[发明专利]一种含钛混合熔渣熔融还原生产和调质处理的方法

摘要

一种含钛混合熔渣熔融还原生产和调质处理的方法：1)向含钛混合熔渣加入还原剂、含钒钛矿物和/或含铁物料，加热至设定温度使混合熔渣为熔融状态，喷吹氧化性气体，进行熔融还原与氧化；过程中控制混合熔渣温度范围和碱度CaO/SiO2比值范围；2)根据反应装置不同进行分离回收。本发明实现混合熔渣中钛组分、铁组分、钒组分、磷组分与自由氧化钙组分高效回收，利用熔融还原炼铁工艺大规模处理固态含钒、钛、铁物料，生产高品位钛渣、富钒渣，同时实现熔渣调质处理，资源高效综合利用，是一种新的熔融还原炼铁工艺；本发明反应时间短、金属回收率高、生产成本低、原料适应性强、处理量大、有效解决多金属复合矿冶金资源与热能高效回收利用问题。

主权项

1.一种含钛混合熔渣熔融还原生产和调质处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，熔融还原：(1)物料混合熔融：将含钛混合熔渣加入保温装置、可倾倒的熔炼反应装置或固定式的熔炼反应装置，向含钛混合熔渣中加入还原剂、含钒钛物料和/或含铁物料形成混合熔渣，将混合熔渣加热至熔融状态，进行熔融还原，通过调控同时保证(a)和(b)两个参数：(a)混合熔渣的温度在设定温度范围内；(b)混合熔渣碱度CaO/SiO2比值＝0.6～2.6；其中，所述的含钛混合熔渣由含钛高炉熔渣和含钒钛熔融钢渣组成；(a)和(b)两个参数的调控方法为：对应(a)：控制混合熔渣的温度在设定温度范围的方法为：当混合熔渣的温度＜设定温度范围下限时，通过反应装置自身的加热功能，或向混合熔渣中加入燃料和/或含钒钛熔融钢渣，使混合熔渣的温度达到设定温度范围内；当混合熔渣的温度＞设定温度范围上限时，向混合熔渣中加入含钒钛物料、含铁物料、含氟物料或含钛高炉熔渣中的一种或几种，使混合熔渣的温度达到设定温度范围内；对应(b)：当混合熔渣中碱度CaO/SiO2比值＜0.6时，向混合熔渣中加入石灰粉、白云石粉或生石灰粉中的一种或几种，使混合熔渣中碱度CaO/SiO2比值＝0.6～2.6；当混合熔渣中碱度CaO/SiO2比值＞2.6时，向混合熔渣中加入硅石，使混合熔渣中碱度CaO/SiO2比值＝0.6～2.6；其中：设定温度范围为1450～1650℃；当反应装置采用保温装置时，混合熔渣的温度范围设定为1450～1650℃；当反应装置采用可倾倒的熔炼反应装置或固定式的熔炼反应装置时，混合熔渣的温度范围设定为1500～1650℃；(2)喷吹氧化性气体：向混合熔渣中，喷吹预热后氧化性气体，氧化性气体的预热温度为0～1200℃；在喷吹过程中，通过调控同时保证(a)和(b)两个参数：(a)混合熔渣的温度在设定温度范围内；(b)混合熔渣碱度CaO/SiO2比值＝0.6～2.6；设定温度范围和调控方法同步骤1(1)；步骤2，分离回收：采用以下方法中的一种：一.当反应装置采用保温装置时，采用方法A、方法B或方法C：当反应装置为可倾倒的保温装置或不可倾倒的保温装置时，采用方法A：(1)将还原氧化后的混合熔渣，冷却至室温，获得的缓冷渣；(2)含钒金属铁沉降到反应装置的底部，形成铁坨，人工取出铁坨；将剩余缓冷渣中含钒金属铁层，破碎至粒度为20～400μm，磨矿，磁选分离出剩余含钒金属铁；(3)对去除铁坨和含钒金属铁层的缓冷渣上、中、下部，分别采用重力分选法进行分离，获得钛精矿、富钒精矿和尾矿；(4)尾矿的回收利用有2种：①作为水泥原料、建筑材料、代替碎石作骨料、路材或磷肥使用；②采用湿法冶金、选矿方法或选矿‑湿法冶金联合法将尾矿中含磷组分分离出来；仅当反应装置采用可倾倒的保温装置时，采用方法B或方法C：方法B:(1)将还原氧化后的混合熔渣的温度降温至1150～1250℃，将中部和上部的还原氧化后的混合熔渣倒出后，空冷或水淬，用作水泥原料或建筑材料；(2)将下部的还原氧化后的混合熔渣，仍在可倾倒的保温装置中，作为方法A还原氧化后的混合熔渣进行处理；方法C：(1)将还原氧化后的混合熔渣，沉降渣‑金分离，获得含钒铁水与还原氧化后的含钒钛熔渣；(2)当还原氧化后的含钒钛熔渣TiO2的质量分数≤10％时，直接将还原氧化后的含钒钛熔渣倒出后，空冷或水淬，用作水泥原料或建筑材料；(3)将含钒铁水送往转炉炼钢；二.当反应装置采用可倾倒的熔炼反应装置或固定式的熔炼反应装置时，采用方法D：(1)将还原氧化后的混合熔渣，沉降渣‑金分离，获得含钒铁水与还原氧化后的含钒钛熔渣；(2)将还原氧化后的含钒钛熔渣倒入保温装置，进行炉外熔渣处理；(3)将含钒铁水送往转炉提钒炼钢；其中：炉外熔渣处理的方法，采用方法D‑1或方法D‑2：方法D‑1：当还原氧化后的含钒钛熔渣中TiO2的质量分数≤10％时，直接将还原氧化后的含钒钛熔渣空冷或水淬，用作水泥原料或建筑材料；方法D‑2：将还原氧化后的含钒钛熔渣倒入保温装置，进行如下操作：①喷吹气体：向还原氧化后的含钒钛熔渣中，喷吹预热后氧化性气体；其中，氧化性气体的预热温度为0～1200℃，氧化性气体时间与流量的关系为1～105L/(min·kg)；②控制还原与氧化过程：在喷吹过程中，通过调控同时保证(d)、(e)和(f)三个参数：(d)还原氧化后的含钒钛熔渣的温度在设定温度1450～1650℃范围内；(e)还原氧化后的含钒钛熔渣碱度CaO/SiO2比值＝0.6～2.6；(f)还原氧化后的含钒钛熔渣中，剩余低价钛氧化成高价钛，剩余铁氧化物还原成金属铁；对应(d)：采用步骤1中的控制混合熔渣的温度在设定温度范围的方法；对应(e)：当碱度不在设定范围内时，通过向还原氧化后的含钒钛熔渣中添加热态熔剂，使碱度CaO/SiO2比值＝0.6～2.6；其中，热态熔剂为含钛高炉熔渣和/或含钒钛熔融钢渣；对应(f)：当还原性不足时，通过还原氧化后的含钒钛熔渣中添加还原剂，使剩余低价钛氧化成高价钛，剩余铁氧化物还原成金属铁；③分离回收方法采用方法A、方法B或方法C。