[发明专利]一种含钛混合熔渣熔融还原回收与调质处理的方法

摘要

一种含钛混合熔渣熔融还原回收与调质处理的方法1)含钛高炉熔渣和含钒钛熔融钢渣混合形成含钛混合熔渣，将含钛混合熔渣的温度控制在设定温度范围；2)喷吹氧化性气体，进行熔融还原与氧化；过程中保证含钛混合熔渣的温度在设定温度范围内，且含钛混合熔渣中，低价钛氧化成高价钛，铁氧化物还原成金属铁；3)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的高效回收，可处理冷态含钒、钛、铁物料，实现熔渣调质处理，资源高效综合利用；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、环境友好、经济收益高、可有效解决冶金资源与热能高效回收利用问题。

主权项

一种含钛混合熔渣熔融还原回收与调质处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，熔渣混合：按质量比，含钛高炉熔渣∶含钒钛熔融钢渣＝100∶(1～1000)配料，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中，形成含钛混合熔渣，发生熔融还原反应；将含钛混合熔渣的温度控制在设定温度范围内；其中：设定温度范围为1400～1600℃；当反应装置采用保温装置时，含钛混合熔渣的温度范围设定为1400～1600℃；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，含钛混合熔渣的温度范围设定为1450～1600℃；控制含钛混合熔渣的温度在设定温度范围的方法为：当含钛混合熔渣的温度＜设定温度范围下限时，通过反应装置自身的加热功能，或向含钛混合熔渣中加入燃料和/或含钒钛熔融钢渣，使含钛混合熔渣的温度达到设定温度范围内；当含钛混合熔渣的温度＞设定温度范围上限时，向含钛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，使含钛混合熔渣的温度达到设定温度范围内；步骤2，熔融还原与氧化：(1)喷吹气体：向含钛混合熔渣中，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(a)和(b)两个参数：(a)含钛混合熔渣的温度在设定温度范围内；(b)含钛混合熔渣中，剩余低价钛氧化成高价钛，剩余铁氧化物还原成金属铁；调控方法为：对应(a)：采用步骤1中的控制含钛混合熔渣的温度在设定温度范围的方法；对应(b)：当含钛混合熔渣中还原性不足时，向含钛混合熔渣中加入还原剂，使含钛混合熔渣中，铁氧化物还原成金属铁；步骤3，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：当反应装置采用不可倾倒的保温装置或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，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，进行炉外熔渣处理；(3)将含钒铁水送往转炉炼钢；其中，炉外熔渣处理采用方法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；方法D‑2：将还原氧化后的含钒钛熔渣倒入保温装置，按照步骤2中的方法进行熔融还原与氧化，分离回收采用方法A、方法B或方法C。