可高效回收金屬鐵的精細(xì)釩渣制備方法研究

馮國晟，劉 超，靳倩倩，周桂紅

（1.河鋼承鋼釩鈦事業(yè)部，河北 承德 067002；2.承德中灤煤化工有限公司，河北 承德 067002）

濕法冶金提釩工藝中，需要將轉(zhuǎn)爐所提取的塊狀物料通過磁盤吊砸碎、破碎、粉磨等工序制成精細(xì)粉狀物料，粉狀物料粒度必須達(dá)到工藝要求，并且要求金屬鐵含量低于3%，以降低金屬鐵對釩渣氧化鈉化焙燒或亞熔鹽法提釩工藝的影響。但是現(xiàn)有精細(xì)釩渣制備工藝中，所采用的磨機(jī)工藝結(jié)構(gòu)不合理，磨機(jī)產(chǎn)能低、能耗高。粉磨除鐵系統(tǒng)工藝繁瑣，精渣除鐵效率低，工藝中所使用的雙輥磁選機(jī)在運(yùn)行中，極易磁化弱磁性的釩渣，導(dǎo)致彌散鐵帶渣含量達(dá)到11%以上，彌散鐵回爐處理困難，造成釩渣資源浪費(fèi)。

1 原因分析

常規(guī)精細(xì)釩渣制備工藝中主要由于磨機(jī)工藝結(jié)構(gòu)不合理，除鐵篩分設(shè)備及磁選機(jī)結(jié)構(gòu)及工藝部件不適合物料性質(zhì)。

1.1 磨機(jī)結(jié)構(gòu)影響粉磨產(chǎn)能及豆鐵篩分效率

由于磨機(jī)隔倉及出料篦子板過料孔結(jié)構(gòu)為直棱角，進(jìn)入球磨機(jī)的釩渣仍然含有9-13%的金屬鐵，且釩渣含鐵大多數(shù)以豆鐵形式存在于釩渣中，經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)直徑在5-10mm的豆鐵占釩渣含鐵的71-86%，豆鐵形狀不規(guī)則。經(jīng)過球磨機(jī)一倉粗磨后，釩渣內(nèi)豆鐵裸露出來，大多數(shù)豆鐵隨釩渣排出磨外。

受篦子板過料孔結(jié)構(gòu)及豆鐵形狀的不規(guī)則影響，當(dāng)豆鐵經(jīng)過篦子板時(shí)，易卡在過料孔中，磨機(jī)產(chǎn)能大幅降低；原有磨機(jī)一段倉、二段倉均為球磨，不適合磨機(jī)一段倉為粗磨、二段倉為細(xì)磨的物料功能要求；其次磨機(jī)出口原有圓筒篩篩孔結(jié)構(gòu)長條孔，由于經(jīng)過球磨機(jī)研磨的豆鐵形狀均不規(guī)則，豆鐵易卡在圓通篩篩孔中，最終導(dǎo)致圓筒篩篩分效果差，豆鐵帶渣指標(biāo)超標(biāo)。

1.2 精渣篩分設(shè)備結(jié)構(gòu)不合理

除鐵篩分設(shè)備為雙層直線振動(dòng)篩或回轉(zhuǎn)篩，其篩網(wǎng)篩孔為長條孔或方孔，由于經(jīng)過磨機(jī)研磨后的彌散鐵大多數(shù)為片狀，彌散鐵易從篩網(wǎng)中漏出，導(dǎo)致篩分設(shè)備失去應(yīng)有功能，精渣明鐵含量高，最終導(dǎo)致焙燒工藝控制困難，影響系統(tǒng)釩收率。

1.3 工藝中所使用的磁選機(jī)不適合物料性質(zhì)

工藝中所使用的磁選機(jī)極易磁化較大顆粒釩渣，導(dǎo)致彌散鐵帶渣含量達(dá)到11%以上，造成釩渣浪費(fèi)，彌散鐵回爐利用困難。

2 可高效回收金屬鐵的精細(xì)釩渣制備方法研究

2.1 釩渣粉磨系統(tǒng)工藝改進(jìn)

針對原工藝磨機(jī)生產(chǎn)率低、除鐵系統(tǒng)除鐵效果差及各項(xiàng)指標(biāo)不合格的情況，改進(jìn)了磨機(jī)內(nèi)部工藝結(jié)構(gòu)，取消了磁選機(jī)，同時(shí)將雙層直線振動(dòng)篩改為雙層滾筒篩，取消了篩分后物料返回，篩分后釩渣直接進(jìn)入到精渣中，工藝改進(jìn)后簡化了物料工藝處理設(shè)備，解決了粉磨系統(tǒng)生產(chǎn)效率低的問題，同時(shí)解決了彌散鐵帶渣含量高、精渣含鐵高的問題。

圖1 改進(jìn)后粉磨系統(tǒng)工藝流程圖

2.2 磨機(jī)工藝結(jié)構(gòu)及研磨體改進(jìn)

（1）針對原磨機(jī)篦子板易卡豆鐵的問題，將磨機(jī)隔倉篦子板過料孔入口及出口位置棱角結(jié)構(gòu)改進(jìn)為R5-8mm的圓倒角結(jié)構(gòu)，并將過料孔入口及出口寬度加寬3-5mm；同時(shí)調(diào)整過料孔結(jié)構(gòu)布局，使得篦子板有效過料面積由原來的13.35%增加到17.69%。

圖2 磨機(jī)改進(jìn)前后精渣粒度合格率對比

（2）磨機(jī)出口圓筒篩改進(jìn)：為了利用磨機(jī)本體動(dòng)能、增加球磨機(jī)出口圓筒篩有效篩分面積以及降低豆鐵帶渣含量，將球磨機(jī)出口圓筒篩在原長700mm的基礎(chǔ)上加長到1200mm，改造后圓筒篩有效篩分面積較原有圓筒篩增加了1.9倍。同時(shí)將圓筒篩篩孔由原長方孔（6*20mm）改為直徑為φ2-5mm圓孔。解決了篩網(wǎng)堵塞豆鐵的問題。

圖3 圓筒篩改進(jìn)前后豆鐵產(chǎn)量對比

圖4 除鐵工藝改進(jìn)后精渣含鐵對比圖

2.3 精渣除鐵工藝改進(jìn)

針對原精渣粉磨工藝中除鐵工藝所使用的設(shè)備磁選機(jī)極易磁化風(fēng)選后粗粒釩渣，導(dǎo)致彌散鐵帶渣含量高，以及所使用的雙層振動(dòng)篩或回轉(zhuǎn)篩除鐵效率低、設(shè)備故障率高等問題，取消磁選機(jī)、雙層振動(dòng)篩或回轉(zhuǎn)篩，提出精渣除鐵設(shè)備使用雙層圓筒篩代替，其內(nèi)筒篩網(wǎng)尺寸為φ1200*3000mm，外筒篩網(wǎng)尺寸為φ1500*3000mm，篩網(wǎng)材質(zhì)均采用304不銹鋼，內(nèi)網(wǎng)篩孔為-20目，外網(wǎng)篩孔為-40目，雙層圓筒篩整體從入料端到出料端有5度傾角，以保證篩分后鐵粒流動(dòng)順暢。（如圖4）。

3 結(jié)語

（1）分析出磨機(jī)產(chǎn)能低的原因。

（2）分析出精渣除鐵效率低的影響因素。

（3）研究出新磨機(jī)工藝及精渣除鐵的新方法，并將其應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中的效果分析。

（4）新磨機(jī)磨機(jī)工藝及精渣除鐵方法的應(yīng)用，所得到的精渣明鐵含量降低至2.8%以下，豆鐵、彌散鐵帶渣含量降低至2%以下。通過本方法在提高磨機(jī)產(chǎn)能的同時(shí)增加了副產(chǎn)品豆鐵、彌散鐵的產(chǎn)量，提升了產(chǎn)線經(jīng)濟(jì)效益，能夠滿足工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的要求。