[发明专利]一种富钒渣冶炼生产氮化硅钒的方法

说明书

本发明提供了一种氮化硅钒的生产方法，包括如下步骤：(1)富钒渣、硅石、焦炭、生石灰按预设重量比混合，然后冶炼得到硅钒合金；(2)将所述硅钒合金破碎至20mm以下，然后球磨为‑100目的粉料；(3)向所述粉料中加入粘结剂，混合均匀，然后压制成型、烘干得到物料；(4)对所述物料进行真空脱碳、渗氮处理，然后冷却得到氮化硅钒。本发明的方法直接通过火法的方式将富钒渣冶炼成氮化硅钒，省去了湿法环节，流程大大简化，生产效率提高，具有显著的经济效益。

技术领域

本发明涉及铁合金制备领域，具体涉及一种富钒渣冶炼生产氮化硅钒的方法。

背景技术

氮在钢中具有固溶强化和时效沉淀强化作用，可与钢中V、Ti、Cr等合金元素组成氮化物，从而提高钢的强度、硬度、耐磨性和抗蚀性等。因此，氮化合金被用于各种耐热钢、耐蚀钢、无磁钢等钢种的生产中，在钢铁工业中得到了广泛的应用。

在“中国资源综合利用年度报告(2012)”一文中，提到了“钒钛资源”开发利用及“矿产资源综合利用”中对半生金属中“钒”等稀有金属的综合利用，高度重视钒资源的开发。其中，富钒渣是一种重要的钒资源，通常是由钒钛磁铁矿入高炉冶炼、转炉氧化提钒得到。

目前，对富钒渣资源的利用主要是先通过加盐焙烧-浸出-沉钒-熔化等工序组成的湿法工艺制得钒片(V₂O₅)，然后再由钒片通过一系列火法工序制得钒铁、硅钒、氮化硅钒、氮化钒等钒系合金。这种提钒方式流程冗长，生产效率低，同时湿法环节也存在环境污染、转化率低等问题。

中国发明专利申请CN 104388679A公开了一种含钒原料提钒方法，通过硫酸/硫酸盐湿法焙烧的方式将钢渣、钒渣中的钒提取出来；中国发明专利申请CN 105018828A公开了一种钒铁合金的制备方法，以含钒氧化物为原料(其中，钒片的主成分即为V₂O₅，包含在其内)，通过铝热法制得钒铁；中国发明专利申请CN103526098A公开了一种氮化硅钒铁合金及其生产方法，以硅钒铁合金为原料，经破碎送入高压反应器中真空渗氮制得氮化硅钒铁合金。但是，这些专利申请中公开的方法都没能有效解决现有针对富钒渣提钒工艺冗长、生产效率低、转化率低和环境污染的问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的富钒渣冶炼生产氮化硅钒的方法。

具体来说，本发明通过如下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种氮化硅钒的生产方法，包括如下步骤：

(1)富钒渣、硅石、焦炭、生石灰按预设重量比混合，然后冶炼得到硅钒合金；

(2)将所述硅钒合金破碎至20mm以下，然后球磨为-100目的粉料；

(3)向所述粉料中加入粘结剂，混合均匀，然后压制成型、烘干得到物料；

(4)对所述物料进行真空脱碳、渗氮处理，然后冷却得到氮化硅钒。

进一步，在步骤(1)中，所述预设重量比是富钒渣、硅石、焦炭、生石灰的重量比是24.29～44.35:2.86～14.65:7.13～12.16:41.02～50.75。

进一步，在步骤(2)中，将所述硅钒合金破碎至20mm以下，一次球磨至-100目后在600～800℃下氧化焙烧4～6h，接着二次球磨至-100目。

进一步，在步骤(3)中，所述粘结剂是水玻璃、聚乙烯醇、纤维素中的任意一种或多种。

进一步，在步骤(3)中，所述粘结剂以重量计占总混料的3％～6％。

进一步，在步骤(3)中，所述压制成型是在12～18Mpa进行。