[发明专利]一种降低钒渣中氧化铁含量的方法

说明书

本发明涉及一种降低钒渣中氧化铁含量的方法，所述方法包括：转炉提钒吹炼结束后，向炉内加入添加剂并在保护气氛下进行反应，得到钒渣。通过本发明提供的方法，将钒渣中的氧化铁还原，生成铁单质与一氧化碳，其中铁单质进入半钢中，一氧化碳随炉气排出。通过采取吹保护气体及拉枪操作，破坏了钒渣在炉内的稳定状态，加速了一氧化碳的排出，促进了还原反应的进行。最终达到了降低钒渣中氧化铁含量的目的。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种降低钒渣中氧化铁含量的方法。

背景技术

钒资源是国家乃至世界上的重要稀缺资源，被称为“现代工业的味精”，产能主要分布于中国(44.8％)、南非(20.8％)、俄罗斯(13.8％)、美国(7.6％)、澳大利亚(4.6％)及其它国家(8.4％)钒被广泛应用在钢铁、化工、航空航天和军事工业等领域，90％以上的钒用于钢铁工业，主要应用在优特钢、低合金钢以及部分普碳钢产品。全球钒资源开发利用的特点是以开发钒钦磁铁矿为主，其它资源为辅，从钒钦磁铁矿中生产的钒占总量的85％，储量达到470多亿t。我国钒钦磁铁矿储量达170多亿t，位居世界第三位，主要分布在四川省攀西地区和河北省承德地区。

从钒钦磁铁矿中回收钒资源，主要的方法是将钒钦磁铁矿在高炉或电炉中冶炼，经过还原反应得到含钒铁水，接着利用铁水中钒元素的选择性氧化，使钒元素氧化进入炉渣，得到钒含量较高的炉渣，再从炉渣中提取钒。

高炉还原法是将钒钦磁铁矿在烧结机中制成烧结矿，然后将烧结矿在高炉中进行还原，得到含钒铁水，采用这种工艺的国家有中国和俄罗斯。电炉还原法是将钒钦磁铁矿还原为金属化球团，然后在电炉内进行冶炼，得到含钒铁水，采用这种方法的国家有新西兰和南非。

转炉提钒过程中，在铁水中钒元素被氧化的同时硅、钛、锰、铁及铬等元素也会被氧化，其氧化产物连同冷却剂中的杂质一同组成钒渣。延长供氧时间可降低半钢余钒，提高钒元素回收率，但是在延长供氧时间的同时也增加铁水损失。

提钒过程是铁水中铁、钒、碳、硅、锰、钦、磷及硫等元素的氧化反应过程，这些元素的氧化反应进行的速度取决于铁水本身的化学成份、吹炼时的热力学和动力学条件。

目前主要有三种从含钒铁水提钒的处理方法：

(1)钠化渣法：直接把碳酸钠加入到含钒铁水中，使铁水中的钒转化为钒酸钠，同时可以去除铁水中的有害元素S、P。通过这种方法获得的炉渣，可直接用水浸工艺提取V₂O₅。若所得半钢S、P含量低，可采用少渣法或无渣法炼钢。

(2)吹炼钒渣法：在转炉或其他容器内吹入空气或氧气，得到含V₂O₅的钒渣和半钢。该方法是利用V、C选择性氧化原理，冶炼中需最大程度氧化V,同时防止C大量氧化，做到提钒保碳。这种工艺目前是从钒钦磁铁矿提钒的主要方法，与从矿石中直接提钒相比，更为经济。目前世界上66％的钒是使用这种方法生产的。

(3)含钒钢渣法：将含钒铁水直接吹炼成钢，钒氧化进入钢渣，再从钢渣提取钒。与吹炼钒渣法相比，这种方法省去了吹炼钒渣设备，节省了投资，减少了吹炼钒渣时的铁损，是一种新的提钒方法。

转炉提钒法是将含钒铁水兑入转炉内进行吹炼，使钒氧化进入炉渣中，以实现钒与铁的分离。目前，转炉提钒的方式有：顶吹、底吹或复吹等。转炉提钒的关键技术是加入冷却剂以控制熔池温度，实现提钒保碳的目的，同时脱去Si。

在转炉中吹炼时，钒被氧化的同时部分碳和其他元素亦被氧化，产生大量的化学热，这造成熔池温度升高。根据铁水中碳、钒选择性氧化可知，熔池温度过高时，碳大量氧化，同时抑制钒的氧化，这将造成半钢中碳含量过低不利于后续炼钢，同时因为钒不能充分氧化使钒回收率降低。常用冷却剂有铁矿石、氧化铁皮、生铁块、废钢、水等。钒渣中含量最高的是铁，约35-40％。降低铁含量是提高钒含量的有效措施。渣中全铁含量取决于供氧强度和氧枪位置。渣中全铁含量下降5％对提高渣中钒含量都有利。