提釩尾渣含碳球團(tuán)及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及提釩尾渣含碳球團(tuán)及其制備方法，屬于冶金領(lǐng)域。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種高強(qiáng)度的提釩尾渣含碳球團(tuán)及其制備方法。本發(fā)明提釩尾渣含碳球團(tuán)，由以下重量份組分組成：提釩尾渣100份，膨潤土0.6～0.9份，聚乙烯醇0.3～0.5份，煤粉12～18份，水8～12份。進(jìn)一步的，本發(fā)明還公開了提釩尾渣含碳球團(tuán)的制備方法。本發(fā)明提釩尾渣含碳球團(tuán)強(qiáng)度高，還原性好，同時(shí)，本發(fā)明制備工藝步驟簡單，所需設(shè)備少，能夠滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求，為冶金廢棄物綜合利用奠定了基礎(chǔ)，避免了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】提釩尾渣含碳球團(tuán)及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及提釩尾渣含碳球団及其制備方法，屬于冶金領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】[0002]我國四川省攀枝花ー西昌地區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的釩鈦磁鐵礦資源，攀西地區(qū)釩鈦磁鐵礦是ー種以鐵、釩、鈦為主并伴生有鉻、鎵、鎳、鈷、鈧、鉬族等多種元素的大型復(fù)合共生礦。釩鈦磁鐵礦中鎵、釩、鉻經(jīng)過選冶工藝后進(jìn)入釩渣中的比例分別為3.8%,39.85%,26.02%,品位分別為0.014%、13.28%,0.38%，釩渣提釩エ藝只提取了大部分的釩資源，而鎵、鉻及少部分釩資源進(jìn)入并富集于提釩尾渣中，被作為冶金棄渣堆積。
[0003]目前，全國每年生產(chǎn)五氧化二釩過程中產(chǎn)生的提釩尾渣近40萬噸，國內(nèi)外科技工作者主要采取濕法エ藝提取提釩尾渣中的殘釩、制備遠(yuǎn)紅外涂料及釩鈦黑瓷、直接還原ー磁選エ藝回收其中的鐵以及火法與濕法エ藝回收鎵、鐵，未對提釩尾渣綜合利用進(jìn)行系統(tǒng)研究，綜合回收其中的鎵、釩、鉻、鉄。因此，研究如何對其進(jìn)行開發(fā)利用，綜合回收其中的有價(jià)金屬，不但對資源綜合利用具有重要意義，而且可以解決提釩尾渣常年堆積所帯來的一系列環(huán)境問題。提釩尾渣內(nèi)配碳球團(tuán)的制備和強(qiáng)度的提高為提釩尾渣火法冶煉奠定了基礎(chǔ)，使提釩尾渣采用火法冶煉エ藝成為可能。
[0004]中國專利201210426342.0公開了ー種高爐用含碳球團(tuán)，其組分按如下質(zhì)量份組成:燒結(jié)機(jī)頭電除塵灰11-13份，高爐瓦斯泥39-42份，爐前礦槽除塵灰20-22份，無鈣鉻渣17-19份，鈦釩磁鐵精礦10-12份，氧化鋯3-5份，膨潤土 1-2份，消石灰1份。該申請的含碳球團(tuán)雖然在利用鋼鐵廠的粉塵類廢棄物為原料，但其抗壓強(qiáng)度最高僅為97.66N/個(gè)，抗壓強(qiáng)度不甚理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種高強(qiáng)度的提釩尾渣含碳球団及其制備方法。
[0006]本發(fā)明提釩尾渣含碳球團(tuán)，由以下重量份組分組成:提釩尾渣100份，膨潤土0.6~0.9份，聚乙烯醇0.3~0.5份，煤粉12~18份，水8~12份。
[0007]其中，為了提高提釩尾渣含碳球団的抗壓和落下強(qiáng)度，所述提釩尾渣中鐵含量優(yōu)選為26~32wt%，更優(yōu)選為32wt%，五氧化二釩的含量優(yōu)選為1.5~2.5wt%，更優(yōu)選為2wt%，三氧化二鉻的含量為1.5~3.0wt%,更優(yōu)選為2.2wt%,氧化猛、二氧化娃和三氧化二招含量之和為23~30wt%，更優(yōu)選為25wt% ;所述煤粉的固定碳含量優(yōu)選> 70wt%，更優(yōu)選為75~85wt%，最優(yōu)選為79.33wt% ;灰分和揮發(fā)分含量之和優(yōu)選< 30%，更優(yōu)選為15~25wt%，最優(yōu)選為19.98wt%，熱值優(yōu)選≥25000KJ Kg^1,更優(yōu)選為27000~30000KJ Kg'最優(yōu)選為28511IOKJ Kg—1。
[0008]進(jìn)ー步的，為了提高提釩尾渣含碳球団的抗壓和落下強(qiáng)度，所述聚乙烯醇優(yōu)選為濃度為3~10wt%的水溶液，更優(yōu)選為6wt%水溶液，其中，聚乙烯醇可選用常規(guī)的聚乙烯醇，優(yōu)選平均分子量為180000~200000的聚乙烯醇；作為更優(yōu)選方案，聚乙烯醇的制備采用如下方法:將聚乙烯醇于100~150°C下溶于水，制備成聚乙烯醇水溶液。
[0009]進(jìn)ー步的，本發(fā)明還公開了提釩尾渣含碳球團(tuán)的制備方法，包括如下步驟:
[0010]a、物料混合:按照配比稱取各組分，并混合；
[0011]b、壓カ成型:在10~14MPa的成型壓カ下壓制成生球；
[0012]C、焙燒:將生球于650~900°C下焙燒10~20min，即得。
[0013]進(jìn)ー步的，為了降低提釩尾渣含碳球團(tuán)成產(chǎn)成本，c步驟優(yōu)選于空氣中進(jìn)行。
[0014]經(jīng)測試，通過本發(fā)明方法制備的生球抗壓強(qiáng)度為30~60牛/球，落下強(qiáng)度為10~15次/球；最終得到的提釩尾渣含碳球團(tuán)抗壓強(qiáng)度為100~500牛/球，落下強(qiáng)度為30~50次/球。
[0015]其中，本發(fā)明抗壓強(qiáng)度測試采用智能強(qiáng)度測試儀，落下強(qiáng)度測量防范為距離橡膠板 50cm。
[0016]本發(fā)明有益效果:
[0017]1、本發(fā)明所得提釩尾渣含碳球團(tuán)強(qiáng)度高，還原性好，可以作為轉(zhuǎn)底爐、電弧爐、車底爐等高溫熔煉爐的原料，為提釩尾渣的綜合利用打下堅(jiān)實(shí)的原料基礎(chǔ)。
[0018]2、本發(fā)明制備エ藝步驟簡單，所需設(shè)備少，能夠滿足エ業(yè)化生產(chǎn)的要求，同時(shí)為冶金廢棄物綜合利用奠定了基礎(chǔ)，避免了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1生產(chǎn)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明提釩尾渣含碳球團(tuán)，由以下重量份組分組成:提釩尾渣100份，膨潤土0.6~0.9份，聚乙烯醇0.3~0.5份，煤粉12~18份，水8~12份。
[0021]其中，為了提高提釩尾渣含碳球団的抗壓和落下強(qiáng)度，所述提釩尾渣中鐵含量優(yōu)選為26~32wt%，更優(yōu)選為32wt%，五氧化二釩的含量優(yōu)選為1.5~2.5wt%，更優(yōu)選為2wt%，三氧化二鉻的含量為1.5~3.0wt%,更優(yōu)選為2.2wt%,氧化猛、二氧化娃和三氧化二招含量之和為23~30wt%，更優(yōu)選為25wt% ;所述煤粉的固定碳含量優(yōu)選> 70wt%,更優(yōu)選為75~85wt%，最優(yōu)選為79.33wt% ;灰分和揮發(fā)分含量之和優(yōu)選< 30%，更優(yōu)選為15~25wt%，最優(yōu)選為19.98wt%，熱值優(yōu)選≥25000KJ Kg^1,更優(yōu)選為27000~30000KJ Kg'最優(yōu)選為28511IOKJ Kg—1。
[0022]進(jìn)ー步的，為了提高提釩尾渣含碳球団的抗壓和落下強(qiáng)度，所述聚乙烯醇優(yōu)選為濃度為3~10wt%的水溶液，更優(yōu)選為6wt%水溶液，其中，聚乙烯醇可選用常規(guī)的聚乙烯醇，優(yōu)選平均分子量為180000~200000的聚乙烯醇；作為更優(yōu)選方案，聚乙烯醇的制備采用如下方法:將聚乙烯醇于100~150°C下溶于水，制備成聚乙烯醇水溶液。
[0023]進(jìn)ー步的，本發(fā)明還公開了提釩尾渣含碳球團(tuán)的制備方法，包括如下步驟:
[0024]a、物料混合:按照配比稱取各組分，并混合；
[0025]b、壓カ成型:在10~14MPa的成型壓カ下壓制成生球；
[0026]C、焙燒:將生球于650~900°C下焙燒10~20min，即得。[0027]進(jìn)ー步的，為了降低提釩尾渣含碳球團(tuán)成產(chǎn)成本，c步驟優(yōu)選于空氣中進(jìn)行。
[0028]經(jīng)測試，通過本發(fā)明方法制備的生球抗壓強(qiáng)度為30~60牛/球，落下強(qiáng)度為10~15次/球；最終得到的提釩尾渣含碳球團(tuán)抗壓強(qiáng)度為100~500牛/球，落下強(qiáng)度為30~50次/球。
[0029]其中，本發(fā)明抗壓強(qiáng)度測試采用智能強(qiáng)度測試儀，落下強(qiáng)度測量防范為距離橡膠板 50cm。
[0030]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)ー步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。
[0031]實(shí)施例1本發(fā)明提釩尾渣含碳球團(tuán)的制備
[0032]a、物料混合:將提釩尾渣:膨潤土:聚乙烯醇:煤粉:水分按重量比100: 0.9:0.4: 16: 8均勻混合；
[0033]其中，提釩尾渣中，鐵含量為32wt%，五氧化二釩的含量為2wt%，三氧化二鉻的含量為1.2wt%，氧化錳、二氧化硅和三氧化二鋁含量之和為25wt% ;煤粉的固定碳含量為79.33%，灰分和揮發(fā)分含量之和為19.98%，熱值為28511KJ Kg—1 ;分子量為180000，且濃度為6wt%的水溶液；
[0034]b、壓カ成型:在成型壓カ1lMPa壓制成生球；
[0035]C、焙燒:將生球于800°C下焙燒15min，即得。
[0036]經(jīng)測試，生球抗壓強(qiáng)度為35牛/球，落下強(qiáng)度為10次/球；焙燒后提釩尾渣含碳球團(tuán)抗壓強(qiáng)度為150牛/球，落下強(qiáng)度為35次/球。
[0037]實(shí)施例2本發(fā)明提釩尾渣含碳球團(tuán)的制備
[0038]a、物料混合:將提釩尾渣:膨潤土:聚乙烯醇:煤粉:水分按重量比100: 0.9:0.4: 16: 8均勻混合；
[0039]其中，提釩尾渣中，鐵含量為30.2wt%，五氧化二釩的含量為1.5wt%，三氧化二鉻的含量為1.6wt%，氧化錳、二氧化硅和三氧化二鋁含量之和為23.lwt% ;煤粉的固定碳含量為89.1%，灰分和揮發(fā)分含量之和為11.2%，熱值為27301KJ Kg—1 ;聚乙烯醇分子量為200000，且濃度為3wt%的水溶液；
[0040]b、壓カ成型:在成型壓カ14MPa壓制成生球；
[0041]C、焙燒:將生球于900°C下焙燒15min，即得。
[0042]經(jīng)測試，生球團(tuán)抗壓強(qiáng)度為35牛/球，落下強(qiáng)度為10次/球；焙燒后提釩尾渣含碳球團(tuán)抗壓強(qiáng)度為500牛/球，落下強(qiáng)度為45次/球。
[0043]實(shí)施例3本發(fā)明提釩尾渣含碳球團(tuán)的制備
[0044]a、物料混合:將提釩尾渣:膨潤土:聚乙烯醇:煤粉:水分按重量比100: 0.7:0.3: 12: 10均勻混合；
[0045]其中，提釩尾渣中，鐵含量為26.5wt%，五氧化二釩的含量為2.5wt%，三氧化二鉻的含量為2.4wt%，氧化錳、二氧化硅和三氧化二鋁含量之和為29.6wt% ;煤粉的固定碳含量為72.3%，灰分和揮發(fā)分含量之和為26.5%，熱值為27928KJ Kg—1 ;聚乙烯醇分子量為180000，且濃度為6wt%的水溶液；
[0046]b、壓カ成型:在成型壓カI(xiàn)lMPa壓制成生球；
[0047]C、焙燒:將生球于850°C下焙燒15min，即得。[0048]經(jīng)測試，生球團(tuán)抗壓強(qiáng)度為40牛/球，落下強(qiáng)度為12次/球；焙燒后提釩尾渣含碳球團(tuán)抗壓強(qiáng)度為320牛/球，落下強(qiáng)度為40次/球。
[0049]實(shí)施例4本發(fā)明提釩尾渣含碳球團(tuán)的制備
[0050]a、物料混合:將提釩尾渣:膨潤土:聚乙烯醇:煤粉:水分按重量比100: 0.6:0.5: 18: 12均勻混合；
[0051]其中，提釩尾渣中，鐵含量為28.9wt%，五氧化二釩的含量為2.lwt%，三氧化二鉻的含量為3.0wt%，氧化錳、二氧化硅和三氧化二鋁含量之和為27.3wt% ;煤粉的固定碳含量為80.4%，灰分和揮發(fā)分含量之和為19.2%，熱值為28677KJ Kg—1 ;聚乙烯醇分子量為200000，且濃度為9wt%的水溶液；
[0052]b、壓カ成型:在成型壓カ12MPa壓制成生球；
[0053]C、焙燒:將生球于650°C下焙燒lOmin，即得。
[0054]經(jīng)測試，生球團(tuán)抗壓強(qiáng)度為40牛/球，落下強(qiáng)度為15次/球；焙燒后提釩尾渣含碳球團(tuán)抗壓強(qiáng)度為120牛/ 球，落下強(qiáng)度為35次/球。
[0055]實(shí)施例5本發(fā)明提釩尾渣含碳球團(tuán)的制備
[0056]a、物料混合:將提釩尾渣:膨潤土:聚乙烯醇:煤粉:水分按重量比100: 0.9:0.5: 18: 12均勻混合；
[0057]其中，提釩尾渣中，鐵含量為27.6wt%，五氧化二釩的含量為1.9wt%，三氧化二鉻的含量為2.6wt%，氧化錳、二氧化硅和三氧化二鋁含量之和為29.4wt% ;煤粉的固定碳含量為75.5%，灰分和揮發(fā)分含量之和為24.3%，熱值為29647KJ Kg—1 ;聚乙烯醇分子量為200000，且濃度為10wt%的水溶液；
[0058]b、壓カ成型:在成型壓カI(xiàn)lMPa壓制成生球；
[0059]C、焙燒:將生球于850°C下焙燒15min，即得。
[0060]經(jīng)測試，生球團(tuán)抗壓強(qiáng)度為30牛/球，落下強(qiáng)度為10次/球；焙燒后提釩尾渣含碳球團(tuán)抗壓強(qiáng)度為350牛/球，落下強(qiáng)度為45次/球。
[0061]實(shí)施例6本發(fā)明提釩尾渣含碳球團(tuán)的制備
[0062]a、物料混合:將提釩尾渣:膨潤土:聚乙烯醇:煤粉:水分按重量比100: 0.8:0.5: 18: 12均勻混合；
[0063]其中，提釩尾渣中，鐵含量為32wt%，五氧化二釩的含量為2.5wt%，三氧化二鉻的含量為1.8wt%，氧化錳、二氧化硅和三氧化二鋁含量之和為25wt% ;煤粉的固定碳含量為79.1%，灰分和揮發(fā)分含量之和為19.9%，熱值為28461KJ Kg—1 ;聚乙烯醇分子量為180000，且濃度為6wt%的水溶液；
[0064]b、壓カ成型:在成型壓カI(xiàn)OMPa壓制成生球；
[0065]C、焙燒:將生球于900°C下焙燒lOmin，即得。
[0066]經(jīng)測試，生球團(tuán)抗壓強(qiáng)度為45牛/球，落下強(qiáng)度為15次/球；焙燒后提釩尾渣含碳球團(tuán)抗壓強(qiáng)度為400牛/球，落下強(qiáng)度為50次/球。
【權(quán)利要求】
1.提釩尾渣含碳球団，其特征在于由以下重量份組分組成:提釩尾渣100份，膨潤土0.6~0.9份，聚乙烯醇0.3~0.5份，煤粉12~18份，水8~12份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提釩尾渣含碳球團(tuán)，其特征在于:所述提釩尾渣中鐵含量為26~32wt%，五氧化二釩的含量為1.5~2.5wt%，三氧化二鉻的含量為1.5~3.0wt%,氧化錳、二氧化硅和三氧化二鋁含量之和為23~30wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提釩尾渣含碳球團(tuán)，其特征在于:所述提釩尾渣中鐵含量為32wt%，五氧化二釩的含量為2wt%，三氧化二鉻的含量為2.2wt%，氧化錳、二氧化硅和三氧化二鋁含量之和為25wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的提釩尾渣含碳球団，其特征在于:所述煤粉的固定碳含量> 70wt%，灰分和揮發(fā)分含量之和< 30wt%，熱值> 25000KJ Kg—1。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提釩尾渣含碳球團(tuán)，其特征在于:所述煤粉的固定碳含量為75~85wt%，優(yōu)選為79.33wt% ;灰分和揮發(fā)分含量之和為15~25wt%，優(yōu)選為19.98wt% ;熱值為 27000 ~30000KJ Kg'優(yōu)選為 2851IKJ Kg'
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的提釩尾渣含碳球団，其特征在于:所述聚乙烯醇為濃度為3~10wt%的水溶液，優(yōu)選為6wt%的水溶液。
7.權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的提釩尾渣含碳球団的制備方法，其特征在于包括如下步驟: a、物料混合:按照配比稱取各組分，并混合； b、成型:將混合好的物料壓制成球，得生球； C、焙燒:將生球焙燒，即得。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的提釩尾渣含碳球團(tuán)的制備方法，其特征在于:所述b步驟中成型壓カ為10~14MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的提釩尾渣含碳球團(tuán)的制備方法，其特征在于:所述c步驟于650~900°C下焙燒10~20min。
10.根據(jù)權(quán)利要求5~9任一項(xiàng)所述的提釩尾渣含碳球団的制備方法，其特征在于:c步驟于空氣中進(jìn)行。
【文檔編號】C22B1/245GK103526011SQ201310453064
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】吳恩輝, 楊紹利, 侯靜, 李軍, 黃平, 李昌東 申請人:攀枝花學(xué)院