[发明专利]一种钢渣中钒的利用方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种钢渣中钒的利用方法。

背景技术

承德地区钒钛磁铁矿储量丰富，为世界级的钒钛磁铁矿基地，目前我国及世界上大多数国家多采用间接法提钒，即先将矿炼成铁水后，再利用转炉氧化吹炼得到含钒的炉渣作为提钒的原料，提钒后半钢（即提钒后的铁水）仍含有较高的残钒，此外含钒铁水工艺流程中个别工序处理能力的限制，部分含钒铁水未经提钒而直接兑入炼钢转炉，该过程半钢或铁水中会有相当量的残钒氧化进入钢渣，使得钢渣中的V₂O₅含量较高，一般为3～5%。

含钒钢渣为高碱度、低品位炉料，主要成分为CaO 40～60%，TFe 11～12%，Si0₂ 7～10%，MgO 5～11%，V₂O₅ 3～5%。含钒钢渣是重要的、很有利用价值的冶金二次资源，可作为提取V₂O₅的重要原料，但由于其钙、铁含量高，钒含量低，钒存在状态复杂，弥散分布于多种矿物相中，使得其中的钒难以回收利用，当前含钒钢渣中钒无法实现资源再利用，多露天堆放，对环境造成不利影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：钢渣中V₂O₅的再利用，主要通过转炉出钢过程中增加钢渣出渣量，精炼利用铝粉、碳化硅、硅铁粉还原钢渣中的V₂O₅进入钢水，实现钒资源再利用。

为解决上述技术问题，本发明一种钢渣中钒的利用方法采取下述工艺步骤：转炉出钢的钢渣进入精炼LF炉后，加入石灰、萤石，添加还原剂还原渣中的氧化钒；同时利用LF炉电极补热，加热后调整氩气流量增加钢渣界面反应，促进还原反应。

本发明所述还原剂为硅铁粉、碳化硅、铝粉中的任意一种或几种；还原剂添加量为硅铁粉0.5-1.0kg/t钢，碳化硅0.5-1.0kg/t钢，铝粉0.5-1.0kg/t钢。

本发明转炉出钢时，钢渣厚度为200-500mm。

本发明所述进入精炼LF炉后加入石灰3-6kg/t钢，萤石1-2kg/t钢，使钢渣中CaO/SiO₂为5-8，还原剂加入量0.5-3.0kg/t钢。

本发明所述应利用LF炉电极加热补热，加热温度为1590-1620℃，加热时间为10-15min。

本发明所述加热后调整氩气流量1000-1500nL/min，时间3-5min。

本发明所述钢渣量350mm，加入石灰4kg/t钢，萤石1.2kg/t钢，添加还原剂1.8kg/t钢，还原剂为硅铁粉0.5kg/t钢，碳化硅0.5kg/t钢，铝粉0.8kg/t钢；钢渣中CaO/SiO₂为5，电极补热12min，温度为1590℃，加热后氩气流量1200nL/min，时间3min。

本发明所述钢渣量400mm，加入石灰4.5kg/t钢，萤石1.5kg/t钢，添加还原剂1.7kg/t钢，还原剂为碳化硅0.8kg/t钢，铝粉0.9kg/t钢；钢渣中CaO/SiO₂为6，电极补热13min，温度为1620℃，加热后氩气流量1300nL/min，时间5min。

本发明所述钢渣量450mm，加入石灰5.0kg/t钢，萤石1.8kg/t钢，添加还原剂1.8kg/t钢，还原剂为碳化硅0.9kg/t钢，铝粉0.9kg/t钢；钢渣中CaO/SiO₂为8，电极补热13min，温度为1600℃，加热后氩气流量1200nL/min，时间4min。

本发明理论基础

热力学：利用基础热力学数据可以推导出钒氧化物被C、Si、Al还原的标准吉布斯自由能变化。

V₂O_5（s）+C_（s）=2 VO_2（s）+CO_（g）           △G⁰=-49070-213.42T        (1)

VO_2（s）+1/2C_（s）=1/2 V2O_3（s）+1/2CO_（g）   △G⁰=47650.25-79.433T     (2)