專利名稱：預熔型精煉渣及其制備方法
技術領域：
本發明涉及冶金エ業固體廢棄物資源化利用技術領域，更具體地講，涉及ー種預熔型精煉渣及其制備方法。
背景技術：
目前，在對釩的利用方面存在多項技木，例如，利用釩渣制備的V2O5生產釩鐵合金。通常，釩鐵合金的生產方法包括硅熱法和鋁熱法。其中，鋁熱法在制備釩鐵合金吋，由于在生產過程中加入了鋁粒進行還原，所以釩鐵冶煉爐渣中含有大量的Al2O3，從而造成該釩鐵冶煉爐渣具有熔點高、難利用的特點。在現有技術中，對釩鐵冶煉爐渣的處理方法主要是破碎后當作碎石塊用于鋪路，或者進行堆放。一般來說，釩鐵冶煉爐渣中含有按重量計20%左右的Ca0、60%左右的Al203、15% 左右的Mg0、0. 6%左右的Fe、l. 5%左右的V、微量的Cr以及雜質元素。如果不對釩鐵冶煉爐渣加以利用直接堆放到環境中，釩鐵冶煉爐渣中的V、Cr等重金屬元素會對環境造成污染，同時也造成V資源的浪費。因此，釩鐵冶煉爐渣的資源化利用對于減輕環境負荷和冶金 エ業的可持續發展具有重要意義。
發明內容
針對現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種預熔型精煉渣及其制備方法。本發明的目的之ー在于提供ー種能有效利用釩鐵冶煉爐渣的方法，以解決因爐渣堆積產生的環境問題。本發明的另一目的在于提供ー種利用釩鐵冶煉爐渣來制備預熔型精煉渣的方法， 以生產出ー種含12Ca0 · 7A1203和/或3Ca0 · Al2O3相的預熔型精煉渣。本發明的一方面提供了一種預熔型精煉渣的制備方法。所述制備方法包括步驟將釩鐵冶煉爐渣與電爐起弧用鐵加入電爐，熔化形成熔池；向熔池中加入鋁以還原所述釩鐵冶煉爐渣中的釩氧化物；向熔池中加入石灰并用惰性氣體攪拌熔池，以形成含 12Ca0 · 7A1203和/或3Ca0 · Al2O3相的渣；分離熔池中的渣與金屬液，得到預熔型精煉渣和金屬液。在根據本發明的預熔型精煉渣的制備方法的一個實施例中，所述加入石灰的步驟中，將石灰分批加入熔池。在根據本發明的預熔型精煉渣的制備方法的一個實施例中，所述釩鐵冶煉爐渣為采用鋁熱法冶煉釩鐵合金時產生的爐渣。在根據本發明的預熔型精煉渣的制備方法的一個實施例中，所述釩鐵冶煉爐渣按重量計包括:55% 70%的六1203、15% 25%的〇&0、12% 20%的]\%0、小于0· 5的Si02、 0. 5% 2. 5%的V、0. 5% 的TFe以及微量雜質。 在根據本發明的預熔型精煉渣的制備方法的一個實施例中，所述釩鐵冶煉爐渣的加入量按重量計為30% 60%，所述石灰的加入量按重量計為39. 5% 69. 5%。
本發明的另一方面提供了一種預熔型精煉渣，所述預熔型精煉渣采用如上所述的制備方法制得。在根據本發明的預熔型精煉渣的一個實施例中，所述預熔型精煉渣成份按重量計包括21%~ 45% 的 Al203、44% 71% 的 Ca0、7% 11% 的 MgO、低于 0. 3% 的 SiO2、低于 0.5%的TFe以及微量雜質。該預熔型精煉渣可以作為煉鋼用預熔型精煉渣。與現有技術相比，本發明的有益效果包括⑴能夠有效利用釩鐵冶煉爐渣，有利于資源回收利用；(2)使用釩鐵冶煉爐渣制得了滿足エ藝要求的預熔型精煉渣。例如，所述預熔型精煉渣具有成份均勻穩定并能夠快速形成流動性、還原性良好的高堿度精煉渣的特點，從而能夠高效完成脫硫、脫氧、去除夾雜物的精煉任務。
圖1示出了根據本發明示例性實施例的預熔型精煉渣的制備方法的エ藝路線圖。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖來詳細說明本發明的示例性實施例。圖1示出了根據本發明示例性實施例的預熔型精煉渣的制備方法的エ藝路線圖。如圖1所示，在本發明的一個示例性實施例中，預熔型精煉渣的制備方法包括以下步驟將釩鐵冶煉爐渣與電爐起弧用鐵加入電爐，熔化形成熔池；向熔池中加入鋁以還原所述釩鐵冶煉爐渣中的釩氧化物；向熔池中加入石灰并用惰性氣體攪拌熔池，以形成含 12Ca0 · 7A1203和/或3Ca0 · Al2O3相的渣；分離熔池中的渣與金屬液，得到預熔型精煉渣和金屬液。這里，惰性氣體可以為氮氣或氬氣等常用惰性氣體。與釩鐵冶煉爐渣一起加入電爐中的鐵是為了起到引弧的作用，其加入量可以根據實際情況設定。加入鋁是為了還原所述釩鐵冶煉爐渣中的釩氧化物，因此，鋁的加入量可以根據釩鐵冶煉爐渣中的釩氧化物的含量計算得出。優選地，加入鋁的時機是待熔池完全熔清后，這樣便于操作并且有利于提高金屬鋁的利用率。金屬液主要含有金屬釩和鐵元素，其可以模鑄為塊后，返回釩鐵合金冶煉 エ藝進行利用；或者也可以直接以液態形式返回釩鐵合金冶煉エ藝進行利用。在本發明的一個示例性實施例中，所述加入石灰的步驟可將石灰分批加入熔池， 每批的量可以相等也可以不等，從而有利于使加入熔池中的石灰及時熔化，并改善渣相與金屬液相之間的反應，而且還可以促進精煉渣所需物質的形成，改善預熔型精煉渣的質量。例如，在本實施例中，可將石灰分三批加入熔池，并用氮氣攪拌，攪拌均勻后靜置20 30min來分離熔池中的渣與金屬液。這里，金屬液中主要含有金屬釩和鐵。惰性氣體攪拌可以促進傳熱和傳質，有利于促進含12Ca0 · 7A1203和/或3Ca0 · Al2O3相的渣的生成。在本發明的一個示例性實施例中，所述釩鐵冶煉爐渣可以為采用鋁熱法冶煉釩鐵合金時產生的爐渣。然而，本發明的所述釩鐵冶煉爐渣不限于此。由于本發明的方法利用了爐渣中的氧化鋁和氧化鈣，因此本領域技術人員應該清楚采用其它方法冶煉釩鐵合金時產生的爐渣，只要其中含有預定量的氧化鋁，即可作為本發明的釩鐵冶煉爐渣。在本發明的一個示例性實施例中，所述釩鐵冶煉爐渣按重量計包括55% 70% 的 A1203、15 % 25 % 的 CaO、12 % 20 % 的 MgO、小于 0. 5 的 Si02、0. 5 % 2. 5 % 的 V、 0. 5% 的TFe以及微量雜質。此時，所述釩鐵冶煉爐渣的加入量按重量計可以為30 % 60 %，所述石灰的加入量按重量計可以為39. 5 % 69. 5 %，從而可以獲得含有 12Ca0 · 7A1203和/或3Ca0 · Al2O3相的預熔型精煉渣。例如，獲得的預熔型精煉渣的成份如表2所示，其按重量計可以包括:21% 45%的Al203、44% 71%的Ca0、7% 11%的 MgO、低于0.3%的SiO2、低于0.5%的TFe以及微量雜質。本發明的預熔型精煉渣具有成份均勻、熔點低、熔速快和硫容高等特點，其能夠實現快速造渣和深度脫硫，促進非金屬夾雜物的吸收，縮短精煉周期，尤其適合作為煉鋼用預熔型精煉渣。當將本發明的預熔型精煉渣用于煉鋼エ藝中的二次精煉エ序吋，能夠快速形成流動性、還原性良好的高堿度精煉渣，從而能夠高效完成脫硫、脫氧、去除夾雜物的精煉任務，滿足生產需要。例如，將該預熔型精煉渣作為精煉渣加入鋼包精煉爐(即，LF爐)吋，該預熔型精煉渣在LF精煉過程快速形成流動性、還原性良好的高堿度精煉渣，使LF能高效完成脫硫、脫氧、去除夾雜物的精煉任務， 滿足生產需要。在本發明的一個示例性實施例，石灰、鋁、鐵均可以為含有少量雜質的常規材料。 在一般的情況下，石灰中CaO的重量百分比含量應大于80%，鋁中鋁元素的重量百分比含量應大于95%，否則會降低制得的煉鋼用預熔型精煉渣的質量。表1示出了釩鐵冶煉爐渣的主要成份(忽略雜質含量)，其中，所述釩鐵冶煉爐渣為采用鋁熱法冶煉釩鐵合金時產生的爐渣。表1釩鐵冶煉爐渣的主要成份(按重量百分比(wt% )計)
權利要求
1.一種預熔型精煉渣的制備方法，所述制備方法包括以下步驟將釩鐵冶煉爐渣與電爐起弧用鐵加入電爐，熔化形成熔池；向熔池中加入鋁以還原所述釩鐵冶煉爐渣中的釩氧化物；向熔池中加入石灰并用惰性氣體攪拌熔池，以形成含12Ca0 ·7Α1203和/或3Ca0 -Al2O3 相的渣；分離熔池中的渣與金屬液，得到預熔型精煉渣和金屬液。
2.根據權利要求1所述的預熔型精煉渣的制備方法，其特征在干，所述加入石灰的步驟中，將石灰分批加入熔池。
3.根據權利要求1所述的預熔型精煉渣的制備方法，其特征在干，所述釩鐵冶煉爐渣為采用鋁熱法冶煉釩鐵合金時產生的爐渣。
4.根據權利要求3所述的預熔型精煉渣的制備方法，其特征在干，所述釩鐵冶煉爐渣按重量計包括55% 70%的六1203、15% 25%的Ca0、12% 20%的]\%0、小于0. 5%的 Si02、0. 5% 2. 5%的V、0. 5% 的TFe以及微量雜質。
5.根據權利要求4所述的預熔型精煉渣的制備方法，其特征在干，所述釩鐵冶煉爐渣的加入量按重量計為30% 60%，所述石灰的加入量按重量計為39. 5% 69. 5%。
6.一種預熔型精煉渣，其特征在干，所述預熔型精煉渣采用根據權利要求1至5中任意一項所述的制備方法制得。
7.根據權利要求6所述的預熔型精煉渣，其特征在干，所述預熔型精煉渣成份按重量計包括 45% 的 Al2O3,44% 71% 的 Ca0、7% 11% 的 MgO、低于 0. 3% 的 SiO2、低于0.5%的TFe以及微量雜質。
8.根據權利要求7所述的預熔型精煉渣，其特征在干，所述預熔型精煉渣為煉鋼用預熔型精煉渣。
全文摘要
本發明提供了一種預熔型精煉渣及其制備方法。所述制備方法包括將釩鐵冶煉爐渣與電爐起弧用鐵加入電爐，熔化形成熔池；向熔池中加入鋁以還原所述釩鐵冶煉爐渣中的釩氧化物；向熔池中加入石灰并用惰性氣體攪拌熔池，以形成含12CaO·7Al2O3和/或3CaO·Al2O3相的渣；分離熔池中的渣與金屬液，得到預熔型精煉渣和金屬液。本發明能夠有效利用釩鐵冶煉爐渣，并制得滿足諸如煉鋼等冶金工藝要求的預熔型精煉渣。
文檔編號C21C7/076GK102560131SQ20111044627
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者何為, 向麗, 戈文蓀, 李龍, 杜利華, 楊森祥, 王永鋼, 翁建軍, 陳永, 陳煉 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司, 攀鋼集團西昌鋼釩有限公司