一種釩鉻渣渣態(tài)調(diào)整劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種釩鉻渣渣態(tài)調(diào)整劑及其制備方法，屬于鋼鐵冶煉領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是釩鈦磁鐵礦大國(guó)，攀枝花地區(qū)的紅格釩鈦磁鐵礦是我國(guó)最大的鉻礦資源，儲(chǔ)量36億噸，含有Cr2O3高達(dá)1800萬(wàn)噸，是全國(guó)其他地區(qū)已探明儲(chǔ)量的近兩倍。高鉻型紅格釩鈦磁鐵礦不僅是攀西四大礦區(qū)之最，也是國(guó)內(nèi)目前最大的釩鈦磁鐵礦礦床。礦床賦存于海西早期形成的巨大層狀一似層狀中堿性一基性一超基性分異雜巖體中，巖漿分異作用好，屬晚期巖漿結(jié)晶分異礦床。礦體形成相對(duì)獨(dú)立的8個(gè)大中型礦區(qū)，其中路枯礦區(qū)巖體厚度大，各類含礦層齊全，礦體規(guī)模大，研宄程度最高，該區(qū)即所稱“紅格礦區(qū)”，又分為“南礦區(qū)”和“北礦區(qū)”。與周邊的攀枝花礦、白馬礦等資源不同，紅格礦除富含鐵、釩、鈦等金屬夕卜，還共伴生鉻、鎳、鈷等金屬，是我國(guó)為數(shù)不多的特大型多元素共生礦，具有很高的綜合利用價(jià)值。以伴生的鉻元素為例，紅格南礦區(qū)Cr2O3品位達(dá)0.34%，鉻資源儲(chǔ)量十分可觀。我國(guó)是世界第一大不銹鋼生產(chǎn)國(guó)，國(guó)內(nèi)鉻礦遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了消費(fèi)需求，每年都需從國(guó)外進(jìn)口高品位的鉻鐵礦和鉻鐵合金。我國(guó)的鉻冶金和鉻鹽工業(yè)對(duì)國(guó)外鉻鐵礦具有很高的依賴度。因此，對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)鉻資源短缺的國(guó)家而言，實(shí)現(xiàn)高鉻型釩鈦磁鐵礦中鉻資源的規(guī)模化回收具有十分重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和戰(zhàn)略意義。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)外制取釩渣的生產(chǎn)方法較多，主要有新西蘭鐵水包吹釩工藝、南非搖包提釩工藝、俄羅斯和中國(guó)的轉(zhuǎn)爐提釩工藝等，其它提釩工藝還包括含釩鋼渣提釩、石煤提釩工藝等。國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)爐提釩的生產(chǎn)工藝制度均為加入冷卻劑+過(guò)程溫度+吹煉時(shí)間的不斷改進(jìn)。鐵水提釩是一項(xiàng)選擇性氧化技術(shù)。轉(zhuǎn)爐供氣提釩是一個(gè)放熱過(guò)程，[Si]、[Mn]、[V]、[C]等元素氧化使熔池快速升溫，而[Si]、[Mn]氧化發(fā)生在[V]氧化之前，提釩不可能抑制其反應(yīng)，而[C]、[V]轉(zhuǎn)化溫度大約在1385°C左右，因此要獲得[V]的高氧化率和[V]收得率，必須加入提釩冷卻劑，控制熔池溫度使之逼近[C]、[V]轉(zhuǎn)化溫度，達(dá)到提釩保碳的目的，將[V]降至0.05%以下。提釩的終點(diǎn)半鋼溫度不宜過(guò)高，提釩過(guò)程前期以釩氧化為主，后期以釩還原為主，但吹釩過(guò)程是釩還原為主。所以在降溫時(shí)采用的是加入冷卻劑使鐵水溫度降到合適的范圍，轉(zhuǎn)爐冶煉中通過(guò)吹煉時(shí)間和過(guò)程溫度的控制，將半鋼中的釩氧化，提高收得率。
[0004]攀枝花高格型釩鈦磁鐵礦礦物種類多，礦石結(jié)構(gòu)復(fù)雜，選冶分離礦石中的鐵、釩、鈦、鉻、鎳、鈷等金屬技術(shù)難度大，是一項(xiàng)待攻克的世界性技術(shù)難題。通常情況下，釩鈦礦物中釩以V3+的形態(tài)固溶于磁鐵礦晶格內(nèi)，形成釩鐵尖晶石；鈦主要以氧化物Ti02的形式存在于鈦鐵晶石和鈦鐵礦中。Cr3+與Fe3+離子半徑近似，三價(jià)鉻置換鈦磁鐵礦中三價(jià)鐵離子，呈內(nèi)質(zhì)同象。鉻與釩一樣，與鐵共生在一起，礦物為Fe0.(V，Cr) 203尖晶石。在選礦過(guò)程中鉻與釩80%以上富集在鐵精礦中。為通過(guò)冶金方法共同提取釩鉻奠定了較好的原料基礎(chǔ)。許多科研院所及高校已經(jīng)對(duì)紅格礦從采選、冶煉、提取及后續(xù)釩鉻分離都做了大量的工作，奠定了一定的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。目前已攻克多個(gè)技術(shù)難題，但距產(chǎn)業(yè)化還有不少的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，工藝技術(shù)尚不成熟。
[0005]董鵬莉在中國(guó)稀土學(xué)報(bào)，第2012，30(S1):49-54.期，名為《煉鋼過(guò)程中鉻、釩及其氧化物的熱力學(xué)行為對(duì)鉻、釩及其氧化物在鋼渣中的熱力學(xué)行為》的文章中進(jìn)行了理論分析，發(fā)現(xiàn)鉻和釩及其氧化物的熱力學(xué)行為取決于試驗(yàn)過(guò)程中的氧分壓、溫度、堿度和渣相組成。隨著堿度、氧分壓增大及溫度降低，Cr2+含量降低；隨著渣堿度的增大，氧化鉻在渣中的溶解度降低、氧化物活度降低。
[0006]張建廷在四川有色金屬，第2005，⑴:1-5.期，《紅格鐵礦鉻的賦存、分布與回收利用》一文中公開(kāi)了原地礦部礦產(chǎn)綜合利用研宄所采用選礦一回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原一電爐煉鐵一試驗(yàn)轉(zhuǎn)爐吹高鉻型釩渣一從高鉻型釩渣提取V205和Cr203，再經(jīng)傳統(tǒng)的焙燒一浸出一沉淀法得到了兩種廣品，五氧化一■ I凡品位和二氧化一■絡(luò)品位分別大于90%和98%，從原礦至廣品的綜合收得率:鐵65%、釩40%?52%、鉻40%?55%。
[0007]張建廷，陳碧在礦產(chǎn)保護(hù)與利用，第2008，(5):38-41.期，《攀西釩鈦磁鐵礦主要元素賦存狀態(tài)及回收利用》一文中公開(kāi)了攀研院向鐵礦粉中直接加蘇打和芒硝的混合料氧化焙燒先提取釩鉻、浸出后精礦用豎爐氣體還原一磁選分離、簡(jiǎn)單沉淀法從溶液中提取釩、鉻沉淀，并研宄了各種雜質(zhì)對(duì)釩鉻沉淀及產(chǎn)品質(zhì)量的影響規(guī)律，最終得到了品位都大于98%的V205和Cr203產(chǎn)品。
[0008]公開(kāi)號(hào)為CN1789435，發(fā)明名稱為“鐵水提釩控鈣冷卻劑及鐵水提釩控鈣工藝”公開(kāi)了一種鐵水提釩控鈣冷卻劑及鐵水提釩控鈣工藝，其提釩冷卻劑的化學(xué)成分(Wt% )為:氧化鐵皮56-60%、鐵精礦粉30-40%、結(jié)合劑5-10%，該冷卻劑可增高釩的提取率和釩渣品位，穩(wěn)定釩渣氧化鈣含量。
[0009]公開(kāi)號(hào)為CNlO 1338351，發(fā)明名稱為“ 一種提釩冷卻劑及其制備方法和使用方法”公開(kāi)了一種提釩冷卻劑及其制備方法和使用方法，該冷卻劑以氧化鐵皮或提釩污泥、含釩鐵精礦、結(jié)合劑為原料生產(chǎn)，含有80% -95%的鐵氧化物，3-6%的Si02、0.1-0.6%的V205、1-3% MgCl2 ο
[0010]從已有的文獻(xiàn)來(lái)看，關(guān)于釩鉻鐵水冶煉僅有少量的工業(yè)試驗(yàn)報(bào)導(dǎo)，由于有鉻的參與，含釩鉻鐵水在轉(zhuǎn)爐內(nèi)的氧化特性相應(yīng)會(huì)有所變化，鉻氧化物在渣中的存在會(huì)影響釩鉻渣的物理化學(xué)性能，會(huì)導(dǎo)致釩鉻氧化的熱力學(xué)條件和釩鉻在渣中和半鋼中分配的變化。釩鉻渣中由于有Cr203的存在，造成釩鉻渣粘度大，大量的鐵珠、鐵粒被裹挾在渣中，不僅造成提釩鉻過(guò)程鋼鐵料消耗，也不利于后續(xù)釩鉻產(chǎn)品的制備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供了一種釩鉻渣渣態(tài)調(diào)整劑，為了解決高鉻型含釩鉻鐵水的釩、鉻提取過(guò)程產(chǎn)生的釩鉻渣渣態(tài)粘稠、渣鐵不分的問(wèn)題。
[0012]一種釩鉻渣渣態(tài)調(diào)整劑，其調(diào)整劑的原料組成按重量百分比計(jì)包括Al2035 %?35%、Mg05%?40%、T12O ?10%、CaO O ?5%、S〈0.02%、H20〈2%，余量為 FeO ;其中，按重量百分比Al203+Mg0 = 45 %?75 %。
[0013]進(jìn)一步的，上述所述的一種釩鉻渣渣態(tài)調(diào)整劑的原料組成按重量百分比計(jì)為Al2035%?35%、Mg0 5%?40%、Ti020 ?10%、Ca0 O ?5%、S〈0.02%、H20〈2%，余量為鐵氧化物；其中，按重量百分比Al203+Mg0 = 45%?75%，且按重量百分比Ti02+Ca0 = 3%?15%。
[0014]釩鉻渣的成分、狀態(tài)會(huì)因?yàn)楹C鉻鐵水的成分不同而改變，因此當(dāng)釩鉻渣本身流動(dòng)性較差時(shí)，可以只加入A1203、MgO和鐵氧化物，以保證釩鉻渣的固化和粉化；當(dāng)流動(dòng)性較好時(shí)，就需要額外加入S1jP CaO，這兩種成分也能起到調(diào)整釩鉻渣狀態(tài)的作用。
[0015]其中，為了節(jié)約成本，提高資源的綜合利用率，所述調(diào)整劑中Al2O3采用鋁土礦、鋁灰等含Al2O3豐富的原料代替；MgO采用鎂砂、廢棄鎂質(zhì)耐火磚等原料進(jìn)行代替；Ti02采用磁鐵礦、廢棄鈦白粉等原料代替；CaO以活性石灰代替；鐵氧化物以鐵礦粉、鐵紅等礦物代替。
[0016]上述所述調(diào)整劑中各種原料的粒度應(yīng)小于2.5mm。
[0017]本發(fā)明還提供了一種釩鉻渣渣態(tài)調(diào)整劑的制備方法。
[0018]一種釩鉻渣渣態(tài)調(diào)整劑的制備方法，生產(chǎn)