[发明专利]一种钒渣中有价组元的回收方法

说明书

本发明公开了一种钒渣中有价组元的回收方法，属于冶金领域，是一种利用铝灰还原回收熔融钒渣中的Fe‑V‑Mn合金的方法，本发明能够使钒渣、铝灰中的铁、钒、锰等有价资源得到有效回收，同时产生的尾渣也能够再利用，实现了钒渣资源的综合利用，兼顾“资源+能源”生态化特色，具有工艺简单、生产成本低、节能减排、零污染的优点。

技术领域

本发明涉及冶金固体废弃物资源的综合利用，尤其是一种钒渣的处理方法，属于冶金领域。

背景技术

钒是重要的战略物资，广泛应用于钢铁、化学、航空航天等工业领域。随着全球经济一体化进程的加快和我国市场经济的迅速发展，钒制品的需求愈加强烈。我国钒资源在自然界中主要与铁等元素伴生，赋存于钒钛磁铁矿中，约占我国钒资源的45％。目前我国钒钛磁铁矿的处理工艺主要是将含钒铁精矿通过高炉—转炉—钒化流程实现钒的提取，其中含钒铁精矿进入高炉还原形成含钒0.3％左右的铁水，含钒铁水经转炉吹炼氧化得到V₂O₃为12％～18％的钒渣。对钒冶炼和提取而言，钒渣的质量与后序湿法提钒工艺的能耗、冶炼的效率、产品的质量、废弃物的排放等息息相关。钒渣出渣温度在1450～1500℃，其物理显热约为0.70GJ/吨，且渣中非含钒氧化物均对湿法提钒有负面作用，因此在湿法提钒时需要尽量提高钒渣品位，降低其它氧化物含量，以提高钒的浸出率和收得率，减少钠盐的用量及废弃物的排放量。鉴于此，大量研究者对转炉提钒工艺进行了优化，这些工作的开展，对我国钒提取技术的进步具有非常重要的参考价值和指导意义，其部分研究成果已在工业上进行了应用，降低了成本、提高了冶炼效率与钒收得率，但对转炉钒渣品位的提高收效甚微，同时渣中铁、锰、钒等其它有价元素未得到有效的回收利用。

铝灰是电解铝或铸造铝生产工艺中产生的熔渣经冷却加工后的产物，其成分为15％～30％的金属铝，30～60％的Al₂O₃及少量SiO₂、CaO、MgO等氧化物。在铝熔炼过程中，每吨铝液大约产生11～12kg铝灰。根据成分波动，铝灰的价格在1000元/吨左右，目前铝灰用于回收金属铝、合成材料(如聚合氯化铝、棕刚玉、建筑材料)、电炉冶炼脱硫等。但这些处理方法，不仅要增加额外的设施，其中金属铝和Al₂O₃未能充分利用。

因此，开展一种钒渣、铝灰中有价组元和物理热回收利用的新技术，充分回收其中铁、锰、钒资源，既有利于二次资源的开发利用，又有利于建设环境友好、可持续发展的绿色和谐冶金企业，为企业钒渣、铝灰的资源化利用提供一种新的方法。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种钒渣中有价组元的回收方法，能够使钒渣中的铁、锰、钒资源得到有效回收，同时产生的尾渣也能够再利用，实现了钒渣、铝灰资源的综合利用，兼顾“资源+能源”生态化特色，具有工艺简单、生产成本低、节能减排、零污染的优点。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

利用铝灰还原回收熔融钒渣中有价组元的方法。

本发明技术方案的进一步改进在于：包括如下步骤：

A.原料准备与装料：准备熔融钒渣、还原剂铝灰和改质剂石灰，先将定量的铝灰和石灰按比例装入加热还原炉内，再将熔融钒渣倒入；

B.加热还原：装料结束后，加热并保温，使铝灰、钒渣中的有价组元还原，得到高附加值的Fe-V-Mn合金；

C.扒渣、出合金：排净炉内的尾渣后，放出合金，关闭加热系统。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤A中还原剂铝灰的加入量为钒渣总重量的60～75％，且铝灰的粒度≤100目。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤A中改质剂石灰的加入量为钒渣总重量的15％～20％，且石灰的粒度≤100目。