利用铝灰和生产高钒铁的废渣制备钒铝铁合金的方法

摘要

本发明公开了一种利用铝灰和生产高钒铁的废渣制备钒铝铁合金的方法，包括步骤：(1)原料预处理：将铝灰球磨至粒度50-80目；将生产高钒铁的废渣破碎并球磨至粒度50-80目，加入其重量6.5-7.5％碳酸钠和2.5-3.5％硫酸镁，混合，在800-1000℃的温度下焙烧5-7小时，得生产高钒铁的废渣熟料；还原剂采用烟煤，将烟煤球磨至粒度50-80目；(2)制球：按照铝灰30-45wt％：生产高钒铁的废渣熟料25-45wt％：烟煤20-30wt％的重量比称取原料；加入其原料总重量的15-20wt％的纸浆废液混合制球，烘干；(3)制备钒铝铁合金。本发明利用铝灰和生产高钒铁的废渣复合废气物为主要原料，通过合理调整比例制备钒铝铁合金，降低了钒铝铁合金的生产成本，变废为宝，避免了环境污染。

权利要求

1.利用铝灰和生产高钒铁的废渣制备钒铝铁合金的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)原料预处理：将铝灰球磨至粒度为50-80目；将生产高钒铁的废渣破碎并球磨至粒度为50-80目，然后加入其重量6.5-7.5％的碳酸钠和2.5-3.5％的硫酸镁，进行混合，然后送入回转炉在800-1000℃的温度下进行焙烧5-7小时，得到生产高钒铁的废渣熟料；还原剂采用烟煤，将烟煤球磨至粒度为50-80目；

(2)制球：按照铝灰30-45wt％：生产高钒铁的废渣熟料25-45wt％：烟煤20-30wt％的重量配比称取原料；并加入其原料总重量的15-20wt％的纸浆废液作为结合剂，混合制球，然后烘干到水份小于1％；

(3)制备钒铝铁合金：将干燥后的球料送入矿热炉，在1500-1800℃温度下冶炼，每隔2小时，放出钒铝铁合金，吹氧10-15分钟，静置除渣后铸锭。

2.根据权利要求1所述的利用铝灰和生产高钒铁的废渣制备钒铝铁合金的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的纸浆废液采用造纸厂产生的纸浆废液，含有效物质木质磺酸盐含量55-75％。

3.根据权利要求1所述的利用铝灰和生产高钒铁的废渣制备钒铝铁合金的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的将干燥后的球料送入矿热炉，在1600℃温度下冶炼。

4.根据权利要求1所述的利用铝灰和生产高钒铁的废渣制备钒铝铁合金的方法，其特征在于：所述的钒铝铁合金的主要成分重量百分比为：铝含量17-20％、铁含量13-18％、不可避免的杂质≤1％、钒余量。

说明书

利用铝灰和生产高钒铁的废渣制备钒铝铁合金的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及铁合金制备技术领域，尤其涉及一种利用铝灰和生产高钒铁的废渣制备钒铝铁合金的方法。

背景技术

[0002] 钢铁产业近年来最重要的技术是钢铁材料微合金化技术的开发与推广应用。常用的微合金化元素有铌、钒、钛等，目前可以采用钒铝铁合金的形式加入到钢铁冶炼过程中。目前的钒铝铁生产工艺复杂，原料昂贵，生产成本高。

[0003] 铝加工过程中产生大量的铝灰渣，铝灰渣的处理通常要经过二次精炼或机械方法提取金属铝，经提取铝后仍然剩余大量的铝会，剩余的铝灰中仍含有15-30％的金属铝，但是常常因为品位低不值得进一步提取铝而废弃，不仅造成浪费，而且对环境造成严重影响。其主要成分是金属铝和含铝的化合物，其中的金属铝无需还原，可直接进入钒铝铁合金，减少了还原剂的加入量，降低了生产成本。生产高钒铁的过程中产生的废渣，其中含有较高的V2O5和Al2O3，直接丢弃也会造成资源的浪费和环境的污染。

发明内容

[0004] 本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种利用铝灰和生产高钒铁的废渣制备钒铝铁合金的方法，利用铝灰和生产高钒铁的废渣复合废气物为主要原料，价格低廉但反应活性较高的烟煤为还原剂，通过合理调整比例制备钒铝铁合金，不仅克服了单独一种固体废弃物成分的局限性，而且降低了钒铝铁合金的生产成本，原料丰富，做到了变废为宝，避免了环境污染。

[0005] 为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：

[0006] 利用铝灰和生产高钒铁的废渣制备钒铝铁合金的方法，包括以下步骤：

[0007] (1)原料预处理：将铝灰球磨至粒度为50-80目；将生产高钒铁的废渣破碎并球磨至粒度为50-80目，然后加入其重量6.5-7.5％的碳酸钠和2.5-3.5％的硫酸镁，进行混合，然后送入回转炉在800-1000℃的温度下进行焙烧5-7小时，得到生产高钒铁的废渣熟料；还原剂采用烟煤，将烟煤球磨至粒度为50-80目；

[0008] (2)制球：按照铝灰30-45wt％：生产高钒铁的废渣熟料25-45wt％：烟煤20-30wt％的重量配比称取原料；并加入其原料总重量的15-20wt％的纸浆废液作为结合剂，混合制球，然后烘干到水份小于1％；

[0009] (3)制备钒铝铁合金：将干燥后的球料送入矿热炉，在1500-1800℃温度下冶炼，每隔2小时，放出钒铝铁合金，吹氧10-15分钟，静置除渣后铸锭。

[0010] 步骤(2)中所述的纸浆废液采用造纸厂产生的纸浆废液，含有效物质木质磺酸盐含量55-75％。

[0011] 步骤(3)中所述的将干燥后的球料送入矿热炉，在1600℃温度下冶炼。

[0012] 所述的钒铝铁合金的主要成分重量百分比为：铝含量17-20％、铁含量13-18％、不可避免的杂质≤1％、钒余量。

[0013] 与已有技术相比，本发明的有益效果如下：

[0014] 本发明的利用铝灰和生产高钒铁的废渣制备钒铝铁合金的方法，利用铝灰和生产高钒铁的废渣复合废气物为主要原料，价格低廉但反应活性较高的烟煤为还原剂，通过合理调整比例制备钒铝铁合金，铝灰的主要成分是金属铝和含铝的化合物，其中的金属铝无需还原，可直接进入钒铝铁合金，减少了还原剂的加入量，降低了生产成本；生产高钒铁的过程中产生的废渣，其中含有较高的V2O5和Al2O3，对其废渣进行氧化钠焙烧，然后制备钒铝铁合金，克服了单独一种固体废弃物成分的局限性，而且降低了钒铝铁合金的生产成本，原料丰富，做到了变废为宝，避免了环境污染。

具体实施方式

[0015] 以下结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不仅限于这些实施例，在未脱离本发明宗旨的前提下，所作的任何改进均落在本发明的保护范围之内。

[0016] 实施例1：

[0017] 利用铝灰和生产高钒铁的废渣制备钒铝铁合金的方法，包括以下步骤：

[0018] (1)原料预处理：将铝灰球磨至粒度为50目；将生产高钒铁的废渣破碎并球磨至粒度为50目，然后加入其重量6.5％的碳酸钠和3.5％的硫酸镁，进行混合，然后送入回转炉在800℃的温度下进行焙烧7小时，得到生产高钒铁的废渣熟料；还原剂采用烟煤，将烟煤球磨至粒度为50目；

[0019] (2)制球：按照铝灰30wt％：生产高钒铁的废渣熟料45wt％：烟煤25wt％的重量配比称取原料；并加入其原料总重量的15wt％的纸浆废液作为结合剂，混合制球，然后烘干到水份小于1％；所述的纸浆废液采用造纸厂产生的纸浆废液，含有效物质木质磺酸盐含量55-75％。

[0020] (3)制备钒铝铁合金：将干燥后的球料送入矿热炉，在1500℃温度下冶炼，每隔2小时，放出钒铝铁合金，吹氧10分钟，静置除渣后铸锭。

[0021] 本实施例1制备的钒铝铁合金的主要成分重量百分比为：铝含量17％、铁含量18％、不可避免的杂质1％、钒余量。

[0022] 实施例2：

[0023] 利用铝灰和生产高钒铁的废渣制备钒铝铁合金的方法，包括以下步骤：

[0024] (1)原料预处理：将铝灰球磨至粒度为60目；将生产高钒铁的废渣破碎并球磨至粒度为60目，然后加入其重量7.0％的碳酸钠和3.0％的硫酸镁，进行混合，然后送入回转炉在900℃的温度下进行焙烧6小时，得到生产高钒铁的废渣熟料；还原剂采用烟煤，将烟煤球磨至粒度为60目；

[0025] (2)制球：按照铝灰38wt％：生产高钒铁的废渣熟料35wt％：烟煤27wt％的重量配比称取原料；并加入其原料总重量的18wt％的纸浆废液作为结合剂，混合制球，然后烘干到水份小于1％；所述的纸浆废液采用造纸厂产生的纸浆废液，含有效物质木质磺酸盐含量55-75％。

[0026] (3)制备钒铝铁合金：将干燥后的球料送入矿热炉，在1600℃温度下冶炼，每隔2小时，放出钒铝铁合金，吹氧15分钟，静置除渣后铸锭。

[0027] 本实施例2制备的钒铝铁合金的主要成分重量百分比为：铝含量18％、铁含量16％、不可避免的杂质0.5％、钒余量。

[0028] 实施例3：

[0029] 利用铝灰和生产高钒铁的废渣制备钒铝铁合金的方法，包括以下步骤：

[0030] (1)原料预处理：将铝灰球磨至粒度为80目；将生产高钒铁的废渣破碎并球磨至粒度为80目，然后加入其重量7.5％的碳酸钠和2.5％的硫酸镁，进行混合，然后送入回转炉在1000℃的温度下进行焙烧5小时，得到生产高钒铁的废渣熟料；还原剂采用烟煤，将烟煤球磨至粒度为80目；

[0031] (2)制球：按照铝灰45wt％：生产高钒铁的废渣熟料25wt％：烟煤30wt％的重量配比称取原料；并加入其原料总重量的20wt％的纸浆废液作为结合剂，混合制球，然后烘干到水份小于1％；所述的纸浆废液采用造纸厂产生的纸浆废液，含有效物质木质磺酸盐含量55-75％。

[0032] (3)制备钒铝铁合金：将干燥后的球料送入矿热炉，在1800℃温度下冶炼，每隔2小时，放出钒铝铁合金，吹氧10分钟，静置除渣后铸锭。

[0033] 本实施例3制备的钒铝铁合金的主要成分重量百分比为：铝含量20％、铁含量18％、不可避免的杂质0.8％、钒余量。