[发明专利]一种冶炼钒铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶炼金属的方法，具体地，涉及一种冶炼钒铁的方法。

背景技术

钒铁是钒和铁组成的铁合金，主要在炼钢中用作合金添加剂，高钒钒铁还用作有色合金的添加剂。常用的钒铁有含钒40质量％、60质量％和80质量％三种。

冶炼钒铁的方法包括：在电弧炉中，将生石灰、钒氧化物、铁和铝作为原料，经还原和精炼两个阶段炼得到钒铁；其中，在还原阶段中，在高生石灰炉渣下，钒氧化物和铝发生铝热反应，将钒还原出来。当还原阶段进行到炉渣中的总钒含量不高于0.2重量％时，放出还原炉渣。然后，再加入钒氧化物和石灰，进行精炼阶段，以脱除钒铁合金液中的铝，钒铁合金液成分达到预期要求后，放出精炼炉渣，得到钒铁合金产品。精炼炉渣含有3重量％以上的总钒，称为富渣。

富渣的产生降低了钒的回收率，即，上述冶炼钒铁的方法存在钒的回收率较低的缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了克服冶炼钒铁的方法存在钒的回收率较低的缺陷，提供一种钒回收率较高的冶炼钒铁方法。

本发明的发明人发现，可以在精炼阶段使用含有铁氧化物和生石灰且不含有钒氧化物的调渣料进行调渣，从而不产生含有3重量％以上的总钒的富渣并提高了钒的回收率，由此得到了本发明。

本发明提供了一种冶炼钒铁的方法，该方法包括如下步骤：

(1)将包括生石灰、铁和钒氧化物的原料和铝在第一铝热反应条件下接触，得到第一合金液和第一炉渣；相对于所述钒氧化物中每摩尔的氧元素，铝的用量为0.75-0.9摩尔；所述第一铝热反应条件使得第一炉渣中总钒的含量不高于0.5重量％；

(2)将所述第一合金液与含有铁氧化物和生石灰且不含有钒氧化物的调渣料在第二铝热反应条件下接触，得到第二合金液和第二炉渣；所述第二铝热反应条件使得所述第二合金液中铝元素的含量不高于1.5重量％，且所述第二炉渣中总钒的含量不高于0.8重量％。

通过上述方法，本发明的提供的冶炼钒铁的技术方案避免了富渣的产生，因而有效地简化了工艺、降低了能耗、提高了钒的回收率。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种冶炼钒铁的方法，该方法包括如下步骤：

(1)将包括生石灰、铁和钒氧化物的原料和铝在第一铝热反应条件下接触，得到第一合金液和第一炉渣；相对于所述钒氧化物中每摩尔的氧元素，铝的用量为0.75-0.9摩尔；所述第一铝热反应条件使得第一炉渣中总钒的含量不高于0.5重量％；

(2)将所述第一合金液与含有铁氧化物和生石灰且不含有钒氧化物的调渣料在第二铝热反应条件下接触，得到第二合金液和第二炉渣；所述第二铝热反应条件使得所述第二合金液中铝元素的含量不高于1.5重量％，且所述第二炉渣中总钒的含量不高于0.8重量％。

其中，本发明的方法可以通过常规的冶炼钒铁的装置，例如倾翻式电弧炉进行。

本发明中，步骤(1)中，所述包括生石灰、铁、钒氧化物的原料以及含有铁氧化物和生石灰且不含有钒氧化物的调渣料并不是指必须将其中的成分进行混合后得到所述原料或调料渣，只是为了方便说明，把生石灰、铁、钒氧化物等成分一起称为原料，将铁氧化物和生石灰等成分一起成为调料渣，其中，所述包括生石灰、铁、钒氧化物的原料和铝可以是预先混合的，其中，各物料的形态可以各自为粉末或颗粒。各物料可以在加热前一次性全部加入，也可以分多批，在第一批物料加热开始后再一次性或分多批加入剩余的物料继续加热。

其中，如本领域公知的是，步骤(1)中，生石灰用于造渣，铁为合金成分，用于提供钒铁中的铁元素，钒氧化物用作钒源和氧化剂，铝为还原剂。其中，所述铁可以是低碳钢片和/或铁粒。所述钒氧化物可以为三价钒氧化物、四价钒氧化物和五价钒氧化物中的至少一种，例如可以为五氧化二钒和/或三氧化二钒。

其中，步骤(1)中，生石灰、铁和钒氧化物的含量没有特别地要求，可以为本领域公知的选择，例如，生石灰与铝的重量比可以为1∶1.7-2。所述生石灰中氧化钙含量优选为不低于80重量％。

铁与钒氧化物之间的重量比可以根据所制备的钒铁的品位要求调整，例如相对于1重量份的铁，以钒元素计，所述钒氧化物的用量为0.6-4重量份；特别是对于80品位的钒铁，可以使铁与钒氧化物(以钒元素重量计)之间的重量比为约1∶4。