一種釩渣制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于礦物加工領(lǐng)域，涉及一種釩渣制備方法。 技術(shù)背景
[0002] 石煤是一種含有釩、鉬、鈾、銀等多種共伴生元素的劣質(zhì)無煙煤，目前尚未被有效 利用。釩主要用于煉鋼，用其冶煉的含釩低合金鋼具有很高的強(qiáng)度、韌性、延展性和耐熱性， 廣泛用于油/氣管道、建筑、橋梁、鋼軌、壓力容器等眾多領(lǐng)域。本發(fā)明可用石煤和鐵礦石直 接生產(chǎn)釩渣和鋼，生產(chǎn)流程短、提取效率高。
[0003] 中國(guó)發(fā)明專利CN 103706465A公開了及一種從高鈣型石煤中浮選預(yù)富集釩的方 法。首先將高鈣型石煤原礦破碎至-25mm，在600~750°C火焰中燃燒1~2h脫炭，剩余的 灰分磨至-0. 〇74_占60~80%，用水力旋流器分級(jí)：粗粒級(jí)產(chǎn)品進(jìn)行鈣粗選，鈣粗選的尾 礦再進(jìn)行鈣掃選，鈣掃選的尾礦進(jìn)行釩粗選，釩粗選的尾礦進(jìn)行釩掃選，以上選礦均采用浮 選槽浮選。1丐粗選的精礦、1丐掃選的精礦和f凡掃選的尾礦合并為最終尾礦；分級(jí)的細(xì)粒級(jí)產(chǎn) 品、I凡粗選的精礦和f凡掃選的精礦合并為最終精礦。
[0004] 中國(guó)發(fā)明專利CN103008089A公開了一種從含釩石煤中選礦預(yù)富集釩的方法。首 先將含f凡石煤原礦破碎至-25mm，再用棒機(jī)濕磨至-0. 074mm占50~90%，然后將濕磨后的 礦漿濃度調(diào)為10~40%送入粗選用搖床粗選，最后將粗選后的尾礦漿濃度調(diào)成10~40% 送入掃選用搖床掃選。掃選后的尾礦作為最終尾礦，粗選的精礦和掃選的精礦合并一起作 為最終精礦。粗選用搖床和掃選用搖床的均采用"一種用于含釩石煤選礦預(yù)富集釩的搖 床"。粗選用搖床的橫向傾角為0.5~1.5° ;掃選用搖床的橫向傾角為0.9~2.0°。
[0005] 中國(guó)發(fā)明專利CN 102002585 A公開了一種石煤酸浸液生產(chǎn)釩鐵合金的方法。首 先將石煤酸浸液加胺（氨）除鋁，而后中和或氧化沉淀鐵釩化合物；獲得的鐵釩化合物經(jīng)凈 化除雜后用于還原熔煉生產(chǎn)釩鐵。
[0006] 中國(guó)發(fā)明專利CN102312109A公開了一種從石煤礦石中提取與分離鎳鉬的工藝， 將原礦細(xì)磨至200目左右壓成小球，放入1150~1250°C真空爐中保溫2~3h，礦石中的 硫元素在反應(yīng)中轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛘羝霈F(xiàn)并被冷凝器以硫磺的形式回收，真空爐內(nèi)冷凝器溫度為 20~60°C，使硫蒸汽凝華在冷凝器上回收；在真空狀態(tài)下降溫至300°C以下，開爐取出礦石 球團(tuán)并磨細(xì)至200目左右、以400~600Gs磁選回收礦石中的鎳，得到鎮(zhèn)精礦；磁選尾礦經(jīng) 搖床重選，回收鋁得到鉬精礦。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了一種釩渣制備方法。首先將鐵礦石、石煤、固體炭、粘結(jié)劑和碳酸鈣 混勻并造塊，干燥后投加于專用感應(yīng)電爐中保溫還原，熔分出含釩鐵水和爐渣；所得的含釩 鐵水吹煉制備成釩渣和鋼；爐渣冷卻后經(jīng)細(xì)磨、磁選可分離出顆粒狀單質(zhì)鐵。
[0008] -種釩渣制備方法，其特征在于：以石煤、鐵礦石、固體炭為主要原料制備含炭球 /塊生產(chǎn)釩渣和鋼。含炭球/塊中鐵礦石30~80 %，石煤3~55 %，固體炭10~40 %，粘 結(jié)劑〇? 5~15%，碳酸鈣0? 5~35%。
[0009] 該含炭球/塊生產(chǎn)采用一種專用感應(yīng)電爐，該電爐由電源、水冷線圈、爐殼、坩堝、 冷卻塔、集塵器和自動(dòng)給料機(jī)構(gòu)成。其電源為中頻或高頻感應(yīng)電源，通過電纜與水冷線圈相 連；坩堝置于水冷線圈內(nèi)部，但水冷線圈總高度小于坩堝，故坩堝上緣高于水冷線圈；爐體 下部坩堝與水冷線圈之間及上部坩堝與爐殼之間添加有保溫隔熱材料；爐殼包覆于水冷線 圈外部；集塵器懸于坩堝上部，自動(dòng)給料機(jī)安裝于二者之間，用于向坩堝中加料；球/塊可 單獨(dú)或者與金屬爐料共同加入感應(yīng)電爐之中；球/塊與金屬爐料熔化后以液態(tài)排出感應(yīng)電 爐；生產(chǎn)的含釩鐵水可用于吹煉釩渣和鋼，爐渣經(jīng)物理分選后可被提純?yōu)閮?yōu)質(zhì)單質(zhì)鐵顆粒。
[0010] 本發(fā)明可利用廉價(jià)的石煤資源，采用專用感應(yīng)電爐，可通過1次加熱直接生產(chǎn)釩 渣和鋼，無需使用高品質(zhì)鈦鐵礦和高爐、電爐等大型爐窯，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、生產(chǎn)流程短、原料 成本低。
[0011] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的差別主要體現(xiàn)在：
[0012] (1)原料?，F(xiàn)有技術(shù)只能以釩鈦磁鐵礦、鈦鐵礦等原料生產(chǎn)釩渣，而不能使用來源 更廣泛、更廉價(jià)的石煤；
[0013] ⑵熔煉設(shè)備和熱源?，F(xiàn)有技術(shù)主要使用高爐或電爐。其中，高爐依靠爐缸中的炭 燃燒發(fā)熱，電爐依靠電極間電流的熱效應(yīng)發(fā)熱。而本發(fā)明而本發(fā)明采用了一種專用感應(yīng)電 爐，主要依靠導(dǎo)體在交變電磁場(chǎng)中發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)熱：熔煉開始階段，處于交變電磁 場(chǎng)中的導(dǎo)電性坩堝首先感應(yīng)發(fā)熱，并以熱輻射和熱傳遞方式為臨近球/塊還原、熔化供熱。 隨著反應(yīng)進(jìn)行，球/塊中的鐵元素逐漸被還原熔分為鐵水，這些鐵水在交變電磁場(chǎng)中持續(xù) 發(fā)熱，繼續(xù)為剩余球/塊供熱，從而加快反應(yīng)進(jìn)程。坩堝和鐵水受熱功率如式（1)所示。
[0014] P-E?1 cos<p=4. 44 ?f 1-.^>M cos： x 1：0_? (1)
[0015] 其中，E，為感應(yīng)電勢(shì)的有效值，V ;
[0016] I，坩堝或鐵水內(nèi)部產(chǎn)生的感應(yīng)電流，A ;
[0017] f，感應(yīng)電源頻率，Hz ;
[0018] $，電源相位。
[0019] 與本發(fā)明涉及的專用感應(yīng)電爐不同，常規(guī)的感應(yīng)電爐只能對(duì)導(dǎo)電性強(qiáng)的金屬爐料 加熱，不能直接用于加熱導(dǎo)電性較差的含炭球/塊。而本發(fā)明涉及的感應(yīng)電爐是經(jīng)過重新 設(shè)計(jì)的專用熔煉設(shè)備，與現(xiàn)有的常規(guī)設(shè)備在結(jié)構(gòu)、材料、外型參數(shù)和適用范圍等方面均有較 大差別。
[0020] (3)產(chǎn)品種類?，F(xiàn)有的石煤處理技術(shù)能夠通過焙燒、浸出等方式提釩，但不能利用 其生產(chǎn)釩渣。而本發(fā)明可用石煤直接生產(chǎn)含釩鐵水和爐渣；其中，含釩鐵水可吹煉為鋼水和 釩渣；爐渣經(jīng)過細(xì)磨、磁選提純后，可制備出TFe>90%的高品質(zhì)顆粒狀單質(zhì)鐵。
[0021] 綜上，本發(fā)明與現(xiàn)有的石煤、鐵礦石生產(chǎn)技術(shù)相比較，在原料、設(shè)備和產(chǎn)品種類方 面都不同，是一種全新的生產(chǎn)工藝。
[0022] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0023] (1)首先將石煤、固體炭破碎至-5_，并與鐵礦石、粘結(jié)劑、碳酸鈣混勻。其中，質(zhì) 量分?jǐn)?shù)：鐵礦石30~80%，石煤3~55%，固體炭10~40%，粘結(jié)劑0. 5~15 %，碳酸鈣 0. 5~35% ;粘結(jié)劑為膨潤(rùn)土、水玻璃、消石灰、水泥、羧甲基纖維素鈉等。
[0024] (2)將-5mm石煤、固體炭與鐵礦石、粘結(jié)劑和碳酸鈣的混勻并造塊，料塊的形狀為 球或者其他