一种还原焙烧-电炉熔分法冶炼石煤钒矿制备岩棉和含钒生铁的方法技术

本发明专利技术提供了一种还原焙烧

【技术实现步骤摘要】
一种还原焙烧
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电炉熔分法冶炼石煤钒矿制备岩棉和含钒生铁的方法


[0001]本专利技术涉及冶金领域，尤其涉及一种还原焙烧
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电炉熔分法冶炼石煤钒矿制备岩棉和含钒生铁的方法。

技术介绍

[0002]我国钒资源很丰富，是全球钒资源储量大国。目前我国钒矿资源主要有两种形式，即钒钛磁铁矿和含钒石煤；其中，石煤钒矿储量相当丰富，总储量达618.8亿t，其中V2O5含量大于0.5的储量为7707.5万t，是我国钒钛磁铁矿中钒储量的6.7倍。因此，从石煤中提钒是我国钒资源开发的一个重要发展方向。
[0003]我国从石煤中提钒由上世纪70年代开始，主要采用平窑钠法焙烧
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水浸出
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酸沉钒
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碱溶解
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沉淀偏钒酸铵
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煅烧成品五氧化二钒工艺，但是该工艺钒的提取率低，仅40～55％，同时焙烧产出的气体含有HCl和Cl2严重污染环境。长沙有色冶金设计院设计的石煤钒矿直接酸浸
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萃取工艺无需进行焙烧，不会产生气体污染，且总回收率≥68％，但是浸出过程酸耗高，且浸出时间长，废水废渣多。焙烧
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酸浸/碱浸结合的工艺能够有效解决酸耗高和浸出时间长的问题，但是生产过程中同样产生有毒高价态钒污水，存在废水废渣难以回收利用污染环境的问题。
[0004]因此，如何以石煤钒矿为原料提取钒，且不产生HCl和Cl2气体、有毒高价态钒污水和废渣，实现石煤钒矿的资源化利用，成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种还原焙烧
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电炉熔分法冶炼石煤钒矿制备岩棉和含钒生铁的方法，本专利技术提供的还原焙烧
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电炉熔分法冶炼石煤钒矿的方法生产过程中无HCl和Cl2气体和有毒高价态钒污水产生，固体产物能够充分回收，实现了石煤钒矿的资源化利用。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种还原焙烧
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电炉熔分法冶炼石煤钒矿制备岩棉和含钒生铁的方法，包括以下步骤：
[0008](1)将石煤钒矿、炼钢渣和铁矿粉混合后进行压球，得到球团矿；
[0009](2)将所述步骤(1)得到的球团矿与烟煤进行还原焙烧，得到还原热料；
[0010](3)将所述步骤(2)得到的还原热料与无烟煤进行电炉熔分冶炼，得到酸性熔渣和含钒生铁；所述酸性熔渣的酸性系数为1.2～2.0；所述酸性熔渣经保温精炼后直接制备岩棉。
[0011]优选地，所述步骤(1)中石煤钒矿中V2O5的质量含量为0.5％以上。
[0012]优选地，所述步骤(1)中石煤钒矿、炼钢渣和铁矿粉的质量比为(90～100):(50～100):(2～50)。
20～90％，S 1.58～1.75％，TC 5～16％，K2O 0.91～1.9％，BaO 0.72～1.87％，Al2O
3 1.53～17.39％，CaO 0.2～13.8％，MgO 0.8～7.4％，Ti0.28～0.55％，以及TFe 1.93～2.71％。在本专利技术中，以质量含量计，所述石煤钒矿优选还包括P＜1.53％。在本专利技术中，所述石煤钒矿的烧失量LOI优选为13.0～15.6％。在本专利技术的实施例中，所述石煤钒矿具体为湖北西昌兴山百家园石煤钒矿或湖南怀化石煤钒矿。
[0030]在本专利技术中，所述石煤钒矿的粒径优选为5mm以下，更优选为
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40目。
[0031]在本专利技术中，以质量含量计，所述炼钢渣优选为转炉钢渣；所述转炉钢渣优选包括含钒钢渣和/或普钢渣，更优选为含钒钢渣。在本专利技术中，所述炼钢渣能够提供氧化铁和碱性化合物，含钒钢渣还能够提供V2O5，同时实现固体废物的回收利用，成本低廉。
[0032]在本专利技术中，以质量含量计，所述炼钢渣的成分优选包括CaO≥50％、MgO≥7％、TFe≥17％以及V2O5≥1.0％。
[0033]在本专利技术中，所述炼钢渣的粒度优选为
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40目。
[0034]本专利技术对所述炼钢渣的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的炼钢时产生的钢渣即可。在本专利技术的实施例中，所述炼钢渣具体为攀钢含钒炼钢炉渣或承钢含钒炼钢炉渣。
[0035]在本专利技术中，以质量含量计，所述铁矿粉的成分优选包括TFe≥50％，SiO2≤12％，CaO1.0％，MgO1.0％，P<0.05％，以及S<0.05％。本专利技术对所述铁矿粉的来源没有特殊的要求，采用本领域技术人员熟知的铁矿粉即可。在本专利技术中，所述铁矿粉在还原过程优先生成钒铁晶石，然后高温生成含钒生铁。
[0036]在本专利技术中，所述铁矿粉的粒度优选为
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40目。
[0037]在本专利技术中，所述石煤钒矿、炼钢渣和铁矿粉的质量比优选为(90～100):(50～100):(2～50)，更优选为(92～98):(60～90):(10～40)，最优选为(94～96):(70～80):(20～30)。本专利技术以石煤钒矿为基础，配入炼钢渣，利用炼钢渣中碱性的氧化钙和氧化镁的降低熔渣的酸度，含钒钢渣中的钒能够提高含钒生铁的含钒量；加入铁矿粉与炼钢渣中的氧化铁配合作用，与石煤钒矿中的钒云母在还原焙烧时形成钒铁尖晶石，经冶炼熔分形成含钒生铁；将各组分的比例控制在上述范围内，能够有效控制酸性熔渣的酸度系数。
[0038]本专利技术对所述石煤钒矿、炼钢渣和铁矿粉的混合和压球的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的能够将各组分混合均匀且形成球状即可。
[0039]在本专利技术中，所述球团矿的粒径优选为(30～40)mm。
[0040]得到球团矿后，本专利技术将所述球团矿与烟煤进行还原焙烧，得到还原热料。
[0041]在本专利技术中，以质量含量计，所述烟煤中的固定碳含量优选为47～52％，更优选为48～50％；所述烟煤中的灰分优选为7％以下；所述烟煤中的挥发分优选为35～45％，更优选为38～42％；所述烟煤中的S优选≤0.5％；所述烟煤中的水优选≤0.5％。
[0042]在本专利技术中，所述烟煤的粒径优选为10～25mm，更优选为15～20mm。在本专利技术中，所述烟煤作为还原焙烧的燃料和还原剂，所述烟煤中的灰分最终进入熔渣。
[0043]在本专利技术中，所述烟煤与球团矿的质量比优选为(10～30):100，更优选为(20～30):100。本专利技术将烟煤的用量控制在上述范围，有利于提供充足的能量和还原剂。
[0044]本专利技术优选将所述球团矿和烟煤在皮带机上混合进料仓。在本专利技术中，所述还原焙烧优选在回转窑或竖炉中进行。
[0045]在本专利技术中，所述还原焙烧的温度优选为900～1300℃，更优选为1000～1200℃，最优选为1100℃；所述还原焙烧的时间优选为1～4h，更优选为2～3h。在本专利技术中，所述还原焙烧过程中，铁矿粉与炼钢渣本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种还原焙烧
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电炉熔分法冶炼石煤钒矿制备岩棉和含钒生铁的方法，包括以下步骤：(1)将石煤钒矿、炼钢渣和铁矿粉混合后进行压球，得到球团矿；(2)将所述步骤(1)得到的球团矿与烟煤进行还原焙烧，得到还原热料；(3)将所述步骤(2)得到的还原热料与无烟煤进行电炉熔分冶炼，得到酸性熔渣和含钒生铁；所述酸性熔渣的酸性系数为1.2～2.0；所述酸性熔渣经保温精炼后直接制备岩棉。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中石煤钒矿中V2O5的质量含量为0.5％以上。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中石煤钒矿、炼钢渣和铁矿粉的质量比为(90～100):(50～100):(2～50)。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳庆丰，贾怡晗，
申请(专利权)人：贾怡晗，
类型：发明
国别省市：