[发明专利]提钒冷却剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提钒冷却剂及其制备方法，属于冶金技术领域。

背景技术

我国攀西地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资源，目前，高炉—转炉流程仍是处理钒钛磁铁矿的主流方法，但随着社会的发展进步，此传统流程也面临着与日俱增的能源与环保压力，特别是对焦煤的依赖成为制约其发展的瓶颈问题。更为重要的是，高炉—转炉流程处理钒钛磁铁矿只能回收其中的铁和钒，而钛元素进入到高炉渣中，由于品位较低(高炉渣中TiO₂含量为22％～25％)，目前仍无有效方法加以利用，造成宝贵钛资源的浪费。

近几年，转底炉直接还原成为冶金领域的一个热点，它以还原温度高、还原速度快，炉料与炉底相对静止因而对炉料强度要求低等特点受到众多厂家的青睐，此外，转底炉直接还原不需烧结工序，不使用焦炭，环境友好，符合当今社会清洁生产的主流思想，因此，近年来多家企业建设转底炉项目，用来处理冶金废料或特殊矿种。

为了提升钒钛磁铁矿的综合利用水平，攀钢依据其自身特色资源优势，于2010年建成资源综合利用中试线，用转底炉对钒钛磁铁矿进行直接还原，以熔分电炉对转底炉生产的金属化球团进行熔分和深还原，并配以脱硫、提钒、铸铁等工序，最终达到分离回收钒钛磁铁矿中铁、钒、钛的目的，此流程为全新工艺，为钒钛磁铁矿综合利用提供了一条全新之路。

但实际生产过程中中试线出现了原料—转底炉系统除尘灰量较大的问题，为了充分利用转底炉产生的废热烟气(出炉1000℃以上，与助燃空气换热后600～700℃)，中试线创造性地设计了废热烟气回收利用方法，即将与助燃空气换热后的废烟气用于干燥原料系统的精矿和生球，实现了能源的充分合理利用。因此原料—转底炉的除尘系统相当于集中了来自三个渠道的粉尘，一是转底炉内还原过程产生的粉尘，一是精矿干燥过程中产生的粉尘，还有就是生球干燥过程中由于破碎等产生的粉尘，粗略统计，每生产100t铁水约产生3～4t除尘灰，则年产50kt铁水的中试线除尘灰的产生量达到1.52t，数量很大，而除尘灰中TFe含量达到43～48％，且还含有1.5～2.0％的残碳，这部分碳素有助于在冷却剂与铁水接触过程中对铁水渗碳，从而降低铁水液相线，更有利于保持较好的提钒温度。同时，除尘灰中硅质杂质不高，SiO₂含量为4～7％。此除尘灰若作为直接还原的原料则会降低原料品位，对于还原不利，若直接作为废弃物低价卖出则导致资源的浪费。

此外，转底炉在运行过程中，其水封槽(将转底炉内部与外界空气气氛隔开的设施)内也会堆积由于出料螺旋下料而掉落入水封槽内的粉屑及颗粒(以下称水封槽沉积物)，转底炉水封槽沉积物的量很小，一般当做废弃物处置。由于其含有一定量的铁，当做废弃物处置也浪费了资源。

因此充分合理利用转底炉除尘灰、转底炉水封槽沉积物等成为本领域目前迫切需要解决的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提钒冷却剂，其可以充分利用转底炉除尘灰和转底炉水封槽沉积物等废弃资源。

本发明提钒冷却剂由下述重量份的原料混合后压制成型制备而成：转底炉系统除尘灰45～55份，废铁40～50份，转底炉水封槽沉积物3～6份。

其中，上述的转底炉系统除尘灰中主要成分含量优选为：TFe含量为43～48％、SiO₂含量4～6％，C含量1.5～2.0％。

其中，上述废铁可以为常规的含铁废弃物，为了更好地综合利用废旧资源，上述废铁优选为钒钛磁铁矿冶炼过程中产生的废铁，比如废旧氧化铁皮等，所述氧化铁皮中TFe含量为一般为68～72％，SiO₂含量为2～6％。通过添加适量的废铁，可以提高冷却剂品位。

其中，上述的转底炉水封槽沉积物中主要成分含量优选为：TFe含量为55～60％，C含量为4.0～6.0％；上述转底炉水封槽沉积物的粒度范围优选为：1mm以下粉料所占比例为15～20％，1～10mm颗粒所占比例为80～85％。本发明的发明人经过研究发现，转底炉水封槽沉积物可作为压球原料中的骨料，通过控制其特定添加比例，对于提高成球率和生球强度均有较大帮助。同时，由于水封槽沉积物中还含有约4～6％左右的残碳，与转底炉系统除尘灰中的碳素协同作用，对铁水渗碳大有裨益。