本發(fā)明屬于非高爐煉鐵與資源綜合利用領(lǐng)域，具體涉及一種含稀土混合熔渣冶金熔融還原回收的方法。
背景技術(shù)：
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白云鄂博礦是世界上罕見的鐵、稀土、鈮、釷等元素共生大型多金屬共生礦，目前，鐵儲量14.6億噸，稀土資源R2O3，1.35億噸，居世界第一位，鈮資源，Nb2O5占我國95％。我國采用“白云鄂博鐵礦選礦-高爐-轉(zhuǎn)爐”工藝流程，實(shí)現(xiàn)了白云鄂博鐵礦的大規(guī)模利用。
含稀土高爐渣產(chǎn)生于白云鄂博鐵礦的高爐煉鐵過程。其RE2O3含量0.1～8％，0.01～0.08％左右的ThO2，我國每年排放800萬噸以上含鈮稀土高爐渣，堆積已超過三千萬噸含稀土高爐渣，含稀土高爐渣是一種重要的二次資源。由高爐放出的含稀土高爐熔渣溫度高于1300℃，因此，含稀土高爐熔渣也是重要的物理熱資源。
含鈮鋼渣產(chǎn)生于白云鄂博鐵礦的煉鋼過程，其金屬鐵含量為4～12％，鐵氧化含量為10～35％，五氧化二鈮含量為0.1～5％，五氧化二磷含量為0.2～6％，并含有自由氧化鈣(10％左右)，每年排放300萬噸以上含鈮鋼渣，堆積已超過2000萬噸以上，含鈮鋼渣是一種重要的二次資源。含鈮煉鋼熔渣溫度高于1500℃，因此，含鈮煉鋼熔渣也是重要的物理熱資源。
普通鋼渣產(chǎn)生于普通鐵精礦煉鋼過程中，含有金屬鐵、鐵氧化物、氧化鈣、磷等有價(jià)組分，每年排放一億噸以上，是一種重要的二次資源。同時，普通熔融鋼渣溫度高于1500℃，因此，普通熔融鋼渣也是重要的物理熱資源。
含稀土高爐渣、含鈮鋼渣與普通鋼渣同屬人造礦，含稀土、鈮、鐵、磷、鈣等物相分散細(xì)小，屬難處理礦，其綜合利用問題尚未得到高效解決，大量堆積，既浪費(fèi)資源，又污染環(huán)境。
含稀土高爐熔渣、含鈮熔融鋼渣與普通熔融鋼渣，蘊(yùn)含著豐富的熱能資源，含有大量的熱態(tài)冶金熔劑，含有較高含量的稀土、鈮、鐵、磷、鈣等多種有價(jià)元素，是重要的二次資源。熔融含稀土高爐熔渣、熔融含鈮鋼渣與普通熔融鋼渣化學(xué)反應(yīng)活性強(qiáng)，都是物理化學(xué)性質(zhì)優(yōu)良的熔渣體系，為熔渣冶金熔融還原提供了必要條件。含稀土高爐熔渣、熔融含鈮鋼渣與普通熔融鋼渣不是廢棄物，而是冶金中間產(chǎn)品。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種含稀土混合熔渣冶金熔融還原回收的方法，提供了一種熔渣冶金的方法。該方法以混合熔渣作為熔渣體系，通過渣浴，實(shí)現(xiàn)熔渣冶金熔融還原，是一種由含稀土混合熔渣熔融還原回收含鈮生鐵/生鐵或鋼、富稀土相、富磷相，并實(shí)現(xiàn)了熔渣調(diào)質(zhì)處理的方法。該方法反應(yīng)時間短、金屬回收率高、生產(chǎn)成本低、原料適應(yīng)性強(qiáng)、處理量大、環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)收益高、可有效解決環(huán)境污染、冶金資源與熱能高效回收利用問題，是一種熔渣冶金新工藝，一種新的熔融還原工藝，是現(xiàn)有冶金工藝的完善與創(chuàng)新，是世界上首次開發(fā)出熔渣冶金工藝，熔渣不是廢棄物，而是冶金中間產(chǎn)品。
本發(fā)明的混合熔渣冶金熔融還原回收的方法，充分利用鋼鐵生產(chǎn)中間產(chǎn)物-含稀土高爐熔渣與熔融鋼渣的物理熱資源和熱態(tài)冶金熔劑，以及含稀土高爐熔渣與熔融鋼渣的高化學(xué)活性，通過含稀土高爐熔渣和熔融鋼渣的混合，熱態(tài)熔劑熔融反應(yīng)，攪拌，渣浴還原，實(shí)現(xiàn)了含稀土混合熔渣冶金，熔融還原煉鐵，鈮組分分別富集于含鈮鐵水、生鐵、鋼及富鈮相，含稀土混合熔渣中的鈮與鐵以含鈮鐵水、生鐵、鋼形式回收，并實(shí)現(xiàn)了富稀土相、富鈮相、富磷相回收與含稀土和/或鈮混合熔渣調(diào)質(zhì)，得到的熔渣可直接用作礦渣水泥、水泥調(diào)整劑、水泥生產(chǎn)中的添加劑、水泥熟料，或添加其他組分生產(chǎn)高附加值的水泥熟料。
本發(fā)明的一種含稀土混合熔渣冶金熔融還原回收的方法，具體包括以下步驟：
步驟1，混合熔渣冶金熔融還原：
取熔融態(tài)含稀土高爐熔渣和熔融態(tài)鋼渣，加入保溫裝置或熔渣可流出的熔煉反應(yīng)裝置，形成反應(yīng)混合熔渣后，通過調(diào)控同時保證如下(a)和(b)兩個參數(shù)，獲得還原后的熔渣；
(a)反應(yīng)混合熔渣的溫度在設(shè)定范圍內(nèi)；
(b)應(yīng)混合熔渣中，F(xiàn)eO的質(zhì)量濃度≤1.0％；
對應(yīng)(a)：
設(shè)定溫度范圍為1300～1620℃；
當(dāng)反應(yīng)裝置采用保溫裝置時，反應(yīng)混合熔渣的溫度范圍設(shè)定為1300～1580℃；
當(dāng)反應(yīng)裝置采用熔渣可流出的熔煉反應(yīng)裝置時，反應(yīng)混合熔渣的溫度范圍設(shè)定為1350～1620℃；
控制反應(yīng)混合熔渣的溫度在設(shè)定溫度范圍的方法為：
當(dāng)反應(yīng)混合熔渣的溫度＜設(shè)定溫度范圍下限時，通過反應(yīng)裝置自身的加熱功能，或向反應(yīng)混合熔渣中加入燃料、含鈮熔融鋼渣或普通熔融鋼渣中的一種或幾種，進(jìn)行熱量補(bǔ)償，使反應(yīng)混合熔渣的溫度達(dá)到設(shè)定溫度范圍內(nèi)；
當(dāng)反應(yīng)混合熔渣的溫度＞設(shè)定溫度范圍上限時，向反應(yīng)混合熔渣中加入含鈮稀土物料、含鐵物料、冶金熔劑或含稀土高爐熔渣中的一種或幾種，進(jìn)行降溫，使反應(yīng)混合熔渣的溫度達(dá)到設(shè)定溫度范圍內(nèi)；
對應(yīng)(b)：
反應(yīng)混合熔渣中的FeO含量＞1.0％時，向反應(yīng)混合熔渣中，噴入還原劑，使反應(yīng)混合熔渣滿足參數(shù)(c)；
判斷步驟1結(jié)束的條件為：
反應(yīng)混合熔渣中，F(xiàn)eO的質(zhì)量濃度≤1.0％時，停止步驟1操作，獲得還原后的熔渣；
步驟2，分離回收：
采用以下方法中的一種：
方法一，當(dāng)反應(yīng)裝置采用保溫裝置時，采用方法A、方法B或方法C：
方法A：當(dāng)反應(yīng)裝置采用不可傾倒的保溫裝置或可傾倒的保溫裝置時：
(1)將還原后的熔渣，冷卻至室溫，獲得緩冷渣；其中，金屬鐵沉降到反應(yīng)裝置的底部，形成鐵坨；
(2)人工取出鐵坨；將剩余緩冷渣中金屬鐵層，破碎至粒度為20～400μm，磨礦，磁選分離出剩余金屬鐵；
(3)對去除鐵坨和金屬鐵層的緩冷渣，采用重力分選法進(jìn)行分離，獲得富稀土精礦/富鈮精礦/富稀土與鈮精礦和尾礦；
(4)尾礦的回收利用有2種：①作為水泥原料、建筑材料、代替碎石作骨料、路材或磷肥使用；②采用濕法冶金、選礦方法或選礦-濕法冶金聯(lián)合法將尾礦中含磷組分分離出來；
方法B：僅當(dāng)反應(yīng)裝置采用可傾倒的保溫裝置時：
(1)將還原后的熔渣的溫度降溫至1150～1250℃，沉降，渣-金分離，將中部和上部的還原后的熔渣倒出后，空冷或水淬，用作水泥原料或建筑材料；
(2)將下部的還原后的熔渣，仍在可傾倒的保溫裝置中，按照方法A還原后的熔渣進(jìn)行處理；
方法C：僅當(dāng)反應(yīng)裝置采用可傾倒的保溫裝置時：
(1)將還原后的熔渣，沉降渣-金分離，獲得鐵水與熔渣；
(2)當(dāng)熔渣中RE2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤1％時，直接將熔渣水淬，用作水泥原料或建筑材料；
(3)將鐵水送往轉(zhuǎn)爐煉鋼；
方法二，當(dāng)反應(yīng)裝置采用熔渣可流出的熔煉反應(yīng)裝置時，分離回收采用方法D、方法E或方法F：
方法D：
(1)將還原后的熔渣的溫度降溫至1150～1250℃，沉降，渣-金分離，將中部和上部的還原后的熔渣空冷或水淬，用作水泥原料或建筑材料；
(2)將下部的還原后的熔渣，倒入保溫裝置中，按照方法A的還原后的熔渣進(jìn)行處理；
方法E：
(1)將還原后的熔渣，沉降渣-金分離，獲得鐵水與熔渣；
(2)將熔渣進(jìn)行爐外熔渣處理；
(3)將鐵水送往轉(zhuǎn)爐煉鋼；
其中，熔渣進(jìn)行爐外熔渣處理，采用方法E-1、E-2、E-3、E-4、E-5或E-6中的一種：
方法E-1：熔渣直接水淬；
當(dāng)熔渣中RE2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤1％時，直接將熔渣水淬，用作水泥原料或建筑材料；
方法E-2：熔渣氧化后空冷或水淬
(1)將熔渣倒入可傾倒的保溫裝置或熔渣可流出的熔煉反應(yīng)裝置中，向熔渣中吹入氧化性氣體，直至熔渣中的氧化鐵質(zhì)量百分?jǐn)?shù)≥2wt％，完成噴吹，獲得氧化后熔渣；其中，在整個過程中，控制熔渣溫度≥1450℃，控制方法為：
當(dāng)溫度＜1450℃，噴入預(yù)熱燃料，燃燒放熱補(bǔ)充熱量，或通過裝置自身加熱，使保溫裝置內(nèi)熔渣溫度≥1450℃；
(2)對氧化后熔渣直接空冷或水淬，用途有4種：①礦渣水泥；②水泥調(diào)整劑；③水泥生產(chǎn)中的添加劑；④水泥熟料；
方法E-3，熔渣處理生產(chǎn)高附加值的水泥熟料：
(1)將熔渣倒入可傾倒的保溫裝置或熔渣可流出的熔煉反應(yīng)裝置中，與熔融轉(zhuǎn)爐含鈮鋼渣、普通熔融鋼渣、普通高爐熔渣、電爐熔融還原渣、電爐熔融氧化渣、石灰、粉煤灰、堿性鐵貧礦、鋁土礦、熔融稀土高爐渣中的一種或幾種混合，形成混合熔渣；
(2)向混合熔渣中噴入氧化性氣體，直至混合熔渣中的氧化鐵質(zhì)量百分?jǐn)?shù)≥2wt％，完成噴吹，獲得氧化后熔渣；其中，在整個過程中，控制混合熔渣溫度≥1450℃，采用的控制方法為：
當(dāng)溫度＜1450℃，噴入預(yù)熱燃料或通過裝置自身加熱，使保溫裝置內(nèi)混合熔渣溫度≥1450℃；
(3)對氧化后熔渣直接空冷或水淬，制得高附加值的水泥熟料；
方法E-4：熔渣澆筑微晶玻璃或作為礦渣棉；
方法E-5：熔渣作為熱態(tài)冶金熔劑：
將熔渣加入步驟1中的反應(yīng)混合熔渣，作為熱態(tài)冶金熔劑，調(diào)整反應(yīng)混合熔渣成分，控制反應(yīng)混合熔渣溫度；
方法E-6，熔渣再次熔融還原：
將熔渣，倒入保溫裝置，作為反應(yīng)混合熔渣，實(shí)時監(jiān)測保溫裝置內(nèi)的反應(yīng)混合熔渣，通過調(diào)控同時保證上述的(a)和(b)，調(diào)控方法同上述步驟1中的調(diào)控方法；
分離回收采用方法A、方法B或方法C中的一種；
方法F，采用方法F-1或方法F-2中的一種：
方法F-1：熔渣氧化后空冷或水淬
(1)向還原后的熔渣中吹入氧化性氣體，直至還原后的熔渣中的氧化鐵質(zhì)量百分?jǐn)?shù)≥2wt％，完成噴吹，獲得氧化后熔渣；其中，在整個過程中，控制熔渣溫度≥1450℃，控制方法為：
當(dāng)溫度＜1450℃，噴入預(yù)熱燃料，燃燒放熱補(bǔ)充熱量，或通過裝置自身加熱，使保溫裝置內(nèi)熔渣溫度≥1450℃；
(2)對氧化后熔渣直接空冷或水淬，用途有4種：①礦渣水泥；②水泥調(diào)整劑；③水泥生產(chǎn)中的添加劑；④水泥熟料；
方法F-2，熔渣處理生產(chǎn)高附加值的水泥熟料：
(1)將還原后的熔渣與熔融轉(zhuǎn)爐含鈮鋼渣、電爐熔融還原渣、電爐熔融氧化渣、石灰、粉煤灰、堿性鐵貧礦、鋁土礦、熔融稀土高爐渣中的一種或幾種混合，形成混合熔渣；
(2)向混合熔渣中噴入氧化性氣體，直至混合熔渣中的氧化鐵質(zhì)量百分?jǐn)?shù)≥2wt％，完成噴吹，獲得氧化后熔渣；其中，在整個過程中，控制混合熔渣溫度≥1450℃，采用的控制方法為：
當(dāng)溫度＜1450℃，噴入預(yù)熱燃料或通過裝置自身加熱，使保溫裝置內(nèi)混合熔渣溫度≥1450℃；
(3)對氧化后熔渣直接空冷或水淬，制得高附加值的水泥熟料；
(4)熔煉反應(yīng)裝置下部鐵水送往轉(zhuǎn)爐煉鋼。
所述的熔融態(tài)熔融鋼渣為熔融態(tài)含鈮熔融鋼渣和/或熔融態(tài)普通熔融鋼渣。
所述的熔融態(tài)含稀土高爐熔渣由出渣口獲得，或?qū)⒑⊥粮郀t熔渣加熱至熔融狀態(tài)。
所述的含稀土高爐熔渣中，含有RE2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1～8％。
所述的熔融態(tài)熔融鋼渣由出渣口獲得，或?qū)⑷廴阡撛訜嶂寥廴跔顟B(tài)。
所述的含鈮熔融鋼渣中，含有Nb2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1～6％。
所述的含鈮熔融鋼渣為轉(zhuǎn)爐熔融含鈮鋼渣和/或電爐熔融氧化含鈮鋼渣。
所述的保溫裝置為可傾倒的保溫裝置或不可傾倒的保溫裝置；可傾倒的保溫裝置為保溫渣罐，其升高溫度方法為加入燃料；不可傾倒的保溫裝置為保溫地坑，其升高溫度方法為加入燃料。
所述的保溫渣罐和保溫地坑，使用前需預(yù)熱，預(yù)熱溫度為100～1200℃。
所述的熔渣可流出的熔煉反應(yīng)裝置，為可傾倒的熔煉反應(yīng)裝置或底部帶有渣口的固定式熔煉反應(yīng)裝置；所述的可傾倒的熔煉反應(yīng)裝置為轉(zhuǎn)爐、感應(yīng)爐或可傾倒的熔煉反應(yīng)渣罐中的一種；所述的底部帶有渣口的固定式熔煉反應(yīng)裝置為等離子爐、直流電弧爐、交流電弧爐或礦熱爐、鼓風(fēng)爐或反射爐中的一種。
所述的控制反應(yīng)混合熔渣的溫度在設(shè)定溫度范圍的方法中，向反應(yīng)混合熔渣中同時加入燃料、含鈮熔融鋼渣和普通熔融鋼渣中的兩種或三種時，比例為為任意比。
所述的控制反應(yīng)混合熔渣的溫度在設(shè)定溫度范圍的方法中，燃料的預(yù)熱溫度為0～1200℃，煤粉的加入量根據(jù)所需溫度及煤粉的熱值計(jì)算理論質(zhì)量，加入的實(shí)際質(zhì)量比理論質(zhì)量多1～2wt.％。
所述的控制反應(yīng)混合熔渣的溫度在設(shè)定溫度范圍的方法中，向反應(yīng)混合熔渣中加入燃料的同時需要通入氧化性氣體，燃料和氧化性氣體采用噴吹的方式加入反應(yīng)混合熔渣，所述噴吹方式為采用耐火噴槍插入反應(yīng)混合熔渣內(nèi)部，插入方式為底吹、側(cè)吹或頂吹中一種或幾種。
所述的控制反應(yīng)混合熔渣的溫度在設(shè)定溫度范圍的方法中，燃料為煤粉。
所述的控制反應(yīng)混合熔渣的溫度在設(shè)定溫度范圍的方法中，含鈮稀土物料是常溫或從冶煉爐直接獲得具有出爐溫度的含稀土高爐渣、含鈮鋼渣、提鈮尾渣、選稀土尾礦、低品位鈮稀土礦、白云鄂博鐵礦直接還原鐵、白云鄂博鐵礦鐵精礦、白云鄂博鐵礦鐵精礦金屬化球團(tuán)、白云鄂博鐵礦鐵精礦含碳預(yù)還原球團(tuán)、白云鄂博鐵礦鐵精礦燒結(jié)礦、白云鄂博鐵礦鐵精礦球團(tuán)礦、高爐富稀土渣、高爐轉(zhuǎn)型稀土渣、熔分稀土渣中的一種或幾種；所述的出爐溫度為600～1550℃。
所述的控制反應(yīng)混合熔渣的溫度在設(shè)定溫度范圍的方法中，含鐵物料是常溫或從冶煉爐直接獲得具有出爐溫度的普通鐵精礦、普通鐵精礦燒結(jié)礦、普通鐵精礦球團(tuán)礦、普通鐵精礦金屬化球團(tuán)、普通鐵精礦含碳預(yù)還原球團(tuán)、普通鐵精礦直接還原鐵、普通鋼渣、鐵水預(yù)脫硫渣、高爐瓦斯灰、高爐煙塵、轉(zhuǎn)爐煙塵、氧化鐵皮、濕法煉鋅過程的鋅浸出渣、氧化鋁生產(chǎn)過程產(chǎn)生的赤泥、粉煤灰、硫酸燒渣、銅冶煉渣、鋅浸出大窯渣、鎳鐵渣、鉛鋅冶煉渣、鎳冶煉渣、鉛冶煉渣、轉(zhuǎn)爐煙塵或電爐煙塵中的一種或幾種；所述的出爐溫度為600～1550℃。
其中，含鐵物料中的普通鐵精礦含碳預(yù)還原球團(tuán)中的FeO含量≥60％，普通鐵精礦金屬化球團(tuán)中的金屬化率≥70％。
所述的步驟1中，含鐵物料是粉狀物料或球狀物料，其中，粉狀物料的粒度≤150μm；粉狀含鐵物料以氧化性氣體或中性氣體載入的方式噴吹加入到反應(yīng)熔渣內(nèi)部，所述的噴吹方式為采用耐火噴槍插入熔渣內(nèi)部吹入粉狀物料。
所述的控制反應(yīng)混合熔渣的溫度在設(shè)定溫度范圍的方法中，所述的冶金熔劑為含CaO或SiO2的礦物，具體為石英砂、赤泥、白云石或石灰石中的一種或幾種。
所述的控制反應(yīng)混合熔渣的溫度在設(shè)定溫度范圍的方法中，當(dāng)反應(yīng)混合熔渣的溫度＞設(shè)定溫度上限時，加入含鈮稀土物料、含鐵物料、冶金熔劑、含稀土高爐熔渣或普通高爐熔渣中的一種或幾種的目的是：
一、避免溫度過高，保護(hù)熔煉反應(yīng)裝置，抑制含稀土高爐熔渣中含鈮生鐵、含鈮熔融鋼渣中含鈮粒鐵及被還原的金屬鐵的氧化，提高金屬鐵的回收率。
二、規(guī)模處理含鐵物料，提高金屬鐵的生產(chǎn)率。
所述的步驟1中，保證(a)和(b)兩個參數(shù)的同時，使反應(yīng)混合熔渣充分混合，混合方式為自然混合或攪拌混合，攪拌方式為以下方式中的一種：中性氣體攪拌、電磁攪拌、機(jī)械攪拌中的一種，或噴吹中性氣體與電磁攪拌相結(jié)合，或噴吹中性氣體與機(jī)械攪拌相結(jié)合。
所述的攪拌方式中，中性氣體是惰性氣體、氬氣或N2中的一種或幾種，中性氣體的預(yù)熱溫度為0～1200℃，噴吹時間與流量的關(guān)系為1～90L/(min·kg)，中性氣體的噴吹方式為采用耐火噴槍插入反應(yīng)混合熔渣內(nèi)部吹入，起到增強(qiáng)攪拌的作用。
當(dāng)中性氣體為混合氣體時，混合比例為任意比。
所述的熔渣冶金熔融還原生產(chǎn)的方法中，還原劑為固體還原劑或氣體還原劑。
所述的固體還原劑是煤粉、焦粉、煙煤、含碳高爐粉塵、含碳鉛鋅渣、脫鋁后高爐瓦斯泥、鋅浸出大窯渣或無煙煤中的一種。
所述的固體還原劑采用以氧化性氣體載入的方式，噴吹加入反應(yīng)混合熔渣內(nèi)部，所述的噴吹方式為采用噴槍以噴吹的方式加入熔渣內(nèi)部，采用側(cè)吹、頂吹或底吹中的一種或幾種。
所述的氣體還原劑是高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、發(fā)生爐煤氣、天然氣或裝置產(chǎn)生的回收尾氣中的一種或幾種，氣體還原劑的預(yù)熱溫度為0～1200℃，噴吹時間與流量的關(guān)系為1～90L/(min·kg)，氣體還原劑的通入方式為采用耐火噴槍插入反應(yīng)混合熔渣內(nèi)部吹入，所述的氣體還原劑的噴吹時間與流量依熔渣質(zhì)量、溫度及需要還原的程度而定。
當(dāng)氣體還原劑為混合氣體時，混合比例為任意比。
所述的回收的方法中，在加入還原劑、燃料的同時向體系噴入氧化性氣體，目的在于將還原性物質(zhì)及燃料氧化，使C氧化為CO，進(jìn)一步提高反應(yīng)速度，同時提高熔渣溫度；
所述的回收的方法中，反應(yīng)混合熔渣熔融還原過程中，對反應(yīng)混合熔渣表面持續(xù)噴吹富氧空氣；其中，采用耐火噴槍進(jìn)行噴吹，富氧空氣的氧氣體積含量為25～35％。富氧空氣的預(yù)熱溫度為0～1200℃，噴吹時間與流量的關(guān)系為1～90L/(min·kg)；
噴吹富氧空氣的作用為：熔渣內(nèi)部的C反應(yīng)，生成CO，未充分燃燒從熔渣中逸出的CO與富氧空氣作用，進(jìn)行二次燃燒，使反應(yīng)混合熔渣進(jìn)行充分熔融還原反應(yīng)；
噴入富氧空氣的目的在于：1.提高CO二次燃燒率；2.升高溫度；3.保證燃燒完全；
二次燃燒后，剩余的CO逸出后，進(jìn)行收集，回收利用，利用方法為：
1.返回作為還原劑；2.返回作為熱源；3.返回發(fā)電使用；4.返回?zé)Y(jié)礦做燃料。
當(dāng)步驟1中熔融態(tài)熔融鋼渣采用熔融態(tài)含鈮熔融鋼渣時，步驟2分離回收中，對應(yīng)的鐵水為含鈮鐵水，對應(yīng)的金屬鐵為含鈮金屬鐵，對應(yīng)的金屬鐵層為含鈮含鈮金屬鐵層。
所述的步驟2，方法A、方法B與方法D中，冷卻方式為自然冷卻或旋轉(zhuǎn)冷卻，方法A，方法B、方法C、方法D和方法E中的沉降方式為自然沉降、旋轉(zhuǎn)沉降或電磁沉降。
所述的步驟2，旋轉(zhuǎn)冷卻與旋轉(zhuǎn)沉降的具體操作為：裝有還原后的熔渣的保溫裝置置于旋轉(zhuǎn)平臺上，按照一定速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度依熔渣質(zhì)量與保溫裝置高度或深度而定，旋轉(zhuǎn)時間依熔渣質(zhì)量與熔渣凝固情況而定；將裝有還原后的熔渣的保溫裝置置于旋轉(zhuǎn)平臺上旋轉(zhuǎn)，目的是加速金屬鐵、鈰鈣硅石相、富鈮相的聚集、長大與沉降，縮短沉降時間，改善沉降效果，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)熔渣調(diào)質(zhì)處理。
所述的步驟2中，重力分選法是搖床分選、溜槽分選或者二者相結(jié)合。
所述的步驟2中，濕法冶金是稀酸浸出法，其中稀酸浸出法是無機(jī)酸浸、有機(jī)酸浸中的一種。所述的無機(jī)酸選用硫酸、鹽酸、磷酸的一種或多種，有機(jī)酸選用草酸、乙酸、檸檬酸中的一種或多種。
所述的步驟2中，金屬鐵回收率均為92～97％。
所述的步驟2，方法A中，稀土精礦中RE2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6～60％，稀土組分回收率為50～80％。
所述的步驟2，方法B中，稀土精礦中RE2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～58％，稀土組分回收率為48～78％。
所述的步驟2中，所述的燃料為煤粉，所述的燃料的溫度為0～1200℃；煤粉的加入量根據(jù)所需溫度及煤粉的熱值計(jì)算理論質(zhì)量，加入的實(shí)際質(zhì)量比理論質(zhì)量多1～2wt.％；加入燃料的同時需要通入氧化性氣體，燃料和氧化性氣體采用噴吹的方式加入熔渣內(nèi)部，所述的噴吹方式為采用耐火噴槍插入反應(yīng)熔渣內(nèi)部，插入方式為底吹、側(cè)吹或頂吹中的一種或幾種。
所述的回收方法中，所述的氧化性氣體為空氣、氧氣、富氧空氣、氧氣-氮?dú)饣旌蠚狻⒖諝?氮?dú)饣旌蠚狻⒀鯕?氬氣混合氣、空氣-氬氣混合氣中的一種或幾種；所述氧化性氣體的預(yù)熱溫度因氣體不同而異；所述的氧化性氣體插入熔渣內(nèi)部吹入，插入方式為底吹、側(cè)吹或頂吹中的一種或幾種。
所述步驟1中，噴吹還原性物質(zhì)或攪拌，保證熔渣中鐵氧化物被充分還原為金屬鐵Fe，保證熔渣中金屬鐵顆粒不被氧化。熔融鋼渣中夾雜的粒鐵及被還原的金屬鐵水實(shí)現(xiàn)聚集、長大與沉降。
所述步驟2，冷卻過程中，還原后的熔渣中硅與鈣組分繼續(xù)遷移、富集于富硅鈣相，并實(shí)現(xiàn)長大，稀土與鈣組分遷移富集于富稀土相，并實(shí)現(xiàn)長大與沉降，金屬鐵水繼續(xù)聚集、長大與沉降，并實(shí)現(xiàn)長大與沉降，磷組分繼續(xù)遷移、富集于Ca2SiO4-Ca3(PO4)2相，分布于富硅鈣相與其它礦物相的兩相之間的相界面，有利于富硅鈣相的礦物解離，利于選礦分離，還原后的熔渣中自由氧化鈣與自由氧化鎂消失，金屬鐵與鐵氧化物幾乎消失，礦物可磨性增加，實(shí)現(xiàn)熔渣調(diào)質(zhì)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)是：
(1)充分利用鋼鐵生產(chǎn)中間產(chǎn)物-含稀土高爐熔渣與熔融鋼渣的物理熱資源和熱態(tài)冶金熔劑，以及含稀土高爐熔渣與熔融鋼渣的高化學(xué)活性，通過含稀土高爐熔渣與熔融鋼渣的混合，熱態(tài)熔劑反應(yīng)，噴吹還原性物質(zhì)及攪拌，渣浴熔融還原，實(shí)現(xiàn)了一種含稀土混合熔渣冶金，熔融還原煉鐵，含稀土混合熔渣中的鐵以鐵水/含鈮鐵水、生鐵、鋼形式回收含稀土混合熔渣中的鈮與鐵以鐵水/含鈮鐵水、生鐵、鋼形式回收；熔渣處理、冷卻與分離，渣中剩余粒鐵及繼續(xù)被還原的金屬鐵聚集、長大與沉降，實(shí)現(xiàn)回收金屬鐵/含鈮金屬鐵或鋼與熔渣調(diào)質(zhì)；稀土、鈮、磷分別富集于富稀土相(鈰鈣硅石相)、富鈮相、富磷相，實(shí)現(xiàn)了富稀土相、富鈮相、富磷相回收；得到的熔渣可直接用作礦渣水泥、水泥調(diào)整劑、水泥生產(chǎn)中的添加劑、水泥熟料，或添加其他組分生產(chǎn)高附加值的水泥熟料；(2)氣體、燃料與還原劑噴入熔渣內(nèi)部，增大了化學(xué)反應(yīng)比表面積，提高了燃燒反應(yīng)速度與還原反應(yīng)速度；(3)采用中性氣體、電磁攪拌、機(jī)械攪拌，提高了還原反應(yīng)速度，促進(jìn)金屬鐵聚集、長大與沉降，提高回收率，縮短沉降時間；(4)噴吹還原性氣體或還原劑，還原反應(yīng)速度加快，金屬鐵回收率提高；(5)處理熱態(tài)含鐵物料，充分利用熱資源，提高了反應(yīng)速度，降低生產(chǎn)成本；(6)熔渣表面噴吹富氧空氣，未充分燃燒從熔渣中逸出的CO與富氧空氣作用，進(jìn)行二次燃燒，二次燃燒率提高，反應(yīng)混合熔渣溫度升高，使反應(yīng)混合熔渣進(jìn)行充分熔融還原反應(yīng)，降低生產(chǎn)成本；(7)實(shí)現(xiàn)未反應(yīng)CO回收利用，有效節(jié)約能源；(8)噴吹氣體結(jié)束后，磷組分繼續(xù)遷移、富集于Ca2SiO4-Ca3(PO4)2相；(9)熔渣冷卻后，金屬鐵/含鈮金屬鐵沉降到底部，形成鐵坨，回收金屬鐵，同時采用磁選分離剩余緩冷渣中金屬鐵層/含鈮金屬鐵層，分離出剩余金屬鐵/含鈮金屬鐵，實(shí)現(xiàn)了含稀土高爐熔渣與熔融含鈮鋼渣中粒鐵及鐵氧化物中鐵的高效回收，金屬鐵回收率高；(10)由于金屬鐵沉降在下部，因此，需分選爐渣量小，磨礦、磁選成本低，同時，賦存于富硅鈣相界面的富磷相有助于硅鈣相解離；(11)稀土、鈮、磷分別富集于富稀土相、富鈮相、富磷相，實(shí)現(xiàn)了富稀土相、富鈮相、富磷相回收；(12)熔渣實(shí)現(xiàn)調(diào)質(zhì)后，熔渣中自由氧化鈣與自由氧化鎂消失，金屬鐵幾乎消失，可磨性增加，而且水硬性礦物C2S增加，可直接用作礦渣水泥、水泥調(diào)整劑、水泥生產(chǎn)中的添加劑，進(jìn)一步通過加入熔融轉(zhuǎn)爐鋼渣、電爐熔融還原鋼渣、普通高爐熔渣、電爐熔融氧化鋼渣、石灰、粉煤灰、堿性鐵貧礦、鋁土礦、含稀土高爐熔渣中的一種或幾種，調(diào)整堿度，噴入氧化性氣體，調(diào)整氧化鐵含量，生成鐵酸鹽，使其更接近于所需的水泥熟料組成，具有高的A礦，水硬性膠粘礦物增加，膠粘性增加，水泥的早期強(qiáng)度增加，可以直接作為水泥熟料；(13)自由氧化鈣與自由氧化鎂消失，金屬鐵與鐵氧化物幾乎消失，易于磨礦，熔渣實(shí)現(xiàn)調(diào)質(zhì)，尾礦利用限制因素消失，尾礦的回收利用有2種：①作為水泥原料、建筑材料、代替碎石作骨料、路材或磷肥使用；②采用濕法冶金、選礦方法或選礦-濕法冶金聯(lián)合法將尾礦中含磷組分分離出來。尾礦利用價(jià)值大，應(yīng)用范圍廣；(14)該方法可以連續(xù)或間斷進(jìn)行，滿足了工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要。
本發(fā)明的有益效果：
(1)熔渣表面噴吹富氧空氣，提高了二次燃燒率，有效降低燃料消耗，提高熔渣溫度；(2)本發(fā)明的原料是熔融含稀土高爐熔渣(≥1300℃)和熔融鋼渣(≥1500℃)，蘊(yùn)含著豐富的熱能資源，充分利用了熔渣物理熱資源，高效節(jié)約能源；熔融含稀土高爐熔渣與熔融鋼渣含有大量的熱態(tài)冶金熔劑，通過熱態(tài)冶金熔劑混合熔融反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)渣浴熔融還原，實(shí)現(xiàn)了綠色冶金與節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)了冶金資源與熱資源的高效利用；是一種熔渣冶金新工藝，一種新的熔融還原工藝，是現(xiàn)有冶金工藝的完善與創(chuàng)新，是世界上首次提出熔渣冶金工藝，熔渣不是廢棄物，而是重要的冶金中間產(chǎn)品；(3)通過兩種熔渣混合，熱態(tài)熔劑反應(yīng)，并噴吹還原性氣體或還原劑，通過渣浴，提高還原反應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)了熔融還原煉鐵，熔渣中的鐵氧化物得到充分還原為金屬鐵，渣-金分離，得到鐵水/含鈮鐵水與熔渣；熔渣處理，渣中剩余含鈮粒鐵及繼續(xù)被還原的金屬鐵聚集、長大與沉降；(4)加入冶金爐出爐的熱態(tài)含鐵物料，不僅可以有效節(jié)約能源，降低成本，而且提高熱態(tài)含鐵物料的處理量，提高生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)綠色冶金；(5)采用中性氣體、電磁攪拌、機(jī)械攪拌，提高了還原反應(yīng)速度，促進(jìn)金屬鐵聚集、長大與沉降，提高回收率，縮短沉降時間；(6)冷卻過程中，熔渣中鐵/含鈮鐵組分繼續(xù)遷移，富集于金屬鐵，磷組分繼續(xù)遷移富集于富磷相，并實(shí)現(xiàn)聚集、長大，混合熔渣中稀土與鈣組分繼續(xù)遷移、富集于富稀土相，實(shí)現(xiàn)長大；鈮組分分別富集于金屬鐵、富鈮相；混合熔渣中磷組分繼續(xù)遷移、富集于Ca2SiO4-Ca3(PO4)2相。裝有混合熔渣的保溫裝置置于旋轉(zhuǎn)平臺上旋轉(zhuǎn)，加速金屬鐵/含鈮金屬鐵、富鈮相、富稀土相的聚集、長大與沉降，縮短沉降時間，改善沉降效果，提高生產(chǎn)效率，同時有利于富磷相的聚集與長大；(7)采用人工分揀、磁選結(jié)合的方法，分離沉降在底部的金屬鐵/含鈮金屬鐵，實(shí)現(xiàn)混合熔渣中鐵組分、鈮組分；由于后續(xù)的分離過程采用物理選礦(磁選)，使得整個混合熔渣工藝具有流程短、操作簡單、鐵、鈮、稀土、硅、磷、鈣回收率高、無廢水產(chǎn)生，具有高效、清潔、環(huán)保的特點(diǎn)；自由氧化鈣與自由氧化鎂消失，金屬鐵與鐵氧化物幾乎消失，礦物可磨性增加，熔渣實(shí)現(xiàn)調(diào)質(zhì)，尾礦的回收利用有2種：①作為水泥原料、建筑材料、代替碎石作骨料、路材或磷肥使用；②采用濕法冶金、選礦方法或選礦-濕法冶金聯(lián)合法將尾礦中含磷組分分離出來。尾礦利用價(jià)值大，應(yīng)用范圍廣；(8)熔渣實(shí)現(xiàn)調(diào)質(zhì)后，熔渣中自由氧化鈣與自由氧化鎂消失，金屬鐵幾乎消失，可磨性增加，而且水硬性礦物C2S增加，可直接用作礦渣水泥、水泥調(diào)整劑或水泥生產(chǎn)中的添加劑，進(jìn)一步通過加入熔融轉(zhuǎn)爐鋼渣、電爐熔融還原鋼渣、電爐熔融氧化鋼渣、石灰、粉煤灰、堿性鐵貧礦中的一種或幾種混合，調(diào)整堿度，噴入氧化性氣體，調(diào)整氧化鐵含量，生成鐵酸鹽，使其更接近于所需的水泥熟料組成，具有高的A礦，水硬性膠粘礦物增加，膠粘性增加，水泥的早期強(qiáng)度增加，可以直接作為水泥熟料，熔渣中加入含鈦物料，增加水泥的強(qiáng)度，可制備高標(biāo)號水泥；(9)整個過程無需熱補(bǔ)償或需少量熱補(bǔ)償，可操作性強(qiáng)，生產(chǎn)成本低；(10)整個過程無固體廢棄物產(chǎn)生，反應(yīng)條件溫和，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，是一種綠色冶金工藝；(11)本發(fā)明充分利用鋼鐵生產(chǎn)中間產(chǎn)物-含稀土高爐熔渣與熔融鋼渣的物理熱資源和熱態(tài)冶金熔劑，以及含稀土高爐熔渣與熔融鋼渣的高化學(xué)活性，通過含稀土高爐熔渣與熔融鋼渣的混合，熱態(tài)熔劑反應(yīng)，噴吹還原性物質(zhì)及攪拌，渣浴熔融還原，實(shí)現(xiàn)了一種含稀土混合熔渣冶金，熔融還原煉鐵，含稀土混合熔渣中的鐵以含鈮鐵水、生鐵、鋼形式回收含稀土混合熔渣中的鈮與鐵以含鈮鐵水、生鐵、鋼形式回收；熔渣處理、冷卻與分離，渣中剩余粒鐵及繼續(xù)被還原的金屬鐵聚集、長大與沉降，實(shí)現(xiàn)回收金屬鐵/含鈮金屬鐵或鋼與熔渣調(diào)質(zhì)；稀土、鈮、磷分別富集于富稀土相、富鈮相、富磷相，實(shí)現(xiàn)了富稀土相、富鈮相、富磷相回收；得到的熔渣可直接用作礦渣水泥、水泥調(diào)整劑、水泥生產(chǎn)中的添加劑、水泥熟料，或添加其他組分生產(chǎn)高附加值的水泥熟料。該方法反應(yīng)時間短、金屬回收率高、生產(chǎn)成本低、原料適應(yīng)性強(qiáng)、處理量大、環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)收益高、可有效解決冶金資源與熱能高效回。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
實(shí)施例1
一種含稀土和/或鈮混合熔渣冶金熔融還原回收的方法，包括以下步驟：
步驟1，混合熔渣冶金熔融還原：
由高爐出渣口流出的含有0.1wt％RE2O3的熔融態(tài)含稀土高爐熔渣600kg，和由鋼渣出渣口獲得的含有0.1wt％Nb2O5的熔融態(tài)轉(zhuǎn)爐熔融含鈮鋼渣300kg；加入預(yù)熱溫度為1000℃的保溫地坑，充分混合，形成反應(yīng)混合熔渣，通過調(diào)控同時保證參數(shù)(a)和(b)；(a)反應(yīng)混合熔渣的溫度在1300～1580℃范圍內(nèi)；(b)反應(yīng)混合熔渣中，F(xiàn)eO的質(zhì)量濃度≤1.0％；并對反應(yīng)混合熔渣進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁?/p>
對應(yīng)(a)：反應(yīng)混合熔渣的溫度為1590℃，按質(zhì)量比1∶1加入石英砂和赤泥，并按質(zhì)量比1∶1∶1∶2加入常溫普通鐵精礦、常溫普通鐵精礦燒結(jié)礦、常溫普通鐵精礦球團(tuán)礦和金屬化率≥70％的常溫普通鐵精礦金屬化球團(tuán)混合物，反應(yīng)混合熔渣溫度降至1520～1530℃；對應(yīng)(b)：反應(yīng)混合熔渣中FeO含量為0.8％；并采用耐火噴槍插入反應(yīng)混合熔渣內(nèi)部，吹入預(yù)熱溫度為0℃的氬氣，噴吹時間與流量的關(guān)系為90L/(min·kg)，使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁徊襟E1結(jié)束；
步驟2，分離回收采用方法A：
(1)將還原后的熔渣，旋轉(zhuǎn)冷卻至室溫，旋轉(zhuǎn)冷卻方式為，將裝有還原后的反應(yīng)混合熔渣的保溫裝置置于旋轉(zhuǎn)平臺上，按照一定速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度依熔渣質(zhì)量與保溫裝置高度或深度而定，旋轉(zhuǎn)時間依熔渣質(zhì)量與熔渣凝固情況而定，獲得緩冷渣；其中，含鈮金屬鐵沉降到反應(yīng)裝置的底部，形成鐵坨；(2)人工取出鐵坨；將剩余緩冷渣中含鈮金屬鐵層，破碎至粒度為20～400μm，磨礦，磁選分離出剩余含鈮金屬鐵，金屬鐵回收率為97％；(3)對去除鐵坨和含鈮金屬鐵層的緩冷渣上、中、下部，分別采用重力分選法進(jìn)行分離，下部緩冷渣經(jīng)溜槽一次粗選，搖床一次精選，兩次掃選，將富稀土礦相與脈石相分離，得到主要物相為鈰鈣硅石相的稀土精礦、富鈮精礦和尾礦，稀土精礦中RE2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為53.57％，稀土組分回收率為80％，富鈮精礦中Nb2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.38％；(4)尾礦中的富磷相中P2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21％，采用2％稀鹽酸，其中，重選富磷相和稀鹽酸的固液比1∶2(g：L)，將P2O5分離出來，回收率在81％以上。
實(shí)施例2
一種含稀土和/或鈮混合熔渣冶金熔融還原回收的方法，包括以下步驟：
步驟1，混合熔渣冶金熔融還原：
將加熱至熔融態(tài)的含稀土高爐熔渣150kg，和加熱至熔融態(tài)的含5.2wt％Nb2O5的電爐熔融氧化含鈮鋼渣900kg，倒入預(yù)熱溫度900℃保溫渣罐，充分混合形成反應(yīng)混合熔渣，通過調(diào)控保證參數(shù)(a)和(b)；(a)反應(yīng)混合熔渣溫度在1300～1580℃；(b)反應(yīng)混合熔渣中，F(xiàn)eO質(zhì)量濃度≤1.0％；并使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁?/p>
對應(yīng)(a)：反應(yīng)混合熔渣的溫度為1590℃，按質(zhì)量比1∶1∶2∶2∶3∶1，向反應(yīng)混合熔渣中加入常溫的含稀土高爐渣、含鈮鋼渣、FeO含量≥60％的常溫普通鐵精礦含碳預(yù)還原球團(tuán)、常溫普通鐵精礦直接還原鐵、常溫普通鋼渣和常溫鐵水預(yù)脫硫渣混合物，使反應(yīng)混合熔渣的溫度降至1570℃；(b)：反應(yīng)混合熔渣中FeO含量1.6％，采用耐火噴槍插入反應(yīng)混合熔渣內(nèi)部，以氧氣為載氣，以底吹的方式噴吹煤粉和含碳高爐粉塵，使反應(yīng)混合熔渣中FeO降至0.9％；并采用耐火噴槍插入反應(yīng)混合熔渣內(nèi)部，吹入預(yù)熱溫度為1200℃氬氣，噴吹時間與流量關(guān)系為1L/(min·kg)，使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁?/p>
反應(yīng)混合熔渣熔融還原過程中，采用耐火噴槍，對反應(yīng)混合熔渣表面持續(xù)噴吹預(yù)熱溫度為1200℃富氧空氣，富氧空氣氧氣體積含量為35％，噴吹時間與流量關(guān)系為1L/(min·kg)；
鋅組分、鉛組分揮發(fā)進(jìn)入煙塵，將反應(yīng)后的煙塵進(jìn)行回收，獲得氧化鋅與氧化鉛，回收率＞95％以上；
步驟2，分離回收采用方法B：
(1)將還原后的反應(yīng)混合熔渣的溫度降溫至1250℃，旋轉(zhuǎn)沉降，將中部和上部的還原后的反應(yīng)混合熔渣空冷，用作水泥原料；(2)將下部的還原后的反應(yīng)混合熔渣自然冷卻至室溫，獲得緩冷渣；(3)由于含鈮金屬鐵沉降到反應(yīng)裝置的底部，形成鐵坨，人工取出鐵坨；將剩余緩冷渣中含鈮金屬鐵層，破碎至粒度為20～400μm，磨礦，磁選分離出剩余含鈮金屬鐵，金屬鐵回收率93％；(4)由于大部分富稀土礦相沉積在底部，對去除鐵坨和含鈮金屬鐵層的緩冷渣上、中、下部，分別采用重力分選法進(jìn)行分離，下部緩冷渣經(jīng)溜槽一次粗選，搖床一次精選，一次掃選，上、中部緩冷渣經(jīng)溜槽一次粗選，搖床一次精選，兩次掃選，將富稀土礦相與脈石相分離，得到主要物相為鈰鈣硅石相的稀土精礦、富鈮精礦和尾礦，稀土精礦中RE2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.4％，稀土組分回收率為48％，富鈮精礦中Nb2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15.28％；(5)尾礦中的富磷相中P2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31％，用作磷肥。
實(shí)施例3
一種含稀土和/或鈮混合熔渣冶金熔融還原回收的方法，包括以下步驟：
步驟1，混合熔渣冶金熔融還原：
將加熱至熔融態(tài)的含10.5wt％RE2O3的含稀土高爐熔渣470kg和加熱至熔融態(tài)的含8.54wt％Nb2O5的電爐熔融氧化含鈮鋼渣400kg，倒入預(yù)熱溫度為1200℃的保溫渣罐，充分混合混合，形成反應(yīng)混合熔渣，通過調(diào)控同時保證參數(shù)(a)和(b)；(a)反應(yīng)混合熔渣的溫度在1300～1580℃范圍內(nèi)；(b)反應(yīng)混合熔渣中，F(xiàn)eO的質(zhì)量濃度≤1.0％；并使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁?/p>
對應(yīng)(a)：反應(yīng)混合熔渣的溫度為1586℃，按質(zhì)量比2∶1∶1∶2∶3，向反應(yīng)混合熔渣中加入從冶煉爐直接獲得具有出爐溫度的熱態(tài)普通鐵精礦燒結(jié)礦、熱態(tài)普通鐵精礦球團(tuán)礦、熱態(tài)金屬化率≥70％的普通鐵精礦金屬化球團(tuán)、熱態(tài)普通鐵精礦直接還原鐵和熱態(tài)FeO含量≥60％的普通鐵精礦含碳預(yù)還原球團(tuán)混合物，反應(yīng)混合熔渣的溫度降溫至1540℃；(b)：反應(yīng)混合熔渣中的FeO含量為1.6％，采用耐火噴槍插入反應(yīng)混合熔渣內(nèi)部，以空氣為載氣，以側(cè)吹的方式噴吹按質(zhì)量比1∶1∶1∶1的焦粉、含鋅浸出渣、鋅浸出大窯渣和含碳鉛鋅渣混合物，使反應(yīng)混合熔渣中的FeO降至0.8％；并采用耐火噴槍插入反應(yīng)混合熔渣內(nèi)部，吹入預(yù)熱溫度為500℃的氮?dú)猓瑖姶禃r間與流量的關(guān)系為40L/(min·kg)，使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁?/p>
反應(yīng)混合熔渣熔融還原過程中，采用耐火噴槍，對反應(yīng)混合熔渣表面持續(xù)噴吹預(yù)熱溫度為800℃的富氧空氣，富氧空氣的氧氣體積含量為30％，噴吹時間與流量的關(guān)系為60L/(min·kg)；
鋅組分、鉛組分、銦組分與銀組分揮發(fā)進(jìn)入煙塵，將反應(yīng)后的煙塵進(jìn)行回收，獲得氧化鋅與氧化鉛，回收率＞95％以上，銦組分回收率＞90％，銀組分回收率＞90％；
步驟2，分離回收采用方法C：
(1)將還原后的反應(yīng)混合熔渣，電磁沉降，渣-金分離，獲得含鈮鐵水與熔渣；(2)熔渣中RE2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤1％，熔渣直接水淬，用作水泥原料或建筑材料；(3)含鈮鐵水送往轉(zhuǎn)爐提鈮煉鋼。
實(shí)施例4
一種含稀土和/或鈮混合熔渣冶金熔融還原回收的方法，包括以下步驟：
步驟1，混合熔渣冶金熔融還原：
由高爐出渣口獲得的含有3.48wt％Re2O3的含稀土高爐熔渣780kg，由鋼渣出渣口獲得的含有8.54wt％Nb2O5的電爐熔融氧化含鈮鋼渣300kg，加入可傾倒的熔煉反應(yīng)渣罐，充分混合，形成反應(yīng)混合熔渣，通過調(diào)控同時保證參數(shù)(a)和(b)；(a)反應(yīng)混合熔渣的溫度在1300～1620℃范圍內(nèi)；(b)反應(yīng)混合熔渣中，F(xiàn)eO的質(zhì)量濃度≤1.0％；并使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁?/p>
對應(yīng)(a)：反應(yīng)混合熔渣的溫度為1510℃，在設(shè)定范圍內(nèi)；(b)：反應(yīng)混合熔渣中FeO含量為1.4％，采用耐火噴槍插入反應(yīng)混合熔渣內(nèi)部，以富氧空氣為載氣，以頂吹的方式噴吹按質(zhì)量比1∶1∶2的煙煤、含碳高爐粉塵和含碳鉛鋅渣的混合物，使反應(yīng)混合熔渣中的FeO降至0.7％；并對反應(yīng)混合熔渣進(jìn)行電磁攪拌，使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁?/p>
鋅組分、鉛組分、銦組分與銀組分揮發(fā)進(jìn)入煙塵，將反應(yīng)后的煙塵進(jìn)行回收，獲得氧化鋅與氧化鉛，回收率＞95％以上，銦組分回收率＞90％，銀組分回收率＞90％；
步驟2，分離回收采用方法D：
(1)將還原后的熔渣的溫度降溫至1150℃，旋轉(zhuǎn)沉降，將中部和上部的還原后的熔渣空冷，用作水泥原料；(2)將下部的還原后的熔渣，倒入保溫地坑中，按照方法A的還原后的熔渣進(jìn)行處理。
實(shí)施例5
一種含稀土和/或鈮混合熔渣冶金熔融還原回收的方法，包括以下步驟：
步驟1，混合熔渣冶金熔融還原：
將高爐出渣口中流出的含有6.75wt％RE2O3的含稀土高爐熔渣700kg和鋼渣出渣口流出的含有0.1wt％Nb2O5的電爐熔融氧化含鈮鋼渣70kg，倒入直流電弧爐充分混合形成反應(yīng)混合熔渣，通過調(diào)控同時保證參數(shù)(a)和(b)；(a)反應(yīng)混合熔渣的溫度在1300～1620℃范圍內(nèi)；(b)反應(yīng)混合熔渣中，F(xiàn)eO的質(zhì)量濃度≤1.0％；并使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁?/p>
對應(yīng)(a)：反應(yīng)混合熔渣的溫度為1270℃，低于設(shè)定值，通過電弧爐自身加熱，使反應(yīng)混和熔渣溫度升至1340℃；對應(yīng)(b)：反應(yīng)混合熔渣中的FeO含量為1.3％，采用耐火噴槍插入反應(yīng)混合熔渣內(nèi)部，噴吹預(yù)熱溫度為0℃的高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣的混合氣，噴吹時間與流量的關(guān)系為90L/(min·kg)，使反應(yīng)混合熔渣中的FeO降至0.5％；并對反應(yīng)混合熔渣進(jìn)行電磁攪拌，使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁徊襟E1結(jié)束；
步驟2，分離回收采用方法二中的方法E，爐外熔渣處理采用方法E-1：
(1)將還原后的反應(yīng)混合熔渣，電磁沉降，渣-金分離，獲得含鈮鐵水與熔渣；(2)經(jīng)測得，熔渣中RE2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤1％，將熔渣水淬，用作水泥原料或建筑材料；(3)將含鈮鐵水送往轉(zhuǎn)爐提鈮煉鋼。
實(shí)施例6
一種含稀土和/或鈮混合熔渣冶金熔融還原回收的方法，包括以下步驟：
步驟1，混合熔渣冶金熔融還原：
將高爐出渣口中流出的含8wt％RE2O3的含稀土高爐熔渣40kg和鋼渣出渣口流出的含3.15wt％Nb2O5的電爐熔融氧化含鈮鋼渣400kg，倒入交流電弧爐充分混合成反應(yīng)混合熔渣，調(diào)控保證(a)(b)參數(shù)；(a)反應(yīng)混合熔渣溫度在1300～1620℃；(b)反應(yīng)混合熔渣中FeO質(zhì)量濃度≤1.0％；并使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁?/p>
對應(yīng)(a)：反應(yīng)混合熔渣的溫度為1570℃，在設(shè)定范圍內(nèi)；(b)：反應(yīng)混合熔渣中的FeO含量為1.6％，采用耐火噴槍插入反應(yīng)混合熔渣內(nèi)部，噴吹預(yù)熱溫度為300℃轉(zhuǎn)爐煤氣和發(fā)生爐煤氣混合氣，噴吹時間與流量關(guān)系為50L/(min·kg)，使反應(yīng)混合熔渣中FeO降至0.9％；并對反應(yīng)混合熔渣進(jìn)行機(jī)械攪拌，使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁徊襟E1結(jié)束；
步驟2，分離回收采用方法二中的方法E，爐外熔渣處理采用方法E-2：
(1)將還原后的熔渣，自然沉降，渣-金分離，獲得含鈮鐵水與熔渣；(2)將熔渣倒入可傾倒的保溫渣罐，向熔渣中吹入預(yù)熱溫度為1050℃的氧氣，直至熔渣中氧化鐵質(zhì)量百分?jǐn)?shù)≥2wt％，完成噴吹，獲得氧化后熔渣；過程中測得，熔渣溫度為1410℃，采用耐火噴槍插入熔渣內(nèi)部，以氧氣作為載氣，噴入預(yù)熱溫度為1100℃煤粉，獲得氧化后熔渣，溫度為1460℃；(3)對氧化后熔渣直接空冷，用作礦渣水泥或水泥調(diào)整劑；(4)將含鈮鐵水送往轉(zhuǎn)爐提鈮煉鋼。
實(shí)施例7
一種含稀土和/或鈮混合熔渣冶金熔融還原回收的方法，包括以下步驟：
步驟1，混合熔渣冶金熔融還原：
將高爐出渣口中流出的含有5.32wt％RE2O3的含稀土高爐熔渣40kg和鋼渣出渣口流出的含有1.52wt％Nb2O5的電爐熔融氧化含鈮鋼渣400kg，倒入可傾倒的轉(zhuǎn)爐，充分混合形成反應(yīng)混合熔渣，通過調(diào)控同時保證(a)和(b)；(a)反應(yīng)混合熔渣的溫度在1300～1620℃范圍內(nèi)；(b)反應(yīng)混合熔渣中，F(xiàn)eO的質(zhì)量濃度≤1.0％；并使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁?/p>
對應(yīng)(a)：反應(yīng)混合熔渣的溫度為1280℃，采用耐火噴槍插入反應(yīng)混合熔渣內(nèi)部，噴吹預(yù)熱溫度為800℃的煤粉，熔渣溫度升高到1360℃；(b)：反應(yīng)混合熔渣中的FeO含量為1.9％，采用耐火噴槍插入反應(yīng)混合熔渣內(nèi)部，噴吹預(yù)熱溫度為1200℃的轉(zhuǎn)爐煤氣，噴吹時間與流量的關(guān)系為1L/(min·kg)，使反應(yīng)混合熔渣中的FeO降至1.0％；并對反應(yīng)混合熔渣進(jìn)行機(jī)械攪拌，使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁徊襟E1結(jié)束；
步驟2，分離回收采用方法二中的方法E，爐外熔渣處理采用方法E-3：
(1)將還原后的熔渣，自然沉降渣-金分離，獲得含鈮鐵水與熔渣；(2)將熔渣倒入交流電弧爐，與粉煤灰和電爐熔融還原渣混合，形成混合熔渣，向混合熔渣中吹入預(yù)熱溫度為1100℃的氧氣，直至混合熔渣中的氧化鐵質(zhì)量百分?jǐn)?shù)≥2wt％，完成噴吹，獲得氧化后熔渣；過程中測得，混合熔渣溫度為1440℃，通過交流電弧爐自身加熱，使混和熔渣升溫至1470℃；(3)對氧化后熔渣水淬，用于生產(chǎn)高附加值的水泥熟料；(4)將含鈮鐵水送往轉(zhuǎn)爐提鈮煉鋼。
實(shí)施例8
一種含稀土和/或鈮混合熔渣冶金熔融還原回收的方法，包括以下步驟：
步驟1，混合熔渣冶金熔融還原：
將高爐出渣口中流出的含有2.73wt％RE2O3的含稀土高爐熔渣100kg和鋼渣出渣口流出的含有2.32wt％Nb2O5的電爐熔融氧化含鈮鋼渣500kg，倒入等離子爐，充分混合，形成反應(yīng)混合熔渣，通過調(diào)控同時保證(a)和(b)；(a)反應(yīng)混合熔渣的溫度在1300～1620℃范圍內(nèi)；(b)反應(yīng)混合熔渣中，F(xiàn)eO的質(zhì)量濃度≤1.0％；并使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁?/p>
對應(yīng)(a)：反應(yīng)混合熔渣的溫度為1640℃，按質(zhì)量比2∶1∶1向反應(yīng)混合熔渣中加入從冶煉爐直接獲得具有出爐溫度的熱態(tài)普通鐵精礦燒結(jié)礦、熱態(tài)普通鐵精礦球團(tuán)礦和熱態(tài)普通鐵精礦直接還原鐵，使反應(yīng)混合熔渣溫度為1320℃；(b)：反應(yīng)混合熔渣中的FeO含量為1.6％，采用耐火噴槍插入反應(yīng)混合熔渣內(nèi)部，噴吹預(yù)熱溫度為800℃，體積比為1∶1的發(fā)生爐煤氣和天然氣，噴吹時間與流量的關(guān)系為70L/(min·kg)，使反應(yīng)混合熔渣中的FeO降至1.0％；并采用耐火噴槍插入反應(yīng)混合熔渣內(nèi)部，吹入預(yù)熱溫度為800℃的氬氣，噴吹時間與流量的關(guān)系為70L/(min·kg)，對反應(yīng)混合熔渣噴吹氬氣的同時進(jìn)行機(jī)械攪拌，使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁徊襟E1結(jié)束；
步驟2，分離回收采用方法二中的方法E，爐外熔渣處理采用方法E-4：
(1)將還原后的熔渣，自然沉降渣-金分離，獲得含鈮鐵水與熔渣；
(2)將熔渣澆筑微晶玻璃；(3)將含鈮鐵水送往轉(zhuǎn)爐提鈮煉鋼。
實(shí)施例9
一種含稀土和/或鈮混合熔渣冶金熔融還原回收的方法，包括以下步驟：
步驟1，混合熔渣冶金熔融還原：
將高爐出渣口中流出的含有5.02wt％RE2O3的含稀土高爐熔渣50kg和鋼渣出渣口流出的含有6wt％Nb2O5的轉(zhuǎn)爐熔融含鈮鋼渣和普通鋼渣共250kg，倒入感應(yīng)爐，充分混合，形成反應(yīng)混合熔渣，通過調(diào)控同時保證(a)和(b)；(a)反應(yīng)混合熔渣的溫度在1300～1620℃范圍內(nèi)；(b)反應(yīng)混合熔渣中，F(xiàn)eO的質(zhì)量濃度≤1.0％；并使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁?/p>
對應(yīng)(a)：反應(yīng)混合熔渣的溫度為1450℃，在設(shè)定范圍內(nèi)；(b)：反應(yīng)混合熔渣中的FeO含量為1.0％；并采用耐火噴槍插入反應(yīng)混合熔渣內(nèi)部，吹入預(yù)熱溫度為600℃的氬氣，噴吹時間與流量的關(guān)系為80L/(min·kg)，并對反應(yīng)混合熔渣噴吹氬氣的同時進(jìn)行電磁攪拌，使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁徊襟E1結(jié)束；
步驟2，分離回收采用方法二中的方法E，爐外熔渣處理采用方法E-5：
(1)還原后的熔渣，自然沉降渣-金分離，獲得含鈮鐵水與熔渣；
(2)將熔渣加入步驟1中的反應(yīng)混合熔渣，作為熱態(tài)冶金熔劑，調(diào)整反應(yīng)混合熔渣成分，控制反應(yīng)混合熔渣溫度和粘度；(3)將含鈮鐵水送往轉(zhuǎn)爐提鈮煉鋼。
實(shí)施例10
一種含稀土和/或鈮混合熔渣冶金熔融還原回收的方法，包括以下步驟：
步驟1，混合熔渣冶金熔融還原：
將高爐出渣口中流出的含6.0wt％RE2O3的含稀土高爐熔渣80kg和鋼渣出渣口流出轉(zhuǎn)爐熔融普通鋼渣400kg，倒入反射爐，充分混合成反應(yīng)混合熔渣，通過調(diào)控保證(a)、(b)；(a)反應(yīng)混合熔渣溫度在1300～1620℃；(b)反應(yīng)混合熔渣中FeO質(zhì)量濃度≤1.0％；并使反應(yīng)混合熔渣自然混合；
對應(yīng)(a)：反應(yīng)混合熔渣的溫度為1630℃，按質(zhì)量比1∶2∶2∶2∶1，向反應(yīng)混合熔渣中加入白云石、提鈮尾渣和從冶煉爐直接獲得的熔融態(tài)的鎳鐵渣、金屬化率≥70％的熱態(tài)普通鐵精礦金屬化球團(tuán)和FeO含量≥60％的熱態(tài)普通鐵精礦含碳預(yù)還原球團(tuán)，使反應(yīng)混合熔渣的溫度降至1575℃；(b)：反應(yīng)混合熔渣中FeO含量為1.0％；步驟1結(jié)束；
步驟2，分離回收采用方法二中的方法E，爐外熔渣處理采用方法E-6：
(1)還原后的熔渣，旋轉(zhuǎn)沉降渣-金分離，獲得鐵水與熔渣；
(2)將熔渣，倒入保溫裝置，作為反應(yīng)混合熔渣，實(shí)時監(jiān)測保溫裝置內(nèi)的反應(yīng)混合熔渣，通過調(diào)控同時保證上述的(a)、(b)，調(diào)控方法同上述步驟1中的調(diào)控方法；
分離回收采用方法A、方法B或方法C中的一種；(3)將鐵水送往轉(zhuǎn)爐煉鋼。
實(shí)施例11
一種含稀土和/或鈮混合熔渣冶金熔融還原回收的方法，包括以下步驟：
步驟1，混合熔渣冶金熔融還原：將高爐出渣口中流出的含稀土高爐熔渣50kg和鋼渣出渣口流出的電爐熔融氧化含鈮鋼渣500kg，倒入交流電弧爐，充分混合，形成反應(yīng)混合熔渣，通過調(diào)控同時保證(a)和(b)；(a)反應(yīng)混合熔渣的溫度在1300～1620℃范圍內(nèi)；(b)反應(yīng)混合熔渣中，F(xiàn)eO的質(zhì)量濃度≤1.0％；并使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁?/p>
對應(yīng)(a)：反應(yīng)混合熔渣的溫度為1620℃；對應(yīng)(b)：應(yīng)反應(yīng)混合熔渣中的FeO含量為0.8％，在設(shè)定范圍內(nèi)；并對反應(yīng)混合熔渣進(jìn)行機(jī)械攪拌，使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁?/p>
步驟2，分離回收采用方法二中的方法F-1：
(1)將還原后的熔渣，自然沉降渣-金分離，獲得含鈮鐵水與熔渣；(2)向保溫渣罐內(nèi)熔渣中吹入預(yù)熱溫度為1050℃氧氣，直至熔渣中氧化鐵質(zhì)量百分?jǐn)?shù)≥2wt％，完成噴吹，獲得氧化后熔渣；過程中測得，熔渣溫度為1410℃，采用耐火噴槍插入熔渣內(nèi)部，以氧氣作為載氣，噴入預(yù)熱溫度為1080℃煤粉，獲得氧化后熔渣，溫度1465℃；(3)對氧化后熔渣直接空冷，用作礦渣水泥或水泥調(diào)整劑；(4)將含鈮鐵水送往轉(zhuǎn)爐提鈮煉鋼。
實(shí)施例12
一種含稀土和/或鈮混合熔渣冶金熔融還原回收的方法，包括以下步驟：
步驟1，混合熔渣冶金熔融還原：將高爐出渣口中流出含稀土高爐熔渣40kg和鋼渣出渣口流出的電爐熔融氧化含鈮鋼渣400kg，倒入可傾倒的轉(zhuǎn)爐，充分混合形成反應(yīng)混合熔渣，通過調(diào)控同時保證(a)和(b)；(a)反應(yīng)混合熔渣的溫度在1300～1620℃范圍內(nèi)；(b)反應(yīng)混合熔渣中FeO的質(zhì)量濃度≤1.0％；并使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁?/p>
對應(yīng)(a)：反應(yīng)混合熔渣溫度為1310℃；(b)：反應(yīng)混合熔渣中FeO含量為0.7％；并對反應(yīng)混合熔渣進(jìn)行機(jī)械攪拌，使反應(yīng)混合熔渣實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁?/p>
步驟2，分離回收采用方法二中的方法F-2：
(1)將還原后的熔渣，自然沉降渣-金分離，獲得含鈮鐵水與熔渣；(2)向熔渣中加入粉煤灰和電爐熔融還原渣，形成混合熔渣，向混合熔渣中吹入預(yù)熱溫度為1050℃的氧氣，直至混合熔渣中的氧化鐵質(zhì)量百分?jǐn)?shù)≥2wt％，完成噴吹，獲得氧化后熔渣；過程中測得，混合熔渣溫度為1420℃，通過交流電弧爐自身加熱，使混和熔渣升溫至1460℃；(3)對氧化后熔渣水淬，用于生產(chǎn)高附加值的水泥熟料；(4)將含鈮鐵水送往轉(zhuǎn)爐提鈮煉鋼。