[发明专利]处理提钒尾渣和铜渣的系统与方法

说明书

技术领域

本发明属于金属冶炼领域，具体而言，本发明涉及处理提钒尾渣和铜渣的系统与方法。

背景技术

攀钢钒钛磁铁矿在高炉中冶炼得到含钒生铁，再通过选择性氧化铁水使钒氧化后进入炉渣，得到V₂O₅含量为14wt％～22wt％的钒渣，上述钒渣经氧化焙烧、湿法浸出后得到浸出渣，即提钒尾渣。提钒尾渣是钒渣经过氧化钠化焙烧、酸浸等工序将钒氧化物提取出来后产生的固体废弃物，全国钒企业每年大约排放提钒尾渣约30万吨，而且随着钒企业产能的不断扩大，提钒尾渣的排放量也将逐渐提高，如此多的废渣常年堆积，不但占用了大量土地，而且会造成环境污染。

铜渣是炼铜过程中产生的渣，冶炼1吨精铜的同时会产生2.2吨铜渣。我国炼铜炉渣产量大，年产150万吨左右，铜渣大量堆积会带来严重的水体污染和土壤污染，加强综合利用非常重要。铜渣的主要成分是铁氧化物和二氧化硅，主要物相是铁橄榄石以及少量磁铁矿。目前对铜渣的利用研究主要集中在提取铜渣中的有价金属铜、钴、锌、铁，采用的方法有选矿法、火法冶炼、湿法冶炼等技术手段。其中，直接还原是目前最有前景的处理铜渣的火法冶炼方法，该工艺的技术瓶颈在于，铜渣经过直接还原以后无论是磨矿磁选还是熔分得到的铁产品中都含有一定量的铜(约0.5％)，该含铜铁产品可作为电炉炼钢或特种钢(主要是耐候钢，含铜0.2～0.8wt％)的原料，但作为电炉炼钢原料时，由于铜为杂质元素，以优质碳素钢为例，一般要求铜含量低于0.25wt％，因而这种含铜铁粉只能作为配料或折价进行销售。作为耐候钢原料时，由于受到市场需求的限制，产品优势也不明显。

因此，现有处理提钒尾渣和铜渣的技术有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理提钒尾渣和铜渣的系统与方法。该系统可以实现提钒尾渣和铜渣中铁的有效回收，且铁的回收率高、产品质量好，从而解决了提钒尾渣和铜渣利用率低和长期堆存的难题。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理提钒尾渣和铜渣的系统，根据本发明的实施例，该系统包括：

混合装置，所述混合装置具有提钒尾渣入口、铜渣入口、还原剂入口、添加剂入口和混合物料出口；

成型装置，所述成型装置具有混合物料入口和混合球团出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；

还原焙烧装置，所述还原焙烧装置具有混合球团入口和金属化球团出口，所述混合球团入口与所述混合球团出口相连；

渣铁分离装置，所述渣铁分离装置具有金属化球团入口、铁出口和尾渣出口，所述金属化球团入口与所述金属化球团出口相连。

根据本发明实施例的处理提钒尾渣和铜渣的系统，通过将提钒尾渣、铜渣、还原剂和添加剂混合，提钒尾渣中的氧化钠和氧化钾可以催化还原剂气化，促进提钒尾渣和铜渣中铁的还原，而且提钒尾渣中氧化钠和氧化钾可以作为还原焙烧过程中的助熔剂，同时氧化钠和氧化钾可以从铜渣中的铁橄榄石物相中置换出氧化亚铁，使得氧化亚铁具有较高的活性，从而降低还原焙烧处理的温度，并且可以进一步促进金属铁的还原，大幅降低最终铁产品中铜的含量，而且所得的铁产品中富含钒、锰等有益元素，得到高品质的铁产品。由此，采用该系统可以实现提钒尾渣和铜渣中铁的有效回收，且铁的回收率高、产品质量好，从而解决了提钒尾渣和铜渣利用率低和长期堆存的难题。

另外，根据本发明上述实施例的处理提钒尾渣和铜渣的系统，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述成型装置为圆盘造球机或对辊压球机。由此，可显著提高混合物料的成型速率。

在本发明的一些实施例中，所述还原焙烧装置为转底炉。由此，可显著提高混合球团还原焙烧处理的效率，同时降低能耗。

在本发明的一些实施例中，所述渣铁分离装置为磨矿-磁选装置或熔分装置。由此，有利于得到高品位的铁产品。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种利用上述处理提钒尾渣和铜渣的系统处理提钒尾渣和铜渣的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将提钒尾渣、铜渣、还原剂和添加剂供给至所述混合装置中进行混合处理，以便得到混合物料；

(2)将所述混合物料供给至所述成型装置中进行成型处理，以便得到混合球团；

(3)将所述混合球团供给至所述还原焙烧装置中进行还原焙烧处理，以便得到金属化球团；