[发明专利]一种从含钒刚玉渣中回收钒的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及一种从含钒刚玉渣中回收钒的方法。

背景技术

钒铁合金作为钢铁冶炼过程中应用最为广泛的钒微合金化中间合金，其冶炼工艺主要是基于含钒氧化物的热还原法(如铝热还原法、硅热还原法和碳热还原法)。其中铝热还原法适用于采用不同价态钒氧化物的所有牌号钒铁合金生产，是目前世界范围内应用最为广泛的钒铁合金冶炼工艺。该工艺主要废弃物为刚玉渣，其主要成分为65％左右的铝热还原产物Al₂O₃，15％左右的造渣添加剂CaO，10～15％的炉衬侵蚀MgO，以及部分V、Fe和其他杂质氧化物。由于该渣系含有大量Al₂O₃和MgO，造成体系熔点偏高。对于含钒刚玉渣的处理，目前主要的资源化利用途径是将其作为生产工业陶瓷、低温耐材和炼钢保护渣等低附加值产品的原材料进行销售。特别是当刚玉渣中全钒含量较高时，若不对其进行回收利用，不仅会引起钒资源的极大浪费，也会进一步加重钒铁冶炼工序的环境负担和钒铁合金产业链的可持续发展。

目前，钒铁冶炼含钒刚玉渣综合利用途径主要集中于渣中钒的回收以及废弃渣的资源化。专利CN102560006B提供了一种钒铁冶炼炉渣的利用方法及预熔型精炼渣，最终形成含12CaO·7Al₂O₃和/或3CaO·Al₂O₃相的渣，冷却后可作为满足炼钢工艺的预熔型精炼渣。专利CN102912158B提供了一种利用钒精渣冶炼中钒铁的方法，将钒精渣作为冶炼原料进行金属熔炼，缩短了工艺流程，降低了生产成本。专利CN103642988A提供了一种用刚玉渣进行钢水精炼的方法，该方法通过微调刚玉渣成分直接将其用于炼钢中间包精炼工序，解决炉渣再利用问题，且精炼脱硫效果好。

从上述公开的技术来看，虽然目前钒铁冶炼刚玉渣的能够在冶金领域有一定的应用，但是其资源化利用水平以及处理能力有限，还不能满足钒铁冶炼大渣量、高效利用的需求。针对现有技术存在的上述问题，本发明在于提供一种不仅能够回收含钒刚玉渣中有价元素金属钒同时还能就近资源化含钒刚玉渣的方法。

发明内容

本发明的发明目的是为了从铝热还原制备钒铁合金过程中产生的含钒刚玉渣中回收钒，从而提供了一种从含钒刚玉渣中回收钒的方法。该方法包括以下步骤：

a、每4～6个炉次冶炼结束后用含钒刚玉渣和镁砂对冶炼炉进行补炉；

b、以含钒刚玉渣、V₂O₃、铝、铁、石灰为原料，采用三期冶炼，当第一期、第二期冶炼结束后各进行一次出渣，当第三期冶炼结束后渣铁同出，浇铸到锭模中，冷却除渣后即得钒铁合金；其中，第一期第1罐不配加含钒刚玉渣，需配加额外的铝，配铝量为补炉时所用含钒刚玉渣中钒的理论铝耗的1.20～1.30倍；除第一期第1罐外，其他每罐也需额外配加铝，配铝量为每罐中含钒刚玉渣中钒的理论耗铝的1.10～1.30倍。

优选的，上述方法步骤a中，补炉时含钒刚玉渣的添加量占补炉原料总量的30～70％。

优选的，上述方法步骤a中，补炉所采用的含钒刚玉渣中全钒含量小于2.0％，粒度在10mm以下。

优选的，上述方法步骤b中，冶炼所采用的含钒刚玉渣中全钒含量为2.0～7.0％，粒度在10mm以下。

优选的，上述方法步骤b中，第一期、第二期、第三期的V₂O₃重量比为4︰2～3︰1～2；每期的V₂O₃与含钒刚玉渣重量比均为100︰30～60；每期的V₂O₃与铝重量比均为100︰20～65；每期的V₂O₃与铁重量比均为100︰53～65；每期的V₂O₃与石灰重量比均为100︰15～30。

进一步的，上述方法步骤b中，第一期V₂O₃与铝重量比为100︰45～65，第二期V₂O₃与铝重量比为100︰35～50，第三期V₂O₃与铝重量比为100︰20～40。