[发明专利]利用铜渣和生产高钒铁的废渣制备硅钒铁合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁合金制备技术领域，尤其涉及一种利用铜渣和生产高钒铁的废渣制备硅钒铁合金的方法。

背景技术

钢铁产业近年来最重要的技术是钢铁材料微合金化技术的开发与推广应用。常用的微合金化元素有铌、钒、钛等，它们通常以碳化物或者氮化物的形式加入，从经济的角度来看，也有采用直接加入硅钒铁合金或氮化硅钒铁合金的。目前的硅钒铁合金生产工艺复杂，原料昂贵，生产成本高。

铜渣是铜冶炼的副产品，每生产一吨铜约产生2.2吨的铜渣，铜渣主要成分是铁和二氧化硅，铁可以直接进入硅钒铁合金，降低生产成本，二氧化硅能够被还原成金属硅，是硅钒铁合金的主要成分。生产高钒铁的过程中产生的废渣，其中含有较高的V₂O₅和Al₂O₃，直接丢弃会造成资源的浪费和环境的污染。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种利用铜渣和生产高钒铁的废渣制备硅钒铁合金的方法，利用铜渣和生产高钒铁的废渣的复合废气物为主要原料，价格低廉但反应活性较高的烟煤为还原剂，通过合理调整比例制备硅钒铁合金，不仅克服了单独一种固体废弃物成分的局限性，而且降低了硅钒铁合金的生产成本，原料丰富，做到了变废为宝，避免了环境污染。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：

利用铜渣和生产高钒铁的废渣制备硅钒铁合金的方法，包括以下步骤：

(1)原料预处理：将铜渣球磨至粒度为50-80目；将生产高钒铁的废渣破碎并球磨至粒度为50-80目，然后加入其重量6.5-7.5％的碳酸钠和2.5-3.5％的硫酸镁，进行混合，然后送入回转炉在800-1000℃的温度下进行焙烧5-7小时，得到生产高钒铁的废渣熟料；还原剂采用烟煤，将烟煤球磨至粒度为50-80目；

(2)制球：按照铜渣30-45wt％：生产高钒铁的废渣25-45wt％：烟煤20-30wt％的重量配比称取原料；并加入其原料总重量的15-20wt％的纸浆废液作为结合剂，混合制球，然后烘干到水份小于1％；

(3)冶炼：将干燥后的料球冶炼，冶炼过程中控制熔体温度1600-2000℃，冶炼结束，首先倒出液体炉渣，再倒出余下的熔体，进行冷却得硅钒铁合金。

步骤(2)中所述的纸浆废液采用造纸厂产生的纸浆废液，含有效物质木质磺酸盐含量55-75％。

所述的硅钒铁合金的主要成分重量百分比为：钒含量50-65％、硅含量18-25％、不可避免的杂质≤1％、铁余量。

与已有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明的利用铜渣和生产高钒铁的废渣制备硅钒铁合金的方法，利用铜渣和生产高钒铁的废渣的复合废气物为主要原料，价格低廉但反应活性较高的烟煤为还原剂，通过合理调整比例制备硅钒铁合金，铜渣主要成分是铁和二氧化硅，铁可以直接进入硅钒铁合金，降低生产成本，二氧化硅能够被还原成金属硅，是硅钒铁合金的主要成分，生产高钒铁的过程中产生的废渣，其中含有较高的V₂O₅和Al₂O₃，对其废渣进行氧化钠焙烧，然后制备硅钒铁合金，不仅克服了单独一种固体废弃物成分的局限性，而且降低了硅钒铁合金的生产成本，原料丰富，做到了变废为宝，避免了环境污染。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不仅限于这些实施例，在未脱离本发明宗旨的前提下，所作的任何改进均落在本发明的保护范围之内。

实施例1：

利用铜渣和生产高钒铁的废渣制备硅钒铁合金的方法，包括以下步骤：

(1)原料预处理：将铜渣球磨至粒度为50-80目；将生产高钒铁的废渣破碎并球磨至粒度为50-80目，然后加入其重量6.5％的碳酸钠和3.5％的硫酸镁，进行混合，然后送入回转炉在800-1000℃的温度下进行焙烧5-7小时，得到生产高钒铁的废渣熟料；还原剂采用烟煤，将烟煤球磨至粒度为50-80目；

(2)制球：按照铜渣30-45wt％：生产高钒铁的废渣25-45wt％：烟煤20-30wt％的重量配比称取原料；并加入其原料总重量的15-20wt％的纸浆废液作为结合剂，混合制球，然后烘干到水份小于1％；

(3)冶炼：将干燥后的料球冶炼，冶炼过程中控制熔体温度1600-2000℃，冶炼结束，首先倒出液体炉渣，再倒出余下的熔体，进行冷却得硅钒铁合金。

所述的硅钒铁合金的主要成分重量百分比为：钒含量50-65％、硅含量18-25％、不可避免的杂质≤1％、铁余量。