[发明专利]一种提钒尾渣无害化与资源化利用的方法

说明书

本发明公开了一种提钒尾渣无害化与资源化利用的方法，该方法包括以下步骤：将提钒尾渣和兰炭按比例混匀后造球，并还原焙烧制成预还原球团；将预还原球团破碎并与适量的石灰混合、磨细；将磨细后的混合物料在铁水预处理过程中喷入铁水熔池，搅拌，扒渣。混合物料中的金属铁熔化进入铁水，有毒性的钒、铬被铁水中的硅和碳深度还原后也进入铁水，实现了提钒尾渣的解毒和有价元素回收，同时还原尾渣对铁水的脱硫效果显著。本发明借助炼钢过程中的铁水预处理工序直接实现提钒尾渣的解毒与有价金属回收，并完成了铁水预脱硫，操作简单，能耗低，且易于与炼钢工艺衔接，产业化前景广阔。

技术领域

本发明属于冶金固体废弃物无害化与资源化利用技术领域，特别涉及一种提钒尾渣在铁水预处理过程中无害化与资源化利用的方法。

背景技术

提钒尾渣是钒钛磁铁矿冶炼-钒渣提钒过程中产生的一种固体废弃物。我国每年排放提钒尾渣超过60万吨，且由于市场需求的日益增加，钒产能在不断增加，提钒尾渣排放量也在逐年提高。如今很大一部分提钒尾渣是闲置堆存的，这不仅侵占土地资源，更为重要的是提钒尾渣中有毒性的V⁵⁺和Cr⁶⁺等对人和其他生物健康有很大的危害，流入自然环境中会造成严重的污染。因此，对提钒尾渣进行无害化处理是十分必要的。除钒、铬外，提钒尾渣中尚有较高含量的铁，铁、钒、铬等金属元素均具有回收利用价值。

专利CN200810106422.1公开了一种提钒尾渣的处理方法，具体地，将提钒尾渣与碳源混合加热后，采用磁选法分离还原产物得到磁性粉末和非磁性粉末。该方法对提钒尾渣进行了初步的处理，尽管专利中指出富含铁、锰、铬的磁性粉末可用于炼钢，非磁性粉末可用于提取钒和钛，但并未给出具体的使用方法。专利CN201310472042.0公开了一种提钒尾渣高效回收铁、钒和铬的方法，具体地，将提钒尾渣与还原剂、添加剂、粘结剂混合后造球，经过还原和磁选得到钒铬海绵铁和含钛炉渣。该方法采用添加剂作用催化剂或成核剂，可改善还原条件，一定程度上降低能耗。然而，该方法所得产品仍然为初级的工业原料，其附加值有限，且未给出具体的使用方法。另外，以上两种方法均存在还原率低和磁选分离不彻底的问题。专利CN201210331163.9公开了一种提钒尾渣还原熔炼生产铁合金的方法，具体地，将提钒尾渣与碳源、氧化钙混合，分别在800～900℃和1350～1500℃下进行两阶段高温熔炼，得到含钒铬的铁合金。该方法需要在高温的熔炼炉内进行，能耗极大，且回收铁、钒、铬后的尾渣未能得到有效利用。

铁水预处理是炼钢过程的一道重要工序，一般是将高炉冶炼得到的铁水进行预处理以实现其中危害元素硫的脱除，预处理脱硫之后铁水才可以兑入转炉中进行炼钢。铁水预处理的工业反应器是鱼雷罐车或者铁水包，鱼雷罐车或者铁水包中铁水熔池的温度一般在1300～1400℃，铁水预处理的一般方法是利用喷枪将脱硫剂喷入铁水熔池，或者利用KR搅拌桨将脱硫剂加入铁水熔池并搅拌。其主要功能是利用碱性的脱硫渣实现铁水中硫的脱除，以防止硫留在钢中造成钢的“热脆”性。铁水温度一般在1250～1450℃，且铁水通常溶解有4％以上的碳和0.30～1.25％的硅，铁水的显热以及硅、碳等还原剂的存在为提钒尾渣的无害化与资源化利用提供了可能。如能通过碳热还原焙烧进行提钒尾渣的预还原处理，并在铁水预处理过程中将其加入到高温铁水中，则可利用铁水显热实现尾渣中铁的熔融分离与回收。与此同时，可利用高温铁水中硅和碳的还原性，实现尾渣中的铁、钒、铬等元素在铁水中的还原回收，实现提钒尾渣的无害化和有价金属资源回收。为保证铁水预处理过程中脱硫功能的实现，需要对尾渣进行适当改质以提高渣的“硫容”和改善渣的流动性，将提取铁、钒、铬后的尾渣制备成铁水脱硫剂，实现提钒尾渣的最大“资源化”。

如果实现提钒尾渣在铁水预处理过程中的无害化与资源化利用，则可在很大程度上解决提钒尾渣的排放和处理难题，并实现有价金属元素的回收和铁水中硫的脱除，环境效益和经济效益均十分显著。

发明内容