组分的质量比为：提钒尾渣：钛精矿：无烟煤＝100：60：20。球团烘干后在转底炉内于1350℃下还原焙烧，得到金属化球团。然后，利用球磨机与磁选机的联动装置对金属化球团进行磨矿磁选，得到金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提钒尾渣的处理系统，其特征在于，所述系统包括混合装置、造球装置、还原炉、磨矿磁选装置；所述混合装置设有提钒尾渣入口、钛精矿入口、碳质还原剂入口、混合物料出口；所述造球装置设有混合物料入口、球团出口；所述混合物料入口与所述混合装置的混合物料出口连接；所述还原炉设有球团入口、金属化球团出口；所述球团入口与所述造球装置的球团出口连接；所述磨矿磁选装置设有金属化球团入口、金属铁粉出口、钛渣出口；所述金属化球团入口与所述还原炉的金属化球团出口连接。

【技术特征摘要】
1.一种提钒尾渣的处理系统，其特征在于，所述系统包括混合装置、造球装置、还原炉、磨矿磁选装置；所述混合装置设有提钒尾渣入口、钛精矿入口、碳质还原剂入口、混合物料出口；所述造球装置设有混合物料入口、球团出口；所述混合物料入口与所述混合装置的混合物料出口连接；所述还原炉设有球团入口、金属化球团出口；所述球团入口与所述造球装置的球团出口连接；所述磨矿磁选...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文臣，王静静，李红科，曹志成，薛逊，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32