[发明专利]从提钒尾渣中回收铁、钒、铬和镓的方法

说明书

技术领域

本发明涉及从提钒尾渣中回收铁、钒、铬和镓的方法，属于冶金领域。

背景技术

我国攀枝花地区的钒钛磁铁矿主要矿床包括攀枝花、红格、白马及太和四大磁铁矿矿床，其成分以铁、钒、钛为主，并伴生有铬、钴、镍、铜、硫、钪、硒、碲、镓和铂等多种组分。截止2007年底，攀西地区钒钛磁铁矿的远景储量约100亿吨，工业储量约80亿吨。根据国土资源部官网最新发布的信息，攀枝花钒钛磁铁矿的潜在资源储量为194亿吨，这一信息表明，攀西地区钒钛磁铁矿的找矿潜力巨大。

含钒铁精矿经湿法提钒所得到的含氧化钒的渣子称为钒渣，钒渣提钒后的残渣称为提钒尾渣。目前，攀钢每年年产钒渣近20万吨，经过提取V₂O₅后的提钒尾渣的产量也近16万吨，提钒尾渣中除了含有大量的铁外，还含有一定量的钒、铬、镓等稀贵金属，具有很高的利用价值，其中含镓近20～30吨，按照镓的价格400美元/千克计算的话，每年的经济价值达到800万美元～1200万美元。而目前提钒尾渣主要被当做废物进行堆积处理，未被合理利用，造成了巨大的资源浪费以及环境污染问题。

因此，如何将提钒尾渣中的铁钒铬镓富集分离出来，将提钒尾渣变废为宝，以避免资源浪费和环境污染，成为本领域迫切需要解决的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种从提钒尾渣中回收铁、钒、铬和镓的方法。

本发明从提钒尾渣中回收铁、钒、铬和镓的方法包括如下步骤：

a、物料混合：将提钒尾渣、还原剂、氧化钙、粘结剂按下述重量配比混匀：提钒尾渣∶还原剂∶氧化钙∶粘结剂＝100∶12～25∶15～25∶2～4；

b、造球：a步骤混匀后的物料造球得到生球团；

c、初步还原：生球团于1000℃～1200℃下还原，得到金属化球团；

d、熔炼及深还原：金属化球团于1450℃～1600℃下熔炼分离和深还原，得到炉渣和含钒、铬、镓的生铁。

其中，上述a步骤中的还原剂可以是矿物冶炼常用还原剂，如：煤粉、焦炭粉、石墨粉中至少一种。为了节约成本，上述的氧化钙可以采用生石灰、熟石灰或石灰石代替。

其中，上述a步骤的提钒尾渣为含有铁、钒、铬和镓的提钒尾渣。进一步的，上述提钒尾渣中铁、钒、铬和镓的含量优选为：在提钒尾渣中镓的含量为0.008wt％～0.015wt％，铁的含量为32.80wt％～37.97wt％，五氧化二钒的含量为1.98wt％～2.08wt％，三氧化二铬的含量为2.24wt％～2.78wt％。

其中，上述a步骤中的粘结剂可以是造球常用的粘结剂，如：聚乙烯醇或羧甲基纤维素。

进一步的，为了使还原效果更好，上述b步骤所述的生球团的粒径优选为15mm～35mm。造球所得球团多为椭球形或枕头形，粒径是指球团的最大径向尺度。

其中，上述c步骤初步还原时碱度优选为1.1～1.5(提钒尾渣的碱度值为渣中CaO重量与SiO₂重量之比)，且在CO气氛下进行还原。本发明控制初步还原时的碱度为1.1～1.5，可以降低炉渣粘度，使渣的流动性最好，使渣/金属间的传质效果最佳，有利于还原反应的进行，并使金属铁和镓的还原率最高。由于在反应时会产生CO₂，为了使反应顺利进行，优选控制气氛中的CO和CO₂的体积百分浓度之比＞1.0。

其中，上述c步骤初步还原的还原时间优选为20min～30min。

其中，上述c步骤初步还原可以在常规的还原炉中进行，如：在转底炉或直膛炉中进行。

其中，上述d步骤深还原的还原时间优选为20min～40min。d步骤的深还原可以在电弧炉或矿热炉中进行。

其中，上述d步骤中的熔炼分离主要是将铁和渣分离，同时使未还原的部分(经过初步还原，大部分钒、铬、镓和铁被还原)深还原。相比直接一次性还原的方法，本发明采用先初步还原，再深还原的方法，可以使钒、铬、镓和铁还原更彻底，并能降低还原成本，提高还原效率。

进一步的，金属化球团也可以不经过深还原而得到含钒、铬的生铁，其方法为：磁选：将金属化球团破碎，磁选(磁选时的激磁电流优选为0.6～1.0A)得到磁性物质即为含钒、铬生铁，非磁性物为炉渣。