一种联产钒铁和铝酸钙水泥的方法技术

本发明专利技术涉及合金冶炼技术领域，公开了一种联产钒铁和铝酸钙水泥的方法。该方法包括以下步骤：(1)将氧化铝打结料、粘结剂和辅助粘结剂混合后对炉衬进行打结，然后对打结好的炉衬进行养护、干燥；(2)将五氧化二钒、铝粒、石灰和铁屑配成混合料，以所述混合料的总量为100重量份计，所述石灰的含量为20‑25重量份；(3)将步骤(2)中的混合料加入电炉中，开启电炉进行冶炼，分离钒铁渣和钒铁合金；(4)将步骤(3)中分离出的钒铁渣进行破碎、预粉磨、磁选除铁和细粉磨，得到纯铝酸钙水泥。该方法采用氧化铝作为炉衬打结料，将石灰的含量提高到20‑25％进行钒铁冶炼，所得渣相可得到纯铝酸钙水泥，提高了钒铁渣的利用附加值。

A method of CO production of ferrovanadium and calcium aluminate cement

【技术实现步骤摘要】
一种联产钒铁和铝酸钙水泥的方法
本专利技术涉及合金冶炼
，具体涉及一种联产钒铁和铝酸钙水泥的方法。
技术介绍
钒铁有两种冶炼工艺，分别是铝热还原法和硅热还原法工艺，目前普遍采用铝热还原法生产钒铁。冶炼设备采用直筒炉，且冶炼钒铁采用一步冶炼钒铁的工艺，即每冶炼一炉需要更换一次打结好的组合式直筒炉体和炉体离线制备。冶炼所得的钒铁合金液和熔渣离线随炉冷却后自然沉降分离，单炉冶炼产量为3吨左右。目前钒铁冶炼炉衬普遍采用镁砂作为打结料，石灰加入量在10％以内。冶炼过程中渣相主要有铝、钙、镁三相，冷却结晶后形成的钒铁渣的主要矿相为铝镁尖晶石、铝酸钙(六铝酸钙)以及刚玉相。虽然钒铁渣可以作为耐火原料使用，但其中的氧化镁含量波动大，同时具有水化作用，限制了其高附加值应用途径。针对以上钒铁冶炼过程中存在的问题，提出了一种联产钒铁和铝酸钙水泥的工艺。设备采用现有的直筒炉不变，冶炼工艺采用一步冶炼钒铁的工艺不变；冶炼温度(1700-1800℃)，冶炼制度不变。仅炉衬采用氧化铝(刚玉)材质作为打结料，替代氧化镁打结料，且石灰添加量从现在的10％以下提高到20-25％。通过改进工艺，在钒铁冶炼过程中渣相只有铝、钙相，冷却结晶后形成铝酸钙和二铝酸钙(同时含有少量六铝酸钙、刚玉相等)，是典型铝酸钙水泥的矿相组成，然后通过剥离钒铁、破碎粉磨，得到铝酸钙水泥，所得铝酸钙水泥可以应用于耐火材料领域。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的钒铁冶炼过程中得到的钒铁渣中的氧化镁含量波动大，同时具有水化作用，限制了其高附加值的应用的问题，提供了一种联产钒铁和铝酸钙水泥的方法，该方法采用氧化铝材质作为炉衬打结料，同时将石灰的含量提高到20-25％进行钒铁冶炼，然后分离出钒铁渣和钒铁合金，得到的钒铁渣经过冷却结晶后形成的铝酸钙和二铝酸钙是典型铝酸钙水泥的矿相组成，可以得到铝酸钙水泥，并且得到的铝酸钙水泥可以应用于耐火材料领域，提高了钒铁渣的利用附加值。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种联产钒铁和铝酸钙水泥的方法，该方法包括以下步骤：(1)将氧化铝打结料、粘结剂和辅助粘结剂混合后对炉衬进行打结，然后对打结好的炉衬进行养护、干燥；(2)将五氧化二钒、铝粒、石灰和铁屑配成混合料，其中，以所述混合料的总量为100重量份计，所述石灰的含量为20-25重量份；(3)将步骤(2)中的混合料加入电炉中，开启电炉进行冶炼，分离钒铁渣和钒铁合金；(4)将步骤(3)中分离出的钒铁渣进行破碎、预粉磨、磁选除铁和细粉磨，得到纯铝酸钙水泥。优选地，在步骤(1)中，以所述氧化铝打结料、粘结剂和辅助粘结剂的总量为100重量份计，所述氧化铝打结料的含量为80-90重量份，所述粘结剂的含量为9-15重量份，所述辅助粘结剂的含量为1-5重量份。优选地，在步骤(1)中，所述氧化铝打结料为电熔刚玉骨料和刚玉细粉的混合物；所述粘结剂为铝酸钙水泥；所述辅助粘结剂为磷酸二氢铝。优选地，步骤(1)所述氧化铝打结料中，所述电熔刚玉骨料和刚玉细粉的重量之比为3-3.5：1。优选地，所述电熔刚玉骨料的粒度为0.5-5mm，所述刚玉细粉的粒度小于0.1mm。优选地，在步骤(1)中，对打结好的炉衬进行养护的时间为2-4天。优选地，在步骤(2)中，所述铝粒的含量通过配铝系数调整，所述配铝系数为100-106％；所述铁屑的含量通过配铁系数调整，所述配铁系数为22-105％。优选地，在步骤(3)中，所述混合料在电炉中的冶炼温度为1800-1900℃。优选地，在步骤(3)中，所述分离钒铁渣和钒铁合金的具体方法为：S1、检测钒铁渣中钒的含量，当钒铁渣中的钒含量小于0.5％时出渣；S2、控制电炉内钒铁合金液的温度大于1850℃，并在钒铁合金液中钒的含量为50-82％且铝的含量低于1.5％时出钒铁合金液，然后将钒铁合金液浇注至预热温度达500℃以上的锭模中，冷却、脱模、破碎后得到钒铁合金。优选地，在步骤(4)中，所述钒铁渣经过细粉磨后，其粒度小于0.045mm的比例不小于90％。在本专利技术中，采用氧化铝材质作为炉衬打结料，通过铝热还原法进行钒铁冶炼，然后分离出钒铁渣和钒铁合金，得到的钒铁渣中只有铝相和钙相，钒铁渣经过冷却结晶后形成铝酸钙和二铝酸钙(含有少量六铝酸钙、刚玉相等)，是典型铝酸钙水泥的矿相组成，再将钒铁渣进行破碎、预粉磨、磁选除铁和细粉磨，可以得到铝酸钙水泥，提高了钒铁渣的利用附加值。同时将石灰的含量提高到20-25％，有利于降低钒铁渣的熔点，改善冶炼条件，提高钒的收率，降低钒铁渣中钒的损失。附图说明图1是本专利技术所述的联产钒铁和铝酸钙水泥的方法流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供了一种联产钒铁和铝酸钙水泥的方法，该方法包括以下步骤：(1)将氧化铝打结料、粘结剂和辅助粘结剂混合后对炉衬进行打结，然后对打结好的炉衬进行养护、干燥；(2)将五氧化二钒、铝粒、石灰和铁屑配成混合料，其中，以所述混合料的总量为100重量份计，所述石灰的含量为20-25重量份；(3)将步骤(2)中的混合料加入电炉中，开启电炉进行冶炼，分离钒铁渣和钒铁合金；(4)将步骤(3)中分离出的钒铁渣进行破碎、预粉磨、磁选除铁和细粉磨，得到纯铝酸钙水泥。目前钒铁冶炼过程中炉衬普遍采用镁砂作为打结料，石灰加入量通常在10％以内。冶炼过程中渣相主要有铝、钙、镁三相，经冷却结晶后形成的钒铁渣的主要矿相为铝镁尖晶石、铝酸钙(六铝酸钙)以及刚玉相。虽然这种方法得到的钒铁渣可以作为耐火原料使用，但其中的氧化镁含量波动大，同时具有水化作用，限制了其高附加值的应用。在本专利技术中，采用氧化铝材质作为炉衬打结料，通过铝热还原法进行钒铁冶炼，然后分离出钒铁渣和钒铁合金，得到的钒铁渣中只有铝相和钙相，钒铁渣经过冷却结晶后形成铝酸钙和二铝酸钙(含有少量六铝酸钙、刚玉相等)，是典型铝酸钙水泥的矿相组成，再将钒铁渣进行破碎、预粉磨、磁选除铁和细粉磨，可以得到铝酸钙水泥，应用于耐火材料领域，提高了钒铁渣的利用附加值。同时将石灰的含量提高到20-25％，有利于降低钒铁渣的熔点，改善冶炼条件，提高钒的收率，降低钒铁渣中钒的损失。钒铁渣中的少量含铁料可以作为返料循环使用。在本专利技术所述的方法中，在步骤(1)中，以所述氧化铝打结料、粘结剂和辅助粘结剂的总量为100重量份计，所述氧化铝打结料的含量为80-90重量份，所述粘结剂的含量为9-15重量份，所述辅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种联产钒铁和铝酸钙水泥的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n(1)将氧化铝打结料、粘结剂和辅助粘结剂混合后对炉衬进行打结，然后对打结好的炉衬进行养护、干燥；/n(2)将五氧化二钒、铝粒、石灰和铁屑配成混合料，其中，以所述混合料的总量为100重量份计，所述石灰的含量为20-25重量份；/n(3)将步骤(2)中的混合料加入电炉中，开启电炉进行冶炼，分离钒铁渣和钒铁合金；/n(4)将步骤(3)中分离出的钒铁渣进行破碎、预粉磨、磁选除铁和细粉磨，得到纯铝酸钙水泥。/n

【技术特征摘要】
1.一种联产钒铁和铝酸钙水泥的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将氧化铝打结料、粘结剂和辅助粘结剂混合后对炉衬进行打结，然后对打结好的炉衬进行养护、干燥；
(2)将五氧化二钒、铝粒、石灰和铁屑配成混合料，其中，以所述混合料的总量为100重量份计，所述石灰的含量为20-25重量份；
(3)将步骤(2)中的混合料加入电炉中，开启电炉进行冶炼，分离钒铁渣和钒铁合金；
(4)将步骤(3)中分离出的钒铁渣进行破碎、预粉磨、磁选除铁和细粉磨，得到纯铝酸钙水泥。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，以所述氧化铝打结料、粘结剂和辅助粘结剂的总量为100重量份计，所述氧化铝打结料的含量为80-90重量份，所述粘结剂的含量为9-15重量份，所述辅助粘结剂的含量为1-5重量份。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述氧化铝打结料为电熔刚玉骨料和刚玉细粉的混合物；所述粘结剂为铝酸钙水泥；所述辅助粘结剂为磷酸二氢铝。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤(1)所述氧化铝打结料中，所述电熔刚玉骨料和刚玉细粉的重量之比为3-3.5：1。


5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝建璋，黎建明，曾冠武，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51