[发明专利]处理提钒尾渣直接产出铁钒铬合金的方法及装置

说明书

本发明公开了一种处理提钒尾渣直接产出铁钒铬合金的方法及装置。其中，该方法包括以下步骤：将提钒尾渣、还原剂和添加剂送入射流熔炼炉，将富氧空气和燃料喷入射流熔炼炉的熔池中进行熔炼；在射流熔炼炉熔化的物料送入矿热炉中，加入还原剂进行深度还原熔融分离，得到铁钒铬合金和尾渣。应用本发明的技术方案，采用射流熔炼和矿热炉结合的方法处理提钒尾渣，直接产出铁钒铬合金，充分利用煤粉、天然气、重油、高炉煤气等资源实现物料的高效熔化，熔化完成后进入矿热炉进行深度还原熔融分离，产出尾渣和铁钒铬合金，操作简便，成本低。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体而言，涉及一种处理提钒尾渣直接产出铁钒铬合金的方法及装置。

背景技术

目前，国内外钒钛磁铁矿储量巨大，钒作为一种有色金属广泛的用于化工、冶金、医疗以及航空航天等领域。我国的钒钛磁铁矿冶炼主要为高炉冶炼，产出的含钒铁水在经炼钢、提钒后即为提钒尾渣，我国每年产出约40万吨左右的提钒尾渣，其中含有的铁、铬、钒等有价金属尚未得以充分有效利用。

通常，提钒尾渣中V₂O₅含量约1.5％～3.5％，Cr₂O₃含量约1.5％～4％，铁含量约30％～40％，具有较高的回收利用价值。

有文献资料提到可将提钒尾渣用于水泥原料、生产墙体砖、黏土砖、瓷砖坯料等，但如此利用会造成其中有价金属元素的浪费。基于此，CN201210331163.9提出先将提钒尾渣细磨至一定粒度后，混合还原剂、添加剂在较低温度下预焙烧还原，再升温冶炼铁钒铬合金，该技术存在工艺流程长、投资大的问题；CN201010207295.1提出采用提钒尾渣混合还原剂、添加剂后先进行直接还原再开展熔融还原的方法冶炼，这种方法电耗高，冶炼成本高；采用湿法处理工艺处理提钒尾渣，主要通过浸出、洗涤等多道工艺回收其中锌资源，湿法处理工艺工艺流程长，产出大量浸出液难以处理。

发明内容

本发明旨在提供一种处理提钒尾渣直接产出铁钒铬合金的方法及装置，以解决现有技术中处理提钒尾渣工艺成本高或流程长的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种处理提钒尾渣直接产出铁钒铬合金的方法。该方法包括以下步骤：将提钒尾渣、还原剂和添加剂送入射流熔炼炉，将富氧空气和燃料喷入射流熔炼炉的熔池中进行熔炼；在射流熔炼炉熔化的物料送入矿热炉中，加入还原剂进行深度还原熔融分离，得到铁钒铬合金和尾渣。

进一步地，在射流熔炼炉熔化的物料经溜槽或渣包转运送入矿热炉中。

进一步地，还原剂为选自由无烟煤、烟煤、褐煤、天然气、碳粉和焦炭组成的组中的一种或多种。

进一步地，射流熔炼炉和矿热炉所需还原剂中C为提钒尾渣中还原有价金属所需C的1.2～1.5倍；优选的，射流熔炼炉中加入的还原剂为总还原剂量的1～15％。

进一步地，提钒尾渣、还原剂和添加剂的水含量＜8％；还原剂和添加剂粒度＜30mm。

进一步地，富氧空气的氧气浓度为50％～99.5％；优选的，燃料为煤粉、天然气、高炉煤气、柴油、汽油或重油；优选的，射流熔炼炉采用1～20根侧吹喷枪和/或1～10根顶吹喷枪。

进一步地，射流熔炼炉的射流熔炼区温度为1350℃～1550℃。

进一步地，矿热炉中熔渣温度为1500℃～1680℃，底部铁钒铬合金温度为1400℃～1550℃，矿热炉中冶炼时间为0.3～3小时。

进一步地，方法还包括控制射流熔炼炉中三元碱度CaO、MgO、SiO₂为0.9～1.2；或当提钒尾渣产出过程有钠化焙烧时，控制射流熔炼炉中四元碱度CaO、MgO、Na₂O、SiO₂为0.9～1.2。