一種提釩方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提釩方法，包括還原處理步驟和熔分處理步驟。還原處理步驟為：將包含有含釩原料及還原劑粉料的混合物料裝入還原反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，得到金屬化含釩料；其中，反應(yīng)溫度在1000～1066℃范圍內(nèi)，反應(yīng)時(shí)間10～18h。熔分處理步驟為：將金屬化含釩料送至電爐內(nèi)進(jìn)行熔分處理，得到鐵水和含釩熔渣，含釩熔渣用于提釩。本發(fā)明采用包含還原?熔分步驟的工藝進(jìn)行提釩操作，通過將還原溫度控制在1000～1066℃范圍內(nèi)，可使得含釩原料中非釩金屬組分參與還原反應(yīng)率>90％，且含釩組分參與還原反應(yīng)率<10％，因而獲得的鐵水純度及含釩產(chǎn)品的品極都較高，經(jīng)濟(jì)效益可觀。
【專利說明】
_種提釩方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提釩方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，用于制取含釩料的提釩工藝，獲得的含釩料中釩通常與其他有價(jià)金屬元素 共存，影響含銀料的品質(zhì)，或者由于工藝自身特點(diǎn)及工藝參數(shù)問題，致使銀進(jìn)入金屬恪體， 使制取含釩料的流程復(fù)雜化，成本增加，釩收得率顯著降低，同時(shí)得到的金屬化熔體雜質(zhì)含 量高，經(jīng)濟(jì)效益不佳。
[0003] 這些現(xiàn)有的提釩工藝的部分缺點(diǎn)是：（1)含釩料的收得率低，只有70~80% ;(2)流 程長，生產(chǎn)工藝復(fù)雜；（3)經(jīng)濟(jì)效益不佳，部分難以規(guī)?；?、工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種提釩方法，至少可解決現(xiàn)有技術(shù)的部分缺陷。
[0005] 本發(fā)明實(shí)施例涉及一種提釩方法，包括如下步驟：
[0006] 步驟一、將包含有含釩原料及還原劑粉料的混合物料裝入還原反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反 應(yīng)，得到金屬化含釩料;其中，反應(yīng)溫度在1000~1066°c范圍內(nèi)，反應(yīng)時(shí)間10~18h;
[0007] 步驟二、將金屬化含釩料送至電爐內(nèi)進(jìn)行熔分處理，得到鐵水和含釩熔渣，含釩熔 渣用于提釩。
[0008] 步驟一中，反應(yīng)溫度控制在1050~1055°C范圍內(nèi)。
[0009] 作為實(shí)施例之一，所述還原反應(yīng)器為豎爐。
[0010] 作為實(shí)施例之一，所述豎爐包括一燃燒室和至少一個(gè)還原室，各所述還原室均豎 直穿設(shè)于所述燃燒室上，所述燃燒室將各所述還原室的上部圍設(shè)于其內(nèi)；各所述還原室頂 部均設(shè)有加料口，各所述還原室底部均設(shè)有排料口；步驟一中，所述混合物料布設(shè)于各所述 還原室內(nèi)。
[0011] 作為實(shí)施例之一，所述混合物料由含釩原料球團(tuán)和還原劑粉料組成，其中，還原劑 粉料的配比為30~70wt%。
[0012] 作為實(shí)施例之一，所述含釩原料球團(tuán)的制備過程為:將含釩原料配加粘結(jié)劑混勻 造粒得到原料球團(tuán)，其中，粘結(jié)劑的配比為1~3wt%，并對原料球團(tuán)進(jìn)行干燥。
[0013] 作為實(shí)施例之一，所述含釩原料為包括0.78~0.95wt %的V2O5、56~67wt %的 Fe2〇3且TFe在60~65wt%的高釩料。
[0014] 作為實(shí)施例之一，步驟二中，金屬化含釩料以熱態(tài)供給的方式送至電爐內(nèi)，供給溫 度在400~600°C。
[0015] 本發(fā)明實(shí)施例至少實(shí)現(xiàn)了如下有益效果:本發(fā)明采用包含還原-熔分步驟的工藝 進(jìn)行提銀操作，通過將還原溫度控制在1000~1066°C范圍內(nèi)，可使得含f凡原料中非f凡金屬 組分參與還原反應(yīng)率>90%，且含f凡組分參與還原反應(yīng)率〈10%，因而還原反應(yīng)得到的金屬 化含釩料金屬化率可高達(dá)90%以上，熔分后可得到高純鐵水和高含釩量的熔渣，釩回收率 可達(dá)90 %以上，即獲得的鐵水純度及含釩產(chǎn)品的品極都較高，經(jīng)濟(jì)效益可觀。
【附圖說明】
[0016] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0017] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的提釩方法的示意圖；
[0018] 圖2為實(shí)施例二提供的豎爐的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖3為實(shí)施例二提供的豎爐的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其 它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021] 實(shí)施例一
[0022] 如圖1，本發(fā)明實(shí)施例涉及一種提釩方法，主要包括還原與熔分步驟，具體為：
[0023] 步驟一、將包含有含釩原料及還原劑粉料2的混合物料裝入還原反應(yīng)器3內(nèi)進(jìn)行反 應(yīng)，經(jīng)高溫長時(shí)間反應(yīng)得到金屬化含釩料4。其中，反應(yīng)溫度在1000~1066°C范圍內(nèi)，以控制 含隹凡原料中非銀金屬組分參與還原反應(yīng)率>90%，且含銀組分參與還原反應(yīng)率〈10% ;反應(yīng) 時(shí)間10~18h。上述反應(yīng)溫度的進(jìn)一步優(yōu)選范圍為1050~1055°C，可保證含釩組分參與反應(yīng) 率〈1%〇
[0024]步驟二、將金屬化含釩料4送至電爐5內(nèi)進(jìn)行熔分處理，得到鐵水6和含釩熔渣7，含 釩熔渣7用于提釩。其中，優(yōu)選為在弱氧化性氣氛的電爐5內(nèi)進(jìn)行熔分處理，以避免步驟一中 經(jīng)還原反應(yīng)得到的金屬重新被氧化。由于步驟一中含釩原料中非釩金屬組分參與還原反應(yīng) 率>90%，且含釩組分參與還原反應(yīng)率〈10 %，因此，經(jīng)熔分處理后，可獲得高純鐵水6，鐵水6 中鐵元素的含量可達(dá)99.5 %以上，最優(yōu)可達(dá)99.9 %，而釩的回收率可達(dá)90 %以上，最優(yōu)釩回 收率可達(dá)99%以上。
[0025] 接續(xù)上述提f凡方法，對于步驟一與步驟二之間的銜接，即金屬化含f凡料4由還原反 應(yīng)器3供給至電爐5的過程，可以為冷態(tài)供給或熱態(tài)供給，優(yōu)選為熱態(tài)供給，可縮短工藝流程 且節(jié)約能源，提高工藝處理效率。上述金屬化含釩料4熱態(tài)供給的供給溫度在400~600°C。
[0026] 接續(xù)上述提f凡方法，步驟一中，所述混合物料由含f凡原料球團(tuán)1和還原劑粉料2組 成，即將含釩原料球團(tuán)1與還原劑粉料2混勻后加入上述還原反應(yīng)器3內(nèi)。其中，還原劑粉料2 的配比為30~70wt%，即還原劑粉料2在混合物料中所占的重量百分比在30~70%，上述還 原劑粉料2采用基質(zhì)為碳的粉料，其中碳含量在60~85wt%。上述含釩原料球團(tuán)1的制備過 程為:將含釩原料配加粘結(jié)劑混勻造粒得到原料球團(tuán)1，其中，粘結(jié)劑的配比為1~3wt%，并 對原料球團(tuán)1進(jìn)行干燥。當(dāng)然，上述混合物料也可采用含釩原料與還原劑粉料2混勻后添加 粘結(jié)劑造粒。
[0027] 本實(shí)施例中所采用的含釩原料優(yōu)選為采用高釩料，該高釩料包括0.78~0.95wt % 的V2〇5、56~67wt% 的 Fe2〇3且 TFe 在60 ~65wt%，余量由 11〇2、51〇2、厶12〇3丄3〇、]\%0、(：、？、5等 組成。
[0028] 實(shí)施例二
[0029] 本發(fā)明實(shí)施例涉及一種提釩方法，該方法的具體步驟及工藝參數(shù)與實(shí)施例一中相 同，具體不再贅述，其中，本實(shí)施例所采用的還原反應(yīng)器3為豎爐3。上述豎爐3優(yōu)選為采用隔 焰加熱的豎爐3,即還原室與燃燒室分開獨(dú)立設(shè)置，隔焰加熱可保證還原室內(nèi)還原氣體分布 均勻，還原過程可控度高，有效提高還原反應(yīng)效率。
[0030] 如圖2-圖3,本實(shí)施例中，提供一種隔焰加熱的豎爐3,包括一燃燒室302和至少一 個(gè)還原室301，各所述還原室301均豎直穿設(shè)于所述燃燒室302上，所述燃燒室302將各所述 還原室301的上部圍設(shè)于其內(nèi)；各所述還原室301頂部均設(shè)有加料口，各所述還原室301底部 均設(shè)有排料口。步驟一中，所述混合物料均勻布設(shè)于各所述還原室內(nèi)。
[0031] 各所述還原室301的水平截面呈圓形或方形，優(yōu)選為圓形，以提高還原室301內(nèi)沿 徑向各區(qū)域的溫度均勻性，從而提高還原反應(yīng)的均勻性。所述燃燒室302爐墻沿周向設(shè)有多 個(gè)燒嘴303，各所述燒嘴303均通過煤氣總管305及助燃空氣總管306供氣，通過燃燒室302內(nèi) 煤氣燃燒產(chǎn)生熱量為各還原室301提供直接還原反應(yīng)所需熱量;為保證各還原室301內(nèi)還原 反應(yīng)進(jìn)行的均勻性，以保證產(chǎn)品的品質(zhì)均勻性，各還原室301在燃燒室302內(nèi)成陣列布置，當(dāng) 然，可根據(jù)各還原室301內(nèi)反應(yīng)進(jìn)行的程度控制各還原室301的排料速度，如靠近燃燒室302 爐墻的各還原室301的排料速度可較位于燃燒室302中部區(qū)域的還原室301的排料速度快。 [0032]各所述還原室301上均設(shè)有煤氣出口，各所述煤氣出口均位于所述燃燒室302上 方;作為優(yōu)選，各所述煤氣出口均通過煤氣支管與所述煤氣總管305連通，將各還原室301產(chǎn) 生的煤氣引入至燃燒室302內(nèi)燃燒，為后續(xù)直接還原反應(yīng)提供熱量。進(jìn)一步地，各所述煤氣 支管均連接至煤氣除塵器，所述煤氣除塵器的出口端與所述煤氣總管305連接，即對還原室 301內(nèi)引出的煤氣進(jìn)行除塵后再送入至燃燒室302內(nèi)燃燒，可提高燃燒效果，保證燃燒室302 燒嘴303的使用壽命;煤氣除塵器采用現(xiàn)有的除塵器即可，如旋風(fēng)除塵器等。
[0033]所述還原室301下部爐墻耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)較上部爐墻耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù) 低；即還原室301上部爐墻采用熱傳導(dǎo)性能好的耐火材料砌筑，以提高燃燒室302與還原室 301之間的傳熱效果，提高還原反應(yīng)速度，還原室301下部爐墻采用普通的耐火材料砌筑，對 還原反應(yīng)后的球團(tuán)進(jìn)行保溫緩冷。
[0034] 實(shí)施例三
[0035] 本實(shí)施例對上述提f凡方法進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0036] 本實(shí)施例中，進(jìn)行了不同還原參數(shù)下的還原-熔分操作以進(jìn)行提釩的實(shí)驗(yàn)。其中， 實(shí)驗(yàn)條件如下：
[0037] 采用的含釩原料均為高釩料，該高釩料包括:0.8~0.9wt %的V205，60~66wt %的 Fe2〇3,25~28wt%的FeO，TFe在60~65wt%，2.9~3.6wt%的Ti〇2,4.01 ~4.82wt%的Si〇2， 2 · 11~2 · 59wt %的A12〇3，余量包括CaO、MgO、C、P、S等微量組分；
[0038]還原劑粉料2在混合物料中所占的重量百分比均在50 %左右；
[0039] 還原反應(yīng)器3均采用實(shí)施例二中所提供的隔焰加熱的豎爐3。
[0040] 下表1示出了不同還原溫度及不同還原時(shí)間下還原反應(yīng)所獲得的金屬化含釩料4 (即上述提釩方法中步驟一所獲得的金屬化含釩料4)的金屬化率：
[0041 ]表1直接還原反應(yīng)參數(shù)及還原結(jié)果表 [0042]
[0044]下表2示出了上述還原反應(yīng)所獲得的金屬化含釩料4熔分后得到的鐵水6的成分：
[0045] 表2鐵水成分檢測表
[0046]
[0047] 下表3示出了上述還原反應(yīng)所獲得的
金屬化含釩料4熔分后釩元素在熔渣7與鐵水 6中的分布情況：
[0048] 表3釩元素在熔渣與鐵水中的分布情況表
[0049]
[0050] 由上述表1可以看出，延長還原時(shí)間和提高還原溫度均能提高還原產(chǎn)物的金屬化 率。對比6#和7#的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在還原溫度相同、僅延長還原時(shí)間1.5h的情況下，還原產(chǎn)物金 屬化率提高5%左右。對比6#、7#和16#的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在還原時(shí)間基本相同、還原溫度提高100 °C的情況下，還原產(chǎn)物金屬化率顯著提高，16#相比于6#還原產(chǎn)物金屬化率提高9 %左右?？?見，延長還原時(shí)間及提高還原溫度均能提高還原產(chǎn)物的金屬化率，還原溫度對還原產(chǎn)物金 屬化率的提高作用更為顯著。
[00511由上述表2可以看出，熔分后得到的鐵水6成分純度都較高，鐵含量基本在99 %以 上，P、s含量均較低，是制備高純鐵塊的優(yōu)質(zhì)原料。得到的鐵水6純度高主要是因?yàn)榛谏鲜?隔焰加熱的煤基豎爐3進(jìn)行還原處理，在還原溫度控制在1000~1066 °C范圍內(nèi)條件下，可有 效還原鐵，同時(shí)抑制3^11、0&、1%^1、11、￥、(>、8等的還原，使得熔分后鐵水6中的雜質(zhì)含量 較低;其中，以將還原溫度控制在1050~1055 °C時(shí)的處理效果更佳。
[0052]由上表3可以看出，隨還原溫度的提高和還原時(shí)間的延長，熔分后釩在鐵水6中的 分布逐漸增多，原因是提高還原溫度、延長還原時(shí)間時(shí)，部分釩在還原過程中被還原，而鐵、 釩性質(zhì)相似，在后續(xù)熔分過程中釩進(jìn)入鐵水6中。同時(shí)可以看出，1050°C (實(shí)驗(yàn)編號6#)是釩 還原與否的臨界條件;還原溫度對釩的還原作用顯著，溫度超過1050°C時(shí)，將使含釩原料 (高釩料）中的釩大量被還原，繼續(xù)提高還原溫度，可使含釩原料中釩全部被還原;延長還原 時(shí)間對釩的還原有一定的促進(jìn)作用，但促進(jìn)作用不如提高還原溫度的作用大。
[0053] 綜上，將還原溫度控制在1000~1066°C范圍內(nèi)，還原時(shí)間控制在10~18h內(nèi)，可獲 得較高金屬化率的還原產(chǎn)物，同時(shí)可有效還原鐵，抑制3^11工 &、1%)1、11、￥、0、8等的還 原，保證鐵與釩的分離，從而在對還原產(chǎn)物進(jìn)行熔分處理后可獲得高純度鐵水，釩則幾乎全 部可進(jìn)入熔渣，保證釩的回收率。其中，以將還原溫度控制在1050~1055Γ時(shí)的處理效果更 佳。
[0054]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種提釩方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一、將包含有含釩原料及還原劑粉料的混合物料裝入還原反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，得 到金屬化含釩料;其中，反應(yīng)溫度在1000~1066°c范圍內(nèi)，反應(yīng)時(shí)間10~18h; 步驟二、將金屬化含釩料送至電爐內(nèi)進(jìn)行熔分處理，得到鐵水和含釩熔渣，含釩熔渣用 于提釩。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提釩方法，其特征在于：步驟一中，反應(yīng)溫度控制在1050~ 1055°C范圍內(nèi)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提釩方法，其特征在于:所述還原反應(yīng)器為豎爐。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的提釩方法，其特征在于:所述豎爐包括一燃燒室和至少一個(gè)還 原室，各所述還原室均豎直穿設(shè)于所述燃燒室上，所述燃燒室將各所述還原室的上部圍設(shè) 于其內(nèi)；各所述還原室頂部均設(shè)有加料口，各所述還原室底部均設(shè)有排料口； 步驟一中，所述混合物料布設(shè)于各所述還原室內(nèi)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提釩方法，其特征在于:所述混合物料由含釩原料球團(tuán)和還原 劑粉料組成，其中，還原劑粉料的配比為30~70wt%。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的提釩方法，其特征在于，所述含釩原料球團(tuán)的制備過程為:將 含隹凡原料配加粘結(jié)劑混勾造粒得到原料球團(tuán)，其中，粘結(jié)劑的配比為1~3wt%，并對原料球 團(tuán)進(jìn)行干燥。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的提釩方法，其特征在于：所述含釩原料為包括0.78~ 0 · 95wt % 的 V2O5、56 ~67wt % 的 Fe2O3 且 TFe 在 60 ~65wt % 的高釩料。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提釩方法，其特征在于：步驟二中，金屬化含釩料以熱態(tài)供給 的方式送至電爐內(nèi)，供給溫度在400~600°C。
【文檔編號】C22B1/24GK105907912SQ201610264551
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】李菊艷, 唐恩, 周強(qiáng), 秦涔, 范小剛, 王君, 夏鋒
【申請人】中冶南方工程技術(shù)有限公司