一种提钒尾渣深度还原直接生产海绵铁的工艺方法

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一种提钒尾渣深度还原直接生产海绵铁的工艺方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于炼铁领域，涉及一种固体废物——提钒尾渣深度还原直接生产海绵铁的工艺方法，这种方法特别针对于高含量Na2O、K2O以及高含量TiO2的工业废弃尾渣的深度还原-磨矿-弱磁选获得海绵铁，以作为优质炼钢原料。\n背景技术\n[0002] 提钒尾渣为钒钛磁铁矿高炉冶炼、加Na2CO3焙烧提钒后剩余的残渣，其中含有\n30％以上的TFe、10％左右的TiO2以及少量的V2O5，是一种重要的提取TFe、TiO2的废物资源。但由于提钒过程加了大量的Na2CO3，致使剩余尾渣的Na2O、K2O含量非常高。Na2O含量可高达4％以上，K2O含量可高达1.5％以上。如此高碱度的废渣利用难度非常大，导致至今无人问津，只好长期露天堆存，严重破坏周边环境。为了减少污染，充分利用尾渣中的TFe、TiO2两种有价成分，北京科技大学在对提钒尾渣工艺矿物学研究基础上，结合近年来对难选铁矿和含铁废物回收铁的研究和积累，前后对提钒尾渣进行了多种方法提取其中TFe、TiO2的研究。如①先水洗脱除Na2O、K2O，再磁化焙烧-磁选的方法；②螺旋溜槽-磁选方法；\n③浮选提铁方法，等等。其中，方法①虽能较好的回收其中的铁，但产生大量碱性废水，同时水洗后尾渣要过滤、烘干等，工艺过程繁琐；方法②虽可以选出部分品位52％左右的铁精矿，但回收率非常低，才20％左右；方法③虽然可通过药剂的作用强化铁矿物的分离，但由于铁矿物在尾渣中大部分以固溶体的形式存在，即使粒度磨细到-10μm，单体解离的铁矿物依然很少，因此浮选也无法很好的从尾渣中提取其中的铁矿物，必须寻找更合适的方法。\n发明内容\n[0003] 本发明目的是针对现有方法从提钒尾渣中提取铁矿物的难度，根据北京科技大学在武钢高磷鲕状赤铁矿提铁脱磷中成功应用Na2CO3提铁降磷的经验，采涌深度还原-磨矿-磁选的工艺方法从提钒尾渣中直接获得海绵铁以作为废钢原料使用。这种工艺方法较传统选矿-球团-炼铁获得铁水再炼钢流程简单、投资成本低、能耗低。\n[0004] 一种提钒尾渣深度还原直接生产海绵铁的工艺方法，其步骤、条件为：1、以提钒尾渣、褐煤、CaO为原料，将原料混合均匀，原料中的重量百分比为：提钒尾渣60-80％、褐煤\n20-30％、CaO10-20％，提钒尾渣中含铁32-40％、含TiO26-15％，含Na2O3-6％。2、在温度不高于1100℃条件下焙烧40～60min；冷却后在磨机中进行一段磨矿、一段弱磁选。一段磨矿浓度为60～80％(固体重量占固体和水的总重量)，产品粒度-0.074mm占85～90％左右，磨矿产品在磁场强度80kA/m条件下磁选。3、磁选产品继续二段磨矿，磨矿浓度为50～\n60％，产品粒度-0.030mm占80～90％左右，磨矿产品在二段磁场强度64kA/m条件下磁选得到海绵铁。\n[0005] 本发明工艺方法中深度还原采用的还原剂为褐煤，同时添加CaO作为造渣剂以及增加碱度协同尾渣中的Na2O、K2O与SiO2、Al2O3反应生成类沸石的稳定矿物，促进深度还原产物中海绵铁的提取和分离。深度还原产物经过二段磨矿-二段弱磁选工艺处理，可获得铁品位大于90％，TiO2小于0.20％的海绵铁，该产品可以直接作为炼钢原料。\n[0006] 本发明方法具有如下特点：①所得产品为炼钢原料，其中含铁90％以上，回收率\n75％～80％，含TiO20.20％以下，其他杂质满足炼钢要求。因此，缩短了从铁矿石加工成钢材的工艺流程，避免了其他方法所得铁精矿烧结、球团、高炉炼铁所产生的环境污染，具有明显的环境效益和节能降耗效果；②工艺方法本身较其他方法简单，容易控制；③所加还原剂为褐煤，储量大，价格低；④造渣剂为CaO，储量大，价格低；⑤利用的是废物资源，对于充分利用废物资源中的铁等有价金属具有重要指导意义。\n附图说明\n[0007] 图1所示为提钒尾渣深度还原-磨矿-弱磁选工艺流程。\n具体实施方式\n[0008] 实施例1\n[0009] 提钒尾渣含铁36.51％、含TiO29.65％，含Na2O 4.38％。深度还原条件为：提钒尾渣∶褐煤∶CaO＝100∶40∶15，混匀后在马弗炉中1100℃下还原焙烧40min；冷却；在磨矿浓度70％磨至粒度-0.074mm占87％，在磁场强度80kA/m磁选。磁选产品在磨矿浓度为55％磨至-0.030mm占90％左右，在磁场强度64kA/m条件下磁选得到海绵铁。获得铁含量90.85％、TiO2含量0.17％、其他杂质含量满足炼钢要求的海绵铁。\n[0010] 实施例2\n[0011] 提钒尾渣含铁32.84％、含TiO212.21％，含Na2O 4.90％。深度还原条件为：提钒尾渣∶褐煤∶CaO＝100∶30∶20，混匀后在马弗炉中1050℃下还原焙烧50min；冷却；\n在磨矿浓度70％磨至粒度-0.074mm占85％，在磁场强度80kA/m磁选。磁选产品在磨矿浓度为55％磨至-0.030mm占88％左右，在磁场强度64kA/m条件下磁选得到海绵铁。获得铁含量91.24％、TiO2含量0.15％、其他杂质含量满足炼钢要求的海绵铁。\n[0012] 实施例3\n[0013] 提钒尾渣含铁35.67％、含TiO210.15％，含Na2O 4.58％。深度还原条件为：提钒尾渣∶褐煤∶CaO＝100∶33∶20，混匀后在马弗炉中1000℃下还原焙烧60min；冷却；\n在磨矿浓度70％磨至粒度-0.074mm占88％，在磁场强度80kA/m磁选。磁选产品在磨矿浓度为55％磨至-0.030mm占90％左右，在磁场强度64kA/m条件下磁选得到海绵铁。获得铁含量91.64％、TiO2含量0.14％、其他杂质含量满足炼钢要求的海绵铁。