一种钙法提钒尾渣中有价元素钒和铁的零排放生产方法
阅读说明：本技术 一种钙法提钒尾渣中有价元素钒和铁的零排放生产方法 (Zero-emission production method for valuable elements vanadium and iron in tailings obtained by calcium method vanadium extraction ) 是由 戈文荪 梁新腾 陈炼 郝建璋 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种钙法提钒尾渣中有价元素钒和铁的零排放生产方法,包括以下步骤：A)将钙法提钒尾渣进行脱硫处理,得到选别铁料；B)将选别铁料进行熔融还原后再进行调渣处理,得到低钒铁块；C)将所述低钒铁块进行钒合金化。本发明具有操作简单和清洁化绿色的生产特点,完全符合国家环保要求,钙法提钒尾渣中有价元素钒与铁回收效果好,生产成本低,同时,还可实现全流程渣排量零排放,利国利民。(The invention provides a zero-emission production method of valuable elements vanadium and iron in tailings obtained by calcium-method vanadium extraction, which comprises the following steps: A) desulfurizing the tailings obtained by extracting vanadium by a calcium method to obtain a selected iron material; B) carrying out melting reduction on the selected iron material, and then carrying out slag mixing treatment to obtain a low-vanadium iron block; C) and carrying out vanadium alloying on the low-vanadium iron block. The method has the characteristics of simple operation and clean green production, completely meets the national environmental protection requirement, has good recovery effect of valuable elements vanadium and iron in the tailings of vanadium extraction by the calcium method and low production cost, and can realize zero discharge of slag in the whole process and benefit the nation and people.)
技术领域
本发明涉及钒制品深加工的固废处理技术领域，尤其涉及一种钙法提钒尾渣中有价元素钒和铁的零排放生产方法。
背景技术
钒是一种有价元素，在冶金、航空航天及医疗等领域具有广泛的应用。钒的提取和深加工利国利民。在工业生产中，钒提取工艺主要是高炉炼铁-转炉提钒-钒渣深加工得到钒产品流程，以及石媒提钒工艺两种。上述两种工艺存在钒收率低(仅在44％左右)的共性问题。因此，为了提高钒收率，冶金学者进行了众多研究，虽然取得了一定成效，但提升力度不大。从含钒铁精矿中提取有价元素钒的方法有多种，但是，现有专利产生的含钠盐铁料再利用难度很大，特别对炉衬侵蚀危害难以防范处理。
公开号为CN103614565A的中国专利公开了钢尾渣提钒工艺方法。该发明针对低钒含量钢渣的综合利用、价值提升和钒资源回收，提供了一种具有高回收率和稳定回收钢渣中钒、铁的工艺方法，钒、铁回收率在90％以上；其步骤为：A、配料：以低钒钢尾渣(40％～65％)为原料，与辅料A(14％～20％)、煤B(15％～46％)配加使用；B、各配料加入矿热炉进行还原冶炼，得到低钒生铁和还原水渣；C、低钒生铁热装至转炉内，加入冷却剂吹氧提钒，得到钒渣和半钢。
公开号为CN101838743A的中国专利公开了从提钒尾渣中回收铁、钒、铬和镓的方法，其包括以下步骤:a、物料混合：将提钒尾渣(100份)、还原剂(12～25份)、氧化钙(15～25份)和粘结剂(2～4份)配料并混合均匀；b、造球：造球得到生球团；c、初还原：生球团在1000～1200℃下还原，得到金属化球团；d、熔炼和深还原：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。
公开号为CN102179292A的中国专利公开了一种钒钛磁铁矿分离提取铁、钒和钛的方法；其具体包括：钒钛磁铁矿经过磁选后获得铁钒精矿和尾矿；尾矿浮选获得钛精矿：钛精矿焙烧富钛除杂磁选，并进一步精选；将除杂钛精矿和铁精矿按选矿产率比混合，配入还原剂和纯碱进行还原铁、钒熔炼；将还原熔炼获得的钛渣采用酸浸除杂，获得TiO2≥92％的高质量钛渣产品；将还原熔炼获得的含钒生铁进行转炉提钒，获得半钢和钒渣。
公开号为CN1629326A的中国专利公开了一种含钒铁精矿球团提钒方法；该发明是在含钒铁精矿粉中加入适量的钠盐造球、焙烧成钠化球团，钠化球团经过水浸处理使其中的可溶性钒酸钠溶解于水中，获得的钒酸钠溶液浓缩合格后加入硫酸混合、搅拌，使V2O5沉淀下来，经过压滤、烘干制成粉状或者熔化浇铸成片状V2O5成品，提钒后的球团作为炼铁原料。
上述方法虽然实现了提钒尾渣中钒的有效提取，但是流程复杂，环保性差。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种钙法提钒尾渣中有价元素钒和铁的零排放方法，该方法能够生产处合格的低钒生铁产品，且可钒合金化。
有鉴于此，本申请提供了一种钙法提钒尾渣中有价元素钒和铁的零排放生产方法，包括以下步骤：
A)将钙法提钒尾渣进行脱硫处理，得到选别铁料；
B)将选别铁料进行熔融还原后再进行调渣处理，得到低钒铁块；
C)将所述低钒铁块进行钒合金化。
优选的，所述脱硫处理的脱硫率大于90％，硫含量降至0.3％以下。
优选的，所述调渣处理的调渣剂包括氧化钙40～50重量份，氧化铝30～50重量份，钠盐5～15重量份。
优选的，所述调渣处理的调渣剂的用量为100～500kg/炉。
优选的，所述熔炼还原的介质选自焦炭和煤中的一种或两种。
优选的，所述熔融还原的温度为1600～1700℃，时间为1～4h。
优选的，所述低钒铁块的成分包括：[C]3.5％～5.0％，[V]1.5％～4.5％，[Si]、Mn]在0.8～1.2％，[S]、[P]在0.05％以下，其余为铁。
优选的，所述钒合金化的钢中钒含量为0.02～0.08wt％。
本申请提供了一种钙法提钒尾渣中有价元素钒和铁的零排放方法，其首先将钙法提钒尾渣进行脱硫处理，以得到选别铁料，再将选别铁料进行熔融还原后再进行调渣处理，以得到低钒铁块，最后将低钒铁块进行合金化；本申请提供的方法可实现渣铁有效分离，从而生产出优质低钒铁块，该低钒铁块进行建材钢钢水钒合金化，合金钢中钒含量达到0.02～0.08％，合金化成本每吨钢可降低10～20元。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明公布了一种综合回收钙法提钒尾渣中有价元素钒与铁的零排放生产方法，其先将钙法提钒尾渣采用脱硫剂(选别剂)去除尾渣中的石膏，富集尾渣中的铁份达35％～50％，V2O5达1.5％～3.5％，并将选别铁料送至冶金炉中采用还原剂熔融还原，熔炼后期，加入调渣剂进行调渣处理，实现渣铁有效分离，从而生产出优质低钒铁块；低钒铁块可用于建材用钢冶炼过程中钒合金化，其主要成分为：[C]3.5％～5.0％，[V]1.5％～4.5％，[Si]、Mn]在1.0％左右，[S]、[P]在0.05％以下，杂质2.0％以下，其余为铁；选别出的石膏，冶金炉冶炼过程中产生的炉渣可用于水泥生产原料，从而实现整体工艺过程零排放；生产的低钒生铁进行建材钢钢水钒合金化，钒合金化的钢中钒含量达到0.02％～0.08％，合金化成本每吨钢可降低10～20元。具体的，本发明实施例公开了一种钙法提钒尾渣中有价元素钒和铁的零排放生产方法，包括以下步骤：
A)将钙法提钒尾渣进行脱硫处理，得到选别铁料；
B)将选别铁料进行熔融还原后再进行调渣处理，得到低钒铁块；
C)将所述低钒铁块进行钒合金化。
在本申请中，首先将钙法提钒尾渣进行脱硫处理，以去除钙法提钒尾渣中的石膏，脱硫率在90％以上，并富集尾渣中的铁份达35％～50％，V2O5达1.5％～3.5％，硫含量由4.0％以上降至0.3％以下。在本申请中，所述脱硫处理的脱硫剂为本领域技术人员熟知的脱硫剂，对此本申请不进行特别的限制。
本申请然后将上述得到的选别铁料进行熔融还原后再进行调渣处理，以得到低钒铁块；所述熔融还原在5t～30t冶金炉中进行，所述熔融还原的还原介质可选自碳质材料，更具体可选自焦炭和煤中的一种或两种，所述熔融还原的温度为1600～1700℃，所述熔融还原的时间为1～4h。所述调渣处理的调渣剂具体包括氧化钙40～50重量份，氧化铝30～50重量份，钠盐5～15重量份；更具体地，所述氧化钙为50重量份，氧化铝40重量份，钠盐10重量份，所述调渣剂的用量为100～500kg/炉。经过上述调渣处理，实现渣铁的有效分离。
按照本发明，上述得到的低钒铁块可用于建材用钢冶炼过程中的钒合金化，其主要成分包括：[C]3.5％～5.0％，[V]1.5％～4.5％，[Si]、Mn]在0.8～1.2％，[S]、[P]在0.05％以下，其余为铁。
本申请提供的上述方法可连续进行，也可间隙进行，全流程钙法提钒尾渣中有价元素回收率可达到：钒85％以上，铁90％以上；上述方法中选别出的石膏，以及冶金炉冶炼过程中产生的炉渣可用于水泥生产原料，从而实现整体工艺过程零排放；低钒生铁进行建材钢钢水钒合金化。合金化后钢中钒含量达到0.02％～0.08％。合金化成本每吨钢可降低10～20元。因此，本申请具有工艺流程短、生产成本低、环境污染轻、钒回收率高(80％以上)、铁收率90％以上、节能减排显著等优点，可实现钒钛铁精矿资源高效综合利用。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的钙法提钒尾渣中有价元素钒和铁的零排放生产方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
(1)先将钙法提钒尾渣采用脱硫剂去除尾渣中的石膏，达到钙法提钒尾渣中脱硫率在90％以上，并富集尾渣中的铁份达35％～50％，V2O5达1.5％～3.5％，硫含量由4.0％以上降至0.3％以下；
(2)将选出的铁料送至5t冶金炉中采用还原剂熔融还原，生产出优质低钒铁块；熔融还原介质可用焦炭、煤等碳质材料，还原温度1650℃，还原时间为1h；熔炼后期，加入调渣剂(调渣剂主要成分为氧化钙50份、氧化铝40份和钠盐10份)100kg进行调渣处理，实现渣铁有效分离；
(3)低钒铁块可用于建材用钢冶炼过程中钒合金化，其主要成分为：[C]3.5％，[V]5.0％，[Si]、Mn]在1.0％左右，[S]、[P]在0.05％以下，杂质2.0％以下，其余为铁；
(4)全流程作业可连续进行，也可间隙进行；全流程钙法提钒尾渣中有价元素回收率可达到：钒85％以上，铁90％以上；
(5)选别出的石膏，以及冶金炉冶炼过程中产生的炉渣可用于水泥生产原料，从而实现整体工艺过程零排放；
(6)采用本专利生产的低钒生铁进行建材钢钢水钒合金化，合金钢中钒含量达到0.02～0.08％。
实施例2
(1)先将钙法提钒尾渣采用脱硫剂去除尾渣中的石膏，达到钙法提钒尾渣中脱硫率在90％以上，并富集尾渣中的铁份达35％～50％，V2O5达1.5％～3.5％，硫含量由4.0％以上降至0.3％以下；
(2)将选出的铁料送至15t冶金炉中采用还原剂熔融还原，生产出优质低钒铁块，熔融还原介质可用焦炭、煤等碳质材料，还原温度1700℃，还原时间为2.5h；熔炼后期，加入调渣剂(调渣剂主要成分为氧化钙50份、氧化铝40份和钠盐10份)300kg进行调渣处理，实现渣铁有效分离；
(3)低钒铁块可用于建材用钢冶炼过程中钒合金化，其主要成分为：[C]4.0％，[V]3.0％，[Si]、Mn]在1.0％左右，[S]、[P]在0.05％以下，杂质2.0％以下，其余为铁；
(4)全流程作业可连续进行，也可间隙进行；全流程钙法提钒尾渣中有价元素回收率可达到：钒85％以上，铁90％以上；
(5)选别出的石膏，以及冶金炉冶炼过程中产生的炉渣可用于水泥生产原料，从而实现整体工艺过程零排放；
(6)采用本专利生产的低钒生铁进行建材钢钢水钒合金化，合金钢中钒含量达到0.02～0.08％。
实施例3
(1)先将钙法提钒尾渣采用自行研发的特定脱硫剂去除尾渣中的石膏，达到钙法提钒尾渣中脱硫率在90％以上，并富集尾渣中的铁份达35％～50％，V2O5达1.5％～3.5％，硫含量由4.0％以上降至0.3％以下；
(2)将选出的铁料送至30t冶金炉中采用还原剂熔融还原，生产出优质低钒铁块，熔融还原介质可用焦炭、煤等碳质材料，还原温度1600℃，还原时间为4h；熔炼后期，加入调渣剂(调渣剂主要成分为氧化钙50份、氧化铝40份和钠盐10份)500kg进行调渣处理，实现渣铁有效分离；
(3)低钒铁块可用于建材用钢冶炼过程中钒合金化，其主要成分为：[C]4.5％，[V]1.5％，[Si]、Mn]在1.0％左右，[S]、[P]在0.05％以下，杂质2.0％以下，其余为铁；
(4)全流程作业可连续进行，也可间隙进行；全流程钙法提钒尾渣中有价元素回收率可达到：钒85％以上，铁90％以上；
(5)选别出的石膏，以及冶金炉冶炼过程中产生的炉渣可用于水泥生产原料，从而实现整体工艺过程零排放；
(6)采用本专利生产的低钒生铁进行建材钢钢水钒合金化，合金钢中钒含量达到0.02～0.08％。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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