含釩鉻鐵水復(fù)合處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及含釩鉻鐵水復(fù)合處理方法，屬于鋼鐵冶煉領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是I凡欽磁鐵礦大國(guó)，攀鋼、承鋼、昆鋼等企業(yè)都是米用I凡欽磁鐵礦進(jìn)彳丁冶煉，釩鈦磁鐵礦高爐冶煉出的鐵水釩含量高，而釩是一種重要的資源，因此鐵水煉鋼前必須提釩，制取釩渣。目前，國(guó)內(nèi)外制取釩渣的生產(chǎn)方法較多，主要有新西蘭鐵水包吹釩工藝、南非搖包提釩工藝、俄羅斯和中國(guó)的轉(zhuǎn)爐提釩工藝等，其它提釩工藝還包括含釩鋼渣提釩、石煤提隹凡工藝等。
[0003]國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)爐提釩的生產(chǎn)工藝制度均為加入冷卻劑+過程溫度+吹煉時(shí)間的不斷改進(jìn)。鐵水提釩是一項(xiàng)選擇性氧化技術(shù)。轉(zhuǎn)爐供氣提釩是一個(gè)放熱過程，[Si]、[Mn]、[V]、[C]等元素氧化使熔池快速升溫，而[Si]、[Mn]氧化發(fā)生在[V]氧化之前，提釩不可能抑制其反應(yīng)，而[C]、[V]轉(zhuǎn)化溫度大約在1385°C左右，因此要獲得[V]的高氧化率和[V]收率，必須加入提釩冷卻劑，控制熔池溫度使之逼近[C]、[V]轉(zhuǎn)化溫度，達(dá)到提釩保碳的目的，將[V]降至0.05%以下。提釩的終點(diǎn)半鋼溫度不宜過高，提釩過程前期以釩氧化為主，后期以釩還原為主，但吹釩過程是釩還原為主。所以在降溫時(shí)采用的是加入冷卻劑使鐵水溫度降到合適的范圍，轉(zhuǎn)爐冶煉中通過吹煉時(shí)間和過程溫度的控制，將半鋼中的釩氧化，提高收
[0004]攀枝花高格型釩鈦磁鐵礦礦物種類多，礦石結(jié)構(gòu)復(fù)雜，選冶分離礦石中的鐵、釩、鈦、鉻、鎳、鈷等金屬技術(shù)難度大，是一項(xiàng)待攻克的世界性技術(shù)難題。通常情況下，釩鈦礦物中釩以V3+的形態(tài)固溶于磁鐵礦晶格內(nèi)，形成釩鐵尖晶石；鈦主要以氧化物T12的形式存在于鈦鐵晶石和鈦鐵礦中。Cr3+與Fe 3+離子半徑近似，三價(jià)鉻置換鈦磁鐵礦中三價(jià)鐵離子，呈內(nèi)質(zhì)同象。鉻與釩一樣，與鐵共生在一起，礦物為Fe0.(V，Cr) 203尖晶石。在選礦過程中鉻與釩80%以上富集在鐵精礦中。為通過冶金方法共同提取釩鉻奠定了較好的原料基礎(chǔ)。許多科研院所及高校已經(jīng)對(duì)紅格礦從采選、冶煉、提取及后續(xù)釩鉻分離都做了大量的工作，奠定了一定的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。目前已攻克多個(gè)技術(shù)難題，但距產(chǎn)業(yè)化還有不少的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，工藝技術(shù)尚不成熟。
[0005]在現(xiàn)有的高爐煉鐵-轉(zhuǎn)爐煉鋼提釩工藝中，釩鈦磁鐵礦中的鈦主要以鈣鈦礦形式進(jìn)入高爐渣相，釩、鉻氧化物被還原進(jìn)入鐵相，并在轉(zhuǎn)爐提釩過程中被氧化分別形成釩鐵、鉻鐵的尖晶石結(jié)構(gòu)進(jìn)入渣相形成釩渣，殘留在半鋼中的釩鉻在進(jìn)一步的煉鋼過程中會(huì)部分氧化進(jìn)入高堿度的煉鋼渣中。由于目前鐵水鉻含量低，生產(chǎn)工藝只針對(duì)釩渣中釩的回收，采用的工藝是高溫鈉化焙燒一水浸提釩工藝。由于釩鉻在冶金過程中的物理化學(xué)行為的相似性，在以紅格礦為原料的釩鉻鐵水提釩過程中勢(shì)必使大量的鉻氧化進(jìn)入渣中，形成高鉻含量的釩鉻渣。
[0006]從已有的文獻(xiàn)來(lái)看，關(guān)于釩鉻鐵水冶煉僅有少量的工業(yè)試驗(yàn)報(bào)導(dǎo)，由于有鉻的參與，含釩鉻鐵水在轉(zhuǎn)爐內(nèi)的氧化特性相應(yīng)會(huì)有所變化，鉻氧化物在渣中的存在會(huì)影響釩鉻渣的物理化學(xué)性能，會(huì)導(dǎo)致釩鉻氧化的熱力學(xué)條件和釩鉻在渣中和半鋼中分配的變化。
[0007]CN1789435公開了一種鐵水提釩控鈣冷卻劑及鐵水提釩控鈣工藝，其提釩冷卻劑的化學(xué)成分(Wt% )為:氧化鐵皮56-60%、鐵精礦粉30-40%、結(jié)合劑5_10%，其鐵水提釩控鈣工藝為在吹煉前期加入上述冷卻劑，該冷卻劑可增高釩的提取率和釩渣品位，穩(wěn)定釩渣氧化鈣含量。CN101338351公開了一種提釩冷卻劑及其制備方法和使用方法，該冷卻劑以氧化鐵皮或提釩污泥、含釩鐵精礦、結(jié)合劑為原料生產(chǎn)，含有80% -95%的鐵氧化物，3-6%的Si02、0.1-0.6%的V205、l-3% MgCl2。該冷卻劑的使用方法為在含釩鐵水入爐后通過氧槍供氧，供氧壓力為0.6?0.8MPa，供氧量為8?12m3/t鐵水，供氧時(shí)間為240?340s ；向爐內(nèi)加入提釩冷卻劑進(jìn)行爐溫控制，在吹氧結(jié)束后的熔池溫度為1360?1420°C，獲得釩渣和半鋼。
[0008]從上述已有技術(shù)看，均只針對(duì)釩渣中釩的回收，冷卻劑的加入方法均為一次性加入，其釩氧化率有待進(jìn)一步提高。對(duì)含釩鉻鐵水的處理，并未有相關(guān)文獻(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供含釩鉻鐵水復(fù)合處理方法。
[0010]本發(fā)明含釩鉻鐵水復(fù)合處理方法，包括如下步驟:
[0011]將噴槍浸入含釩鉻鐵水內(nèi)噴吹鐵氧化物粉，載氣為氮?dú)?；同時(shí)采用底吹方式對(duì)鐵水噴吹CO2，噴吹結(jié)束后獲得釩鉻渣和半鋼。
[0012]其中，氮?dú)鈮毫?.3?0.8MPa，鐵氧化物粉的噴吹量為20?60kg/tFe，鐵氧化物粉的噴吹速度為50?100kg/min，噴槍口插入深度為距離鐵水底部500?1500mm。
[0013]進(jìn)一步的，底吹CO2用量控制在0.10?0.50m3/(min.tFe)之間。
[0014]進(jìn)一步的，所述鐵氧化物為鐵礦粉、氧化鐵皮和鐵紅中的至少一種。
[0015]進(jìn)一步的，所述含釩鉻鐵水的成分為:[V] + [Cr]的總量為0.5%?1.0%，碳含量為 4.0%~ 5.0%o
[0016]本發(fā)明采用氣固兩相流噴吹法進(jìn)行提釩，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠減少鐵氧化物用量、提高釩和鉻的氧化率、減少碳的氧化率，有利于資源的利用及提釩鉻生產(chǎn)成本降低。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明含釩鉻鐵水復(fù)合處理方法，包括如下步驟:
[0018]將噴槍浸入含釩鉻鐵水內(nèi)噴吹鐵氧化物粉，載氣為氮?dú)?；同時(shí)對(duì)鐵水底吹0)2氣體，噴吹結(jié)束后獲得釩鉻渣和半鋼。
[0019]其中，氮?dú)鈮毫?.3?0.8MPa，鐵氧化物粉的噴吹量為20?60kg/tFe，鐵氧化物粉的噴吹速度為50?100kg/min，噴槍口插入深度為距離鐵水底部500?1500mm。
[0020]在噴吹過程中，底吹CO2用量控制在0.10?0.50m V (min.tFe)之間。
[0021]含有鐵氧化物的粉末均適用于本發(fā)明，優(yōu)選的，所述鐵氧化物為鐵礦粉、氧化鐵皮、鐵紅中或其他含鐵氧化物較高的粉狀材料中的至少一種。
[0022]本發(fā)明中含釩鉻鐵水的成分為:[V]+ [Cr]的總量為0.5%?1.0 %之間，碳含量為4.0%?5.0%之間，其余成分無(wú)特殊要求。本發(fā)明中，含釩鉻鐵水采用現(xiàn)有工藝制得，如采用工藝為:高鉻釩鈦磁鐵礦一高爐或電爐冶煉一含釩鉻鐵水。本發(fā)明中，[V] + [Cr]代表釩含量與鉻含量的總和，其他類似的相同。本發(fā)明所述的含量為重量百分比。
[0023]本發(fā)明主要適用于含釩鉻鐵水進(jìn)行釩鉻渣制取過程，其具體可采用如下步驟:
[0024](I)采用氣固兩相流噴吹法進(jìn)行提釩，即鐵水包進(jìn)入到處理工位后，將噴槍浸入鐵水內(nèi)噴吹鐵氧化物粉，載氣為氮?dú)猓?br>[0025](2)將噴槍浸入鐵水內(nèi)噴吹鐵氧化物粉，所述鐵氧化物為包括鐵礦粉、氧化鐵皮、鐵紅等含有鐵氧化物的一種或幾種的組合物；
[0026](3)氮?dú)鈮毫刂圃?.3?0.8MPa之間，粉劑噴吹量控制在20?50kg/tFe之間，粉劑噴吹速度控制在50?100kg/min之間，噴槍口插入深度以距離包/罐底距離計(jì)在500 ?1500mm ；
[0027](4)同時(shí)采用底吹方式對(duì)鐵水進(jìn)行CO2噴吹，底吹CO2用量控制在0.10?0.50m V(min.tFe)之間，噴吹結(jié)束后扒出/撈出釩鉻渣，所得半鋼運(yùn)至煉鋼轉(zhuǎn)爐進(jìn)行煉鋼。
[0028]本發(fā)明未提及的吹煉提釩的其他具體操作方式和條件均可以與現(xiàn)有技術(shù)相同，對(duì)此本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，在此不作贅述。
[0029]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。
[0030]實(shí)施例1
[0031]在80t鐵水包進(jìn)入處理工位后，將噴槍浸入鐵水內(nèi)噴吹鐵氧化物粉，載氣為氮?dú)?，粉劑噴吹量控制?0kg/tFe，噴槍口插入深度距離包/罐底距離1500mm，氮?dú)鈮毫刂圃?.3MPa之間，粉劑噴吹速度控制在50kg/min，同時(shí)采用底吹CO2方式進(jìn)行攪拌和保碳，底吹CO2用量控制在0.50m V (min -tFe)，噴吹結(jié)束后撈出釩鉻渣，所得半鋼運(yùn)至煉鋼轉(zhuǎn)爐進(jìn)行煉鋼。鐵水釩從0.161%降到0.022%，鉻從0.326%降到0.087%，碳氧化率為7.3%。
[0032]實(shí)施例2
[0033]在200t鐵水罐進(jìn)入處理工位后，將噴槍浸入鐵水內(nèi)噴吹鐵氧化物粉，載氣為氮?dú)?，粉劑噴吹量控制?0kg/tFe，噴槍插入深度以距離罐底距離500mm，氮?dú)鈮毫刂圃?.8MPa，粉劑噴吹速度控制在100kg/min，同時(shí)采用底吹CO2方式進(jìn)行攪拌和保碳，底吹CO2用量控制在0.30m3/(min -tFe)，噴吹結(jié)束后扒出釩鉻渣，所得半鋼運(yùn)至煉鋼轉(zhuǎn)爐進(jìn)行煉鋼。鐵水釩從0.369%降到0.030%，鉻從0.217%降到0.059%，碳氧化率為7.9%0
[0034]實(shí)施例3
[0035]在140t鐵水罐進(jìn)入處理工位后，將噴槍浸入鐵水內(nèi)噴吹鐵氧化物粉，載氣為氮?dú)?，粉劑噴吹量控制?0kg/tFe，噴槍插入深度以距離罐底距離1000mm，氮?dú)鈮毫刂圃?.7MPa，粉劑噴吹速度控制在80kg/min，同時(shí)采用底吹0)2方式進(jìn)行攪拌和保碳，底吹CO 2用量控制在0.1Om3/(min *tFe)，噴吹結(jié)束后扒出釩鉻渣，所得半鋼運(yùn)至煉鋼轉(zhuǎn)爐進(jìn)行煉鋼。鐵水釩從0.268%降到0.030%，鉻從0.57%降到0.13%，碳氧化率為9.6%。
[0036]綜上，本發(fā)明的處理方法，不僅可以降低鐵水中釩和鉻的含量，還能將碳氧化率降低為9.6%以下，與現(xiàn)有的技術(shù)處理的碳氧化率16%左右相比，本發(fā)明可減少碳的氧化率，有利于資源的利用及提釩生產(chǎn)成本降低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.含釩鉻鐵水復(fù)合處理方法，其特征在于，包括如下步驟: 將噴槍浸入含釩鉻鐵水內(nèi)噴吹鐵氧化物粉，載氣為氮?dú)?；同時(shí)采用底吹方式對(duì)鐵水噴吹CO2，噴吹結(jié)束后獲得釩鉻渣和半鋼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩鉻鐵水復(fù)合處理方法，其特征在于:氮?dú)鈮毫?.3?0.8MPa，鐵氧化物粉的噴吹量為20?60kg/tFe，鐵氧化物粉的噴吹速度為50?10kg/min，噴槍口插入深度為距離鐵水底部500?1500mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含釩鉻鐵水復(fù)合處理方法，其特征在于:C02用量為0.10 ?0.50m3/ (min.tFe)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的含釩鉻鐵水復(fù)合處理方法，其特征在于:所述鐵氧化物為鐵礦粉、氧化鐵皮和鐵紅的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4所述的含釩鉻鐵水復(fù)合處理方法，其特征在于:所述含釩鉻鐵水的成分為:[V]+ [Cr]的總量為0.5%?1.0%，碳含量為4.0%?5.0%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及含釩鉻鐵水復(fù)合處理方法，屬于鋼鐵冶煉領(lǐng)域。本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供含釩鉻鐵水復(fù)合處理方法。含釩鉻鐵水復(fù)合處理方法，包括如下步驟：將噴槍浸入含釩鉻鐵水內(nèi)噴吹鐵氧化物粉，載氣為氮?dú)?；同時(shí)采用底吹方式對(duì)鐵水噴吹CO2，噴吹結(jié)束后獲得釩鉻渣和半鋼。本發(fā)明能夠減少鐵氧化物用量、提高釩和鉻的氧化率、減少碳的氧化率，有利于資源的利用及提釩鉻生產(chǎn)成本降低。
【IPC分類】C21C7-072, C21C7-04, C21C5-34
【公開號(hào)】CN104673957
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510114093
【發(fā)明人】陳煉, 謝兵, 王建, 戈文蓀, 曾建華, 董克平, 黃正華, 李龍, 蔣龍奎
【申請(qǐng)人】攀鋼集團(tuán)研究院有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年3月16日