一种含钒固废配矿烧结-高炉炼铁的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钒化工钢铁冶炼技术领域，特别涉及一种含钒固废配矿烧结-高炉炼铁的方法。
【背景技术】
[0002]目前钒渣是世界钒产品的最主要原料来源，占比达到70%以上。钠化焙烧提钒是钒渣提钒的主流工艺，该工艺以纯碱、食盐等为钠化添加剂，通过高温氧化、钠化焙烧将钒渣中低价态的钒转化为水溶性五价钒酸钠盐用于后续钒产品深加工生产，同时产出与投入钒渣质量相当的提钒尾渣。目前我国钒渣提钒领域每年产生提钒尾渣约80万吨，并呈逐年上升趋势，仅攀钢、承钢每年排放的提钒尾渣就达60多万吨，以渣中含残钒1.5%计，造成钒流失7500吨/年，相当于一个大型钒生产企业的年产量。另外，提钒尾渣中的铁含量较高，全铁含量在30?40%之间，且富含大量有价元素，如Mn、T1、Cr、A1等，综合利用价值高。提钒尾渣目前属化工固废，尚无产业化、规模化及高效清洁利用技术。
[0003]为解决钢铁企业提钒尾渣的大量堆存及环境污染难题，关于提钒尾渣中的有价组分资源化利用的已有研究主要集中在提钒尾渣回收钒、铁组分方面:随着钢铁价格不断攀升，从各种工业废料中回收铁成为研究热点，提钒尾渣中Fe203含量在40?45%、V 205的含量在i?3%，具有较高的回收价值。目前采用的提铁方法主要有磁化焙烧、螺旋溜槽-磁选、浮选提铁、配料炼铁等。
[0004]CN 101838743 A公开了了一种从提钒尾渣中回收铁、钒、铬等元素的方法，将提钒尾渣、还原剂、粘结剂、氧化钙按一定比例混合造球得到生球团，生球团1000?1200°C下还原，得到金属化球团，再于1450?1600°C下熔炼分离和深还原，得到含钒、铬、镓的生铁。由于直接还原-熔分方法是非常规炼铁方法，无法大规模处理提钒尾渣。
[0005]CN 101713007 A公开了一种提钒尾渣深度还原直接生产海绵铁的方法，以提钒尾渣60?80%、褐煤20?30%、CaO 10?20%为混合料，在1100°C左右焙烧40?60min，后经过二段磨矿-二段弱磁选工艺处理，可获得铁品位大于90 %，1102含量低于0.2 %的海绵铁。以上还原焙烧工艺均是通过1000°C以上的高温碳化还原焙烧，后经过分离得到含钒铁相，存在操作工艺复杂、流程长、反应温度高、钒回收率低(低于50%)的问题。
[0006]目前尚未高效、大规模消纳含钒固废的方法。
【发明内容】
[0007]为解决钒工业固废污染环境，高值化利用技术匮乏，钒钛磁铁矿难烧结，烧结矿质量差的问题，提供了一种含钒固废配矿烧结-炼铁的方法，本方法流程短，钒、铁组分收率高，是一种可以大规模利用含钒固废的方法。
[0008]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0009]—方面，本发明提供一种含钒固废配矿烧结-高炉炼铁的方法，所述方法包括以下步骤:
[0010](1)配矿:将含钒固废、低钒高品位铁精粉、机烧钒矿、球团返矿、澳矿粉、污泥、混合石灰粉和煤+焦混料配制成烧结原料；
[0011](2)烧结:采用烧结技术，控制Ca0/Si02s 2.0-2.3 ；
[0012](3)高炉炼铁:高炉渣碱度控制在1.0-1.3。
[0013]本发明所述的煤+焦，另写作煤/焦，指煤炭和焦炭的混合物，所述煤+焦中煤炭和焦炭的质量比为 1.5-4.5，例如可以是 L 5,1.8,2,2.2,2.5,2.8,3,3.2,3.5,3.8、4、4.2或 4.5。
[0014]本发明通过将含钒固废加入到配矿中，采用全熟熔剂烧结技术，控制碱度，提高了燃料利用效率，降低烧结矿固体燃料消耗，铁、钒组分收率高分别可达到97%和80%以上，不仅可以大规模利用含钒固废，且返矿率低于10%。
[0015]优选地，所述含钒固废的质量分数占配矿的0.5-3 %，例如可以是0.5 %、0.6 %、0.7 %、0.8 %、1 %、1.2 %、1.3 %、1.5 %、1.6 %、1.8 %、2 %、2.1 %、2.3 %、2.5 %、2.6 %、2.8%或 3%，优选为 1.5-2.5%。
[0016]优选地，所述含钒固废为提钒尾渣、含钒钢渣或钒化工流程脱硅渣中的任意一种或至少两种的组合，所述典型非限制性的实例为提钒尾渣和含钒钢渣的组合，提钒尾渣和钒化工流程脱硅渣的组合，含钒钢渣和钒化工流程脱硅渣的组合或提钒尾渣、含钒钢渣和钒化工流程脱硅渣的组合。
[0017]优选地，所述配矿按质量分数包括:含银固废0.5-3 %、低f凡高品位铁精粉40-55%、机烧钒矿10-25%、球团返矿1-10%、澳矿粉5-20%、污泥0.1_3%、混合石灰粉5-20% 和煤 + 焦 1-8% ;
[0018]其中，所述配矿各组分质量分数之和为100%。
[0019]所述含钒固废可以为0.5 %、0.6 %、0.7 %、0.8 %、1 %、1.2 %、1.3 %、1.5 %、1.6%、1.8%、2%、2.1%、2.3%、2.5%、2.6%、2.8%或3%。
[0020]所述低钒高品位铁精粉可以为40 %、41 %、42 %、45 %、46 %、48 %、50 %、51 %、52%、53%、54%或 55%o
[0021]所述机烧钒矿可以为10%、11%、12%、13%、15%、16%、18%、20%、21%、22%、23%、24%或 25%。
[0022]所述球团返矿可以为1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9% 或 10%。
[0023]所述澳矿粉可以为5%、6%、7%、8%、9%、10%、12%、13%、15%、16%、17%、18%、19%或 20%。
[0024]所述污泥可以为0.1 %、0.2%、0.3%、0.5%、0.6%、0.8%、1 %、1.2%、1.5%、1.6%、1.8%、2%、2.1%、2.2%、2.3%、2.5%、2.6%、2.8%或3%。
[0025]所述混合石灰粉可以为5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19% 或 20%。
[0026]所述煤+ 焦可以为 1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%或 8%。
[0027]优选地，所述配矿按质量分数包括:含银固废1.5-2.5%、低f凡高品位铁精粉46-52 %、机烧钒矿15-20 %、球团返矿2_7 %、澳矿粉8_15 %、污泥0.5-1.5 %、混合石灰粉10-15%和煤 + 焦 4-5% ；
[0028]其中，所述配矿各组分质量分数之和为100%。
[0029]优选地，所述配矿中的总铁含量为45-60%，总钒含量为0.1-0.5%。
[0030]所述总铁含量可以为45%、46%、48%、50%、51%、52%、53%、55%、56%、57%、58%、59%或 60%。
[0031]所述总钒含量可以为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%或0.5%。
[0032]优选地，步骤⑵所述的烧结温度为700-950°(:，例如可以是700°(:、701°(:、705°(:、710 °C、720 °C、750 °C、760 °C、780 °C、800 °C、820 °C、830 °C、850 °C、860 °C、880 °C、900 °C、930 °C或950 °C，优选为750-900 °C，进一步优选为800 °C。
[0033]优选地，步骤(2)所述采用烧结技术，控制Ca0/Si02S 2.1-2.2。
[0034]优选地，步骤(3)所述的高炉炼铁中，当烧结矿/球团矿为71-7/5的高炉炉料结构条件下高炉炼铁:烧结矿的Ca0/Si02应该控制在1.7-2.0之间。
[0035]优选地，当烧结矿/球团矿为71-7/5的高炉炉料结构条件下高炉炼铁，高炉炼铁过程高炉渣 Ca0/Si02S 1.0-1.3。
[0036]优选地，所述高炉渣Ti02含量为5-15%。
[0037]优选地，所述高炉渣A1203含量为4-13%。
[0038]作为优选技术方案，所述含钒固废配矿烧结-高炉炼铁的方法，包括以下步骤:
[0039](1)配矿:含钒固废0.5-3%、低钒高品位铁精粉40-55%、机烧钒矿10_25%、球团返矿1-10 %、澳矿粉5-20%、污泥0.1_3%、混合石灰粉5-20%和煤