一种转炉底喷粉提钒的生产方法技术

本发明专利技术提供了一种转炉底喷粉提钒的生产方法，包括以下步骤：将铁水兑入转炉后，采用氧枪进行顶吹供氧，在供氧吹炼过程中利用载气将铁氧化物粉末从炉底喷入，吹炼结束将炉底切换为底吹氮气，直至下一炉吹炼开始。本发明专利技术采用而“底吹铁氧化物+顶吹氧气”的转炉提钒工艺，该工艺中不仅具有氧气射流搅拌、底吹搅拌的功能，从底部喷入的铁氧化物在上浮的过程中直接与钒、硅、锰等元素发生反应并成渣，这就能缩短冶炼时间、提高铁氧化物的利用率，能够将钒的氧化率进一步提高。实验结果表明，本发明专利技术中的方法提钒过程钒的氧化率为91～94％。方法提钒过程钒的氧化率为91～94％。

【技术实现步骤摘要】
一种转炉底喷粉提钒的生产方法


[0001]本专利技术属于金属冶炼
，尤其涉及一种转炉底喷粉提钒的生产方法。

技术介绍

[0002]钒(V)是一种过渡族金属元素，金属钒常温下化学性质较稳定，高温下较活泼。钒原子的价电子结构为3d34s2，是典型的变价元素，五个价电子都可以参与成键，具有+2、+3、+4和+5价态。在不同的氧分压和温度下，钒的稳定化合物也不同，降低氧分压提高温度有利于三价钒氧化物的稳定存在。除此之外，钒还有多种非化学计量氧化物，可用通式V
n
O
2n-1
(3≤n≤9)表示的同族氧化物。在V2O4和V2O5之间，已知有V3O5、V3O7、V4O7、V4O9、V5O9、V6O
11
、V6O
13
等氧化物。工业上钒氧化物主要是V2O3、VO2和V2O5，其中V2O5尤为重要。
[0003]钒资源作为一种世界上重要的稀缺资源，无单独可采的钒矿物，其在自然界中的分布很分散，主要伴生于硫钒矿VS2或V2S5、铅钒矿(或称褐铅矿)Pb5(VO4)3C、钒云石KV2(AlSi2O
10
)(OH)2、钒酸钾铀矿K2(UO2)(VO4)2·
3H2O以及钒钛磁铁矿等矿物中。全球钒的总储量为6300万吨，可开采储量为1020万吨。用于提钒的原料种类很多，世界上88％的钒是从钒钛磁铁矿中获得，其余提钒原料有石煤、废催化剂、石油灰渣、碳质页岩等。因钒原料种类、矿物特征及其中钒含量差异较大，从含钒物料中提取钒的工艺和方法也多种多样，主要有火法冶炼、湿法浸出和火法-湿法联合提取工艺。
[0004]①
火法冶炼
[0005]通常以钒钛磁铁矿为主要原料，通过高炉或其它炼铁流程得到含钒铁水，再在转炉中吹入氧气使金属中的钒氧化富集到渣中。采用双联转炉吹炼时得到含V2O58～20％的钒渣和含C约3.6％的半钢，采用单个转炉造渣吹炼时得到含V2O52～5％的含钒钢渣和钢水。得到的钒渣或含钒钢渣经过焙烧-浸出或直接浸出的方式进行后续提取。随着炼钢和提钒工艺的发展要求，也出现了直接在转炉内加入碳酸钠进行吹炼，得到钠化钒渣和半钢，同时达到脱除铁水中磷和硫的目的。
[0006]②
湿法浸出
[0007]此种工艺较适用于废催化剂、飞灰和石油灰渣等废产品，也有少量应用于石煤中、钒钛磁铁矿等原矿，但由于其中钒都主要以难溶的三价钒形式存在，直接浸出较火法冶炼和火法-湿法联合提取工艺回收率更低。目前直接浸出的工艺主要有酸浸、碱浸、生物浸出、加压酸浸等。R.Navarro比较了酸浸和碱浸石油飞灰提钒工艺，认为NaOH浸出虽然浸出率为61％低于酸浸但对于过渡族金属化合物更具有选择性，得到含钒溶液调pH为8沉淀除Al后再加入NH4Cl至pH为5便可沉淀得到钒产品，沉淀率达99％。D.Mishra采用一种无机营养菌-硫氧化菌处理废催化剂，通过促进硫氧化菌的生长以及两步处理，可使钒浸出率达到94.8％；Li等
[17]在探索了氧化焙烧-加压酸浸、常压酸浸的方法后，采取加压酸浸石煤提钒可将钒浸出率提高到76％且反应时间短，相比常压酸浸50％和焙烧-浸出工艺的70％都有明显地提高，但此工艺对设备要求较高。将钒浸出到溶液后一般采取沉淀-煅烧、溶剂萃取-反萃等工艺得到最终的钒产品。
[0008]③
火法-湿法联合提取
[0009]由于原矿中V多以较稳定的三价钒形式存在，通常需要将其在氧化气氛下焙烧转化成高价化合物以利于浸出。对于我国的石煤资源，其蕴藏的钒资源总量占全国总钒的87％，钒品位在0.13～1.2％，发展的火法-湿法联合提取工艺有传统的钠盐焙烧-水浸、空白焙烧-酸浸(碱浸)、少盐焙烧-循环浸出以及钙盐焙烧-酸浸(碱浸)等。虽然钠盐焙烧工艺有焙烧温度低、时间短等优点，但其回收率低、产生大量有害气体如HCl和Cl2正逐渐被少盐焙烧或钙盐焙烧所取代。
[0010]目前，世界范围内制取钒渣的生产方法较多，主要有新西兰铁水包吹钒工艺、南非摇包提钒工艺、俄罗斯和中国的转炉提钒工艺等，其它提钒工艺还包括含钒钢渣提钒、石煤提钒工艺等。其中最主流的为转炉提钒工艺，其处理量最大。
[0011]从60年代初开始，中国曾先后在首钢、唐钢、上钢、攀钢、承钢和马钢的氧气顶吹转炉上进行过多项半工业与工业性试验，取得了大量的试验数据。承钢二炼钢的20t氧气顶吹转炉已于1988年正式投入提钒生产。中国氧气顶吹转炉提钒氧压控制在0.53～0.7MPa，耗氧量为16.37～25.0m3/t；采用生铁块、氧化铁皮、矿石、酸性球团、废钒渣及高碳废钢作冷却剂，半钢含碳量为3.17％～3.95％，残钒量为0.06％～0.11％，半钢温度为1347～1420℃，钒氧化率为68.9％～87.81％，钒回收率为74.82％～78.65％。但由于原材料条件波动大，操作工艺不稳定，加之缺少有效的终点控制手段，使吹钒指标还欠理想，尤其是钒氧化率及回收率，还需进一步提高。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的在于提供一种转炉底喷粉提钒的生产方法，本专利技术中的方法能缩短冶炼时间、提高铁氧化物的利用率，能够将钒的氧化率进一步提高。
[0013]本专利技术提供一种转炉底喷粉提钒的生产方法，包括以下步骤：
[0014]将铁水兑入转炉后，采用氧枪进行顶吹供氧，在供氧吹炼过程中利用载气将铁氧化物粉末从炉底喷入，吹炼结束将炉底切换为底吹氮气，直至下一炉吹炼开始。
[0015]优选的，所述顶吹供氧时氧枪的枪位采用“高-低-高”模式。
[0016]优选的，所述顶吹供氧的供氧强度为2.0～3.0m3/(min
·
tFe)，顶吹供氧的吹氧时间为5～6.5min，氧气的压力为0.7～0.9Mpa。
[0017]优选的，所述铁氧化物粉末为氧化铁皮粉末、铁红粉末和高品位铁矿粉末中的一种或几种。
[0018]优选的，所述铁氧化物粉末的粒径＜120目。
[0019]优选的，在转炉底喷所述铁氧化物粉末的载气为氮气，所述氮气的压力为0.4～0.6MPa。
[0020]优选的，所述铁氧化物粉末的喷吹速度为4～8kg/(tFe﹒min)，粉气比为20～40kg/Nm3。
[0021]优选的，所述吹炼结束后，底吹氮气的吹气流量为20～50Nm3/h。
[0022]优选的，供氧吹炼过程中通过底吹透气砖将所述铁氧化物粉末喷入熔池内。
[0023]本专利技术提供了一种转炉底喷粉提钒的生产方法，包括以下步骤：将铁水兑入转炉后，采用氧枪进行顶吹供氧，在供氧吹炼过程中利用载气将铁氧化物粉末从炉底喷入，吹炼
结束将炉底切换为底吹氮气，直至下一炉吹炼开始。本专利技术采用而“底吹铁氧化物+顶吹氧气”的转炉提钒工艺，该工艺中不仅具有氧气射流搅拌、底吹搅拌的功能，从底部喷入的铁氧化物在上浮的过程中直接与钒、硅、锰等元素发生反应并成渣，这就能缩短冶炼时间、提高铁氧化物的利用率，能够将钒的氧化率进一步提高。实验结果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转炉底喷粉提钒的生产方法，包括以下步骤：将铁水兑入转炉后，采用氧枪进行顶吹供氧，在供氧吹炼过程中利用载气将铁氧化物粉末从炉底喷入，吹炼结束将炉底切换为底吹氮气，直至下一炉吹炼开始。2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述顶吹供氧时氧枪的枪位采用“高-低-高”模式。3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述顶吹供氧的供氧强度为2.0～3.0m3/(min
·
tFe)，顶吹供氧的吹氧时间为5～6.5min，氧气的压力为0.7～0.9Mpa。4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述铁氧化物粉末为氧化铁皮粉末、铁红粉末和高品位...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炼，杨晓东，吴晨辉，付新瑞，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：