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含钒钢渣的资源化利用方法
申请号	CN202210374585.8	申请日	2022-04-11	公开(公告)号	CN114774609A	公开(公告)日	2022-07-22
申请人	攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司;			发明人	郝建璋; 曾冠武;
摘要	本发明属于冶金固废资源综合利用技术领域，具体公开了一种含钒钢渣的资源化利用方法，旨在解决现有方法对含钒钢渣资源化利用率较低的问题。该含钒钢渣的资源化利用方法，针对含钒钢渣的特点，利用熔态含钒钢渣的显热，降低了冶炼过程中的能耗，且通过加入还原剂实现了含钒钢渣中铁、钒等有益元素的回收利用，通过配加硅质原料对含钒钢渣进行调质，可使水淬处理后的熔态炉渣形成硅酸钙玻璃态物质，磨细后能作为高活性矿渣微粉使用，提高了含钒钢渣资源化利用率及利用附加值。
权利要求	1.含钒钢渣的资源化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：先将刚出转炉的熔态含钒钢渣兑入矿热炉中，然后将矿热炉的电极下沉至工作位置，再开启矿热炉的电源进行冶炼提温，同时向矿热炉中分别加入还原剂、硅石和萤石；当矿热炉内冶炼温度达到1500℃以上后，继续冶炼40～60min；冶炼结束后，先出渣，再出铁。 2.如权利要求1所述的含钒钢渣的资源化利用方法，其特征在于：含钒钢渣中V的质量百分比为0.8～1.2％，TFe的质量百分比为20～22％，CaO的质量百分比为38～40％，SiO2的质量百分比为12～15％。 3.如权利要求1所述的含钒钢渣的资源化利用方法，其特征在于：通过钢渣罐将熔态含钒钢渣运输到矿热炉前；矿热炉为三电极矿热炉，其具有出铁口和出渣口，其电极为自焙电极。 4.如权利要求1所述的含钒钢渣的资源化利用方法，其特征在于：还原剂的固定碳含量在75％以上，其粒度为100～200目，其加入量占含钒钢渣质量比为5％～15％。 5.如权利要求4所述的含钒钢渣的资源化利用方法，其特征在于：还原剂为无烟煤粉或焦粉，其粒度为150～200目。 6.如权利要求4所述的含钒钢渣的资源化利用方法，其特征在于：硅石的SiO2含量在 80％以上，其粒度为100～200目，其加入量占含钒钢渣质量比为15％～25％。 7.如权利要求6所述的含钒钢渣的资源化利用方法，其特征在于：萤石的CaF2含量在 70％以上，其粒度为100～200目，其加入量占含钒钢渣质量比为3％～5％。 8.如权利要求1至7中任意一项所述的含钒钢渣的资源化利用方法，其特征在于，还包括以下步骤：刚出矿热炉的熔态炉渣通过渣沟引流到水淬池中进行水淬处理，形成粒度0.2～5mm的渣粒，捞出后晾置困水；刚出矿热炉的铁水经铁沟引流到铸铁机铸造成低钒铁合金块。 9.如权利要求8所述的含钒钢渣的资源化利用方法，其特征在于，还包括以下步骤：冶炼结束后，在矿热炉中留存部分用于下一次冶炼的铁水。 10.如权利要求8所述的含钒钢渣的资源化利用方法，其特征在于，还包括以下步骤：将 2 渣粒脱水至含水率在15％以下，再磨成比表面积400m /kg以上的矿渣微粉，应用于建材领域；将低钒铁合金块冷却，应用于高钒铁合金和含钒钢筋生产领域。
说明书全文	含钒钢渣的资源化利用方法技术领域 [0001] 本发明属于冶金固废资源综合利用技术领域，具体涉及一种含钒钢渣的资源化利用方法。背景技术 [0002] 以钒钛磁铁矿作为主要原料，采用传统高炉冶炼工艺冶炼得到含钒铁水，再通过转炉提钒工艺和转炉炼钢工艺，形成的钢渣为转炉含钒钢渣。典型的含钒钢渣主要成分见下表(w％)： [0003] C P S CaO MgO MnO TFe SiO2 V2O5 Al2O30.026 1.01 0.018 38.37 10.3 1.1 22.2 12.27 1.67 1.86 。 [0004] 目前，主要采用多级破碎磁选方式回收含钒钢渣中的金属铁，钢渣尾料主要堆放处理，部分作为大宗建材原料使用，如铺路骨料、水泥瘠性掺合料等，资源化利用率及利用附加值较低。发明内容 [0005] 本发明提供了一种含钒钢渣的资源化利用方法，旨在解决现有方法对含钒钢渣资源化利用率较低的问题。 [0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：含钒钢渣的资源化利用方法，包括以下步骤：先将刚出转炉的熔态含钒钢渣兑入矿热炉中，然后将矿热炉的电极下沉至工作位置，再开启矿热炉的电源进行冶炼提温，同时向矿热炉中分别加入还原剂、硅石和萤石；当矿热炉内冶炼温度达到1500℃以上后，继续冶炼40～60min；冶炼结束后，先出渣，再出铁。 [0007] 进一步的是，含钒钢渣中V的质量百分比为0.8～1.2％，TFe的质量百分比为20～22％，CaO的质量百分比为38～40％，SiO2的质量百分比为12～15％。 [0008] 进一步的是，通过钢渣罐将熔态含钒钢渣运输到矿热炉前；矿热炉为三电极矿热炉，其具有出铁口和出渣口，其电极为自焙电极。 [0009] 进一步的是，还原剂的固定碳含量在75％以上，其粒度为100～200目，其加入量占含钒钢渣质量比为5％～15％。 [0010] 进一步的是，还原剂为无烟煤粉或焦粉，其粒度为150～200目。 [0011] 进一步的是，硅石的SiO2含量在80％以上，其粒度为100～200目，其加入量占含钒钢渣质量比为15％～25％。 [0012] 进一步的是，萤石的CaF2含量在70％以上，其粒度为100～200目，其加入量占含钒钢渣质量比为3％～5％。 [0013] 进一步的是，该方法还包括以下步骤：刚出矿热炉的熔态炉渣通过渣沟引流到水淬池中进行水淬处理，形成粒度0.2～5mm的渣粒，捞出后晾置困水；刚出矿热炉的铁水经铁沟引流到铸铁机铸造成低钒铁合金块。 [0014] 进一步的是，该方法还包括以下步骤：冶炼结束后，在矿热炉中留存部分用于下一次冶炼的铁水。 [0015] 进一步的是，该方法还包括以下步骤：将渣粒脱水至含水率在15％以下，再磨成比2 表面积400m /kg以上的矿渣微粉，应用于建材领域；将低钒铁合金块冷却，应用于高钒铁合金和含钒钢筋生产领域。 [0016] 本发明的有益效果是： [0017] 1)可充分利用熔态含钒钢渣的显热，降低资源化处理过程的能耗。 [0018] 2)可充分回收利用含钒钢渣中的铁资源和钒资源，资源利用率大于90％。 [0019] 3)通过配加硅质原料对含钒钢渣进行调质，可使水淬处理后的熔态炉渣形成硅酸钙玻璃态物质，磨细后能作为高活性矿渣微粉使用，提高了含钒钢渣资源化利用率及利用附加值。 [0020] 4)铸造成的低钒铁合金块中V的质量百分比含量在2.0％以上，可以应用于高钒铁合金和含钒钢筋生产领域，经济附加值高。 [0021] 5)磨成的矿渣微粉活性指数达到95％以上，为高活性材料，市场应用前景广，经济附加值高。 [0022] 6)该含钒钢渣的资源化利用方法可以实现含钒钢渣大规模资源化利用，且利用效率较高，能够支撑钢铁企业绿色化、清洁化发展。附图说明 [0023] 图1是本发明方法的工艺流程图。具体实施方式 [0024] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。 [0025] 结合图1所示，含钒钢渣的资源化利用方法，包括以下步骤：先将刚出转炉的熔态含钒钢渣兑入矿热炉中，然后将矿热炉的电极下沉至工作位置，再开启矿热炉的电源进行冶炼提温，同时向矿热炉中分别加入还原剂、硅石和萤石；当矿热炉内冶炼温度达到1500℃以上后，继续冶炼40～60min；冶炼结束后，先出渣，再出铁。 [0026] 该含钒钢渣的资源化利用方法针对含钒钢渣的特点，利用熔态含钒钢渣的显热，降低了冶炼过程中的能耗，且通过加入还原剂实现了含钒钢渣中铁、钒等有益元素的回收利用，通过配加硅质原料对含钒钢渣进行调质，可使水淬处理后的熔态炉渣形成硅酸钙玻璃态物质，磨细后能作为高活性矿渣微粉使用，提高了含钒钢渣资源化利用率及利用附加值。 [0027] 其中，含钒钢渣中V的质量百分比为0.8～1.2％，TFe的质量百分比为20～22％，CaO的质量百分比为38～40％，SiO2的质量百分比为12～15％。 [0028] 为了便于将刚出转炉的熔态含钒钢渣兑入矿热炉中，一般通过钢渣罐将熔态含钒钢渣运输到矿热炉前。矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉，它主要用于还原冶炼矿石；本发明方法优选采用三电极矿热炉进行冶炼，三电极矿热炉具有出铁口和出渣口，其电极为工艺简单、成本较低且可连续使用的自焙电极。 [0029] 为了确保能够有效回收含钒钢渣中的铁、钒等有益元素，优选在矿热炉中加入以下成分、粒度及比例的还原剂，即还原剂的固定碳含量在75％以上，其粒度为100～200目，其加入量占含钒钢渣质量比为5％～15％。还原剂可以为多种，优选为无烟煤粉或焦粉，其粒度优选为150～200目。 [0030] 为了对含钒钢渣进行有效调质，优选在矿热炉中加入以下成分、粒度及比例的硅石和萤石，即硅石的SiO2含量在80％以上，其粒度为100～200目，其加入量占含钒钢渣质量比为15％～25％；萤石的CaF2含量在70％以上，其粒度为100～200目，其加入量占含钒钢渣质量比为3％～5％。如此，方可确保急冷处理后的熔态炉渣形成硅酸钙玻璃态物质，磨细后能作为高活性矿渣微粉使用，矿渣微粉的活性指数达到95％以上。 [0031] 作为本发明的一种优选方案，该含钒钢渣的资源化利用方法还包括以下步骤：刚出矿热炉的熔态炉渣通过渣沟引流到水淬池中进行水淬处理，形成粒度0.2～5mm的渣粒，捞出后晾置困水；刚出矿热炉的铁水经铁沟引流到铸铁机铸造成低钒铁合金块；低钒铁合金块中V的质量百分比含量在2.0％以上，P的质量百分比含量在0.5％以下，S的质量百分比含量在0.1％以下，对含钒钢渣中钒资源的回收率为90％以上、铁资源的回收率为95％以上。 [0032] 为了提高冶炼的连续性和效果，一炉含钒钢渣冶炼结束后，会在矿热炉中留存部分用于下一次冶炼的铁水；留存铁水的量不超过出铁总量的三分之一。 [0033] 优选的，该含钒钢渣的资源化利用方法还包括以下步骤：将渣粒脱水至含水率在2 15％以下，再磨成比表面积400m/kg以上的矿渣微粉，应用于建材领域，例如：用于制作水泥或商品混凝土等；矿渣微粉中CaO的质量百分比为30～32％，SiO2的质量百分比为25～ 28％，玻璃态含量85％以上，活性指数达到95％以上；将低钒铁合金块冷却，应用于高钒铁合金和含钒钢筋生产领域。 [0034] 实施例1 [0035] 先将刚出转炉的温度为1350℃的熔态含钒钢渣用钢渣罐运输到矿热炉前，直接兑入矿热炉中；然后，将矿热炉的电极下沉到指定位置，开启电源进行冶炼提温，同时加入10％(质量百分比，下同)的焦粉，15％的硅石和3％的萤石；焦粉的固定碳含量为88％，粒度为100～200目；硅石的SiO2含量为82％，粒度为100～200目；萤石的CaF2含量为73％，粒度为 100～200目；当矿热炉内冶炼温度达到1500℃以上后，继续冶炼60min；冶炼结束后，先出渣，熔态炉渣通过渣沟引流到水淬池中进行水淬处理，形成粒度0.2～5mm的渣粒，捞出后晾置困水；待出完渣后，再出铁，铁水经铁沟引流到铸铁机铸造成低钒铁合金块；矿热炉中留存部分铁水。 [0036] 将渣粒脱水至含水率在15％以下，再磨成矿渣微粉，应用于水泥及商品混凝土等建材领域；冷却后的低钒铁合金块经过包装后，直接对外销售，主要用于含钒钢筋冶炼，替代高钒生铁。 [0037] 经检验，该实施例对含钒钢渣中钒资源的回收率为92％，铁资源的回收率为97％；铸造成低钒铁合金块中V含量为2.5％，P含量为0.45％，S含量为0.08％；磨成的矿渣微粉中 2 CaO的含量为32.5％，SiO2的含量为26.2％，玻璃态含量为88％，比表面积为420m/kg，活性指数达到95％以上。 [0038] 实施例2 [0039] 先将刚出转炉的温度为1320℃的熔态含钒钢渣用钢渣罐运输到矿热炉前，直接兑入矿热炉中；然后，将矿热炉的电极下沉到指定位置，开启电源进行冶炼提温，同时加入15％的无烟煤粉，20％的硅石和5％的萤石；无烟煤粉的固定碳含量为77％，粒度为100～ 200目；硅石的SiO2含量为82％，粒度为100～200目；萤石的CaF2含量为73％，粒度为100～ 200目；当矿热炉内冶炼温度达到1500℃以上后，继续冶炼40min；冶炼结束后，先出渣，熔态炉渣通过渣沟引流到水淬池中进行水淬处理，形成粒度0.2～5mm的渣粒，捞出后晾置困水；待出完渣后，再出铁，铁水经铁沟引流到铸铁机铸造成低钒铁合金块；矿热炉中留存部分铁水。 [0040] 将渣粒脱水至含水率在15％以下，再磨成矿渣微粉，应用于水泥及商品混凝土等建材领域；冷却后的低钒铁合金块经过包装后，直接对外销售，主要用于含钒钢筋冶炼，替代高钒生铁。 [0041] 经检验，该实施例对含钒钢渣中钒资源的回收率为91％，铁资源的回收率为96％；铸造成低钒铁合金块中V含量为2.2％，P含量为0.49％，S含量为0.09％；磨成的矿渣微粉中 2 CaO的含量为30.1％，SiO2的含量为28.6％，玻璃态含量为86％，比表面积为445m/kg，活性指数达到95％以上。

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