含釩鉻鐵水轉(zhuǎn)爐提取鉻釩時渣態(tài)的調(diào)整方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉領(lǐng)域，具體涉及一種含釩鉻鐵水轉(zhuǎn)爐提取鉻釩時渣態(tài)的調(diào)整方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是釩鈦磁鐵礦大國，主要分布在四川攀西、河北承德等地區(qū)；按照Cr2O3含量的高低，釩鈦磁鐵礦又分為普通型釩鈦磁鐵礦和高鉻型釩鈦磁鐵礦(簡稱高鉻釩鈦磁鐵礦)。高鉻型釩鈦磁鐵礦作為一種特殊的釩鈦磁鐵礦資源，除含有鐵、釩、鈦之外還伴生有珍貴的鉻資源，攀枝花地區(qū)的紅格釩鈦磁鐵礦是我國最大的鉻礦資源，儲量36億噸，含有Cr2O3高達1800萬噸，是全國其他地區(qū)已探明儲量的近兩倍。
[0003]高鉻型紅格釩鈦磁鐵礦不僅是攀西四大礦區(qū)之最，也是國內(nèi)目前最大的釩鈦磁鐵礦礦床。礦床賦存于海西早期形成的巨大層狀一似層狀中堿性一基性一超基性分異雜巖體中，巖漿分異作用好，屬晚期巖漿結(jié)晶分異礦床。礦體形成相對獨立的8個大中型礦區(qū)，其中路枯礦區(qū)巖體厚度大，各類含礦層齊全，礦體規(guī)模大，研宄程度最高，該區(qū)即所稱“紅格礦區(qū)”，又分為“南礦區(qū)”和“北礦區(qū)”。與周邊的攀枝花礦、白馬礦等資源不同，紅格礦除富含鐵、釩、鈦等金屬外，還共伴生鉻、鎳、鈷等金屬，是我國為數(shù)不多的特大型多元素共生礦，具有很高的綜合利用價值。以伴生的鉻元素為例，紅格南礦區(qū)Cr2O3品位達0.34%，鉻資源儲量十分可觀。我國是世界第一大不銹鋼生產(chǎn)國，國內(nèi)鉻礦遠遠滿足不了消費需求，每年都需從國外進口高品位的鉻鐵礦和鉻鐵合金。我國的鉻冶金和鉻鹽工業(yè)對國外鉻鐵礦具有很高的依賴度。因此，對于我國這樣一個鉻資源短缺的國家而言，實現(xiàn)高鉻型釩鈦磁鐵礦中鉻資源的規(guī)模化回收具有十分重要的經(jīng)濟價值和戰(zhàn)略意義。
[0004]攀枝花高格型釩鈦磁鐵礦礦物種類多，礦石結(jié)構(gòu)復雜，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，三價鉻置換鈦磁鐵礦中三價鐵離子，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踐基礎(chǔ)。目前已攻克多個技術(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]目前公開的關(guān)于高鉻型釩鈦磁鐵礦提取釩鉻方法的報道有:
[0006]原地礦部礦產(chǎn)綜合利用研宄所采用選礦一回轉(zhuǎn)窯預還原一電爐煉鐵一試驗轉(zhuǎn)爐吹高鉻型釩渣一從高鉻型釩渣提取V2O5和Cr 203，再經(jīng)傳統(tǒng)的焙燒一浸出一沉淀法得到了兩種產(chǎn)品，五氧化二釩品位和三氧化二鉻品位分別大于90%和98%，從原礦至產(chǎn)品的綜合收得率:鐵65%、釩40%?52%、鉻40%?55%。(張建廷.紅格鐵礦鉻的賦存、分布與回收利用[J].四川有色金屬，2005，(I): 1-5.)。
[0007]攀研院向鐵礦粉中直接加蘇打和芒硝的混合料氧化焙燒先提取釩鉻、浸出后精礦用豎爐氣體還原一磁選分離、簡單沉淀法從溶液中提取釩、鉻沉淀，并研宄了各種雜質(zhì)對釩鉻沉淀及產(chǎn)品質(zhì)量的影響規(guī)律，最終得到了品位都大于98%的V2O5和Cr 203產(chǎn)品。(張建廷，陳碧.攀西釩鈦磁鐵礦主要元素賦存狀態(tài)及回收利用[J].礦產(chǎn)保護與利用，2008，
(5):38-41.)
[0008]從上述已有技術(shù)看，采用調(diào)渣劑對釩鉻渣渣態(tài)進行調(diào)整還未見報導，尚屬先例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明是為了解決高鉻型含釩鉻鐵水的釩、鉻提取過程產(chǎn)生的釩鉻渣渣態(tài)粘稠、渣鐵不分的問題，提供了一種轉(zhuǎn)爐提釩鉻時渣態(tài)的調(diào)整方法；本發(fā)明與轉(zhuǎn)爐提釩相比能夠減少釩鉻渣中帶鐵量，有利于資源的利用及提釩鉻生產(chǎn)成本降低。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0011]本發(fā)明提供一種含釩鉻鐵水轉(zhuǎn)爐提取鉻釩時渣態(tài)的調(diào)整方法，具體為:將含釩鉻鐵水兌入到轉(zhuǎn)爐，然后對含釩鉻鐵水進行提釩鉻處理，提釩鉻處理中加入調(diào)渣劑，調(diào)渣劑的加入量根據(jù)下述情況確定:
[0012]I)若含釩鉻鐵水中[Si]彡0.5%，則調(diào)渣劑的加入量為O ;
[0013]2)若含釩鉻鐵水中0.2%< [Si] < 0.5%，那么調(diào)渣劑的加入量確定方式如下:
[0014]含釩鉻鐵水中[V] + [Cr]彡1%，則調(diào)渣劑的用量為2?5kg/tFe;含釩鉻鐵水中0.5 % < [V]+ [Cr] < I %,則調(diào)渣劑的用量為I?4kg/tFe ;含釩鉻鐵水中[V]+ [Cr] ( 0.5%，則調(diào)渣劑的用量為0.5?2kg/tFe ;上述調(diào)渣劑的加入量計為基礎(chǔ)用量;
[0015]3)若含釩鉻鐵水中[Si] ( 0.20%，那么調(diào)渣劑的加入量為:在步驟2中所述基礎(chǔ)用量的基礎(chǔ)上增加20% ；
[0016]其中，所述調(diào)渣劑的成分及其重量含量為:Si025%?35%，MnO O?35%，Na2OO ?5%，CaO 2 ?10%，S<0.02%，H20<2%，余量為鐵氧化物。
[0017]本發(fā)明含釩鉻鐵水轉(zhuǎn)爐提取鉻釩時渣態(tài)的調(diào)整方法中，對含釩鉻鐵水進行提釩鉻處理的方法采用下述方式中的一種:
[0018]方式一:將含釩鉻鐵水兌入到轉(zhuǎn)爐，然后對含釩鉻鐵水進行頂部吹氧，吹氧量控制在15?35Nm3/tFe，吹氧過程中加入冷卻劑來控制含釩鉻鐵水的溫度在1320?1390°C之間；
[0019]方式二:將含釩鉻鐵水兌入到轉(zhuǎn)爐，然后對含釩鉻鐵水進行頂?shù)讖痛?，即頂部吹氧，吹氧量控制?5?30Nm3/tFe ;底吹氮氣，氮氣流量控制在0.10?0.60m3/ (min ?tFe)；頂?shù)讖痛颠^程中加入冷卻劑來控制含釩鉻鐵水的溫度在1320?1390°C之間。
[0020]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。
[0021]進一步，上述含釩鉻鐵水轉(zhuǎn)爐提取鉻釩時渣態(tài)的調(diào)整方法中采用方式一或方式二進行提取釩鉻處理時，采用氧槍吹氧。
[0022]優(yōu)選的，上述方法中，所述冷卻劑為鐵氧化物或含鐵氧化物，方式一中冷卻劑的加入量為30?80kg/tFe ;方式二中冷卻劑的加入量為25?65kg/tFe。
[0023]進一步，方式一或方式二中冷卻劑的加入時機為:氧槍下降到位、成功點火后加入冷卻劑。
[0024]更進一步的，方式一或方式二中冷卻劑分三次加入，氧槍下降到位、成功點火后加入20%?40%的冷卻劑，吹煉I?3min (優(yōu)選1.5min)后再加入20%?50%冷卻劑，剩余的冷卻劑在停止吹煉前至少2min時加入的。
[0025]優(yōu)選的，上述對含釩鉻鐵水進行提取釩鉻處理方法的方式一中，轉(zhuǎn)爐的氧氣壓力控制在0.65?1.0MPa，氧氣流量控制在8000?24000Nm3/h，吹氧時間控制在6?12min。
[0026]優(yōu)選的，當采用上述方式一或方式二對含釩鉻鐵水進行提鉻釩處理時，對含釩鉻鐵水開始處理I?3min內(nèi)加入調(diào)渣劑，并且調(diào)渣劑在加入第一批冷卻劑后加入。
[0027]本發(fā)明的有益效果:
[0028]本發(fā)明與轉(zhuǎn)爐提釩相比能夠減少釩鉻渣中帶鐵量，有利于資源的利用及提釩鉻生產(chǎn)成本降低。
【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明提供一種含釩鉻鐵水轉(zhuǎn)爐提取鉻釩時渣態(tài)的調(diào)整方法，具體為:將含釩鉻鐵水兌入到轉(zhuǎn)爐，然后對含釩鉻鐵水進行提釩鉻處理，提釩鉻處理中加入調(diào)渣劑，調(diào)渣劑的加入量根據(jù)下述情況確定:
[0030]I)若含釩鉻鐵水中[Si]彡0.5%，則調(diào)渣劑的加入量為O ;
[0031]2)若含釩鉻鐵水中0.2%< [Si] < 0.5%，那么調(diào)渣劑的加入量確定方式如下:
[0032]含釩鉻鐵水中[V] + [Cr]彡1%，則調(diào)渣劑的用量為2?5kg/tFe;含釩鉻鐵水中0.5 % < [V]+ [Cr] < I %,則調(diào)渣劑的用量為I?4kg/tFe ;含釩鉻鐵水中[V]+ [Cr] ( 0.5%，則調(diào)渣劑的用量為0.5?2kg/tFe ;上述調(diào)渣劑的加入量計為基礎(chǔ)用量;
[0033]3)若含釩鉻鐵水中[Si] ( 0.20%，那么調(diào)渣劑的加入量為:在步驟2中所述基礎(chǔ)用量的基礎(chǔ)上增加20% ；
[0034]其中，所述調(diào)渣劑的成分及其重量含量為:Si025%?35%，MnO O?35%，Na2OO ?5%，CaO 2 ?10%，S<0.02%，H20<2%，余量為鐵氧化物。
[0035]本發(fā)明中，[Si]代表硅含量，[V] + [Cr]代表釩含量與鉻含量的總和，其他類似的相同。
[0036]本發(fā)明含釩鉻鐵水轉(zhuǎn)爐提取鉻釩時渣態(tài)的調(diào)整方法中，對含釩鉻鐵水進行提釩鉻處理的方法采用下述方式中的一種:
[0037]方式一:將含釩鉻鐵水兌入到轉(zhuǎn)爐，然后對含釩鉻鐵水進行頂部吹氧，吹氧量控制在15?35Nm3/tFe，吹氧過程中加入冷卻劑來控制含釩鉻鐵水的溫度在1320?1390°C之間；
[0038]方式二:將含釩鉻鐵水兌入到轉(zhuǎn)爐，然后對含釩鉻鐵水進行頂?shù)讖痛担错敳看笛?，吹氧量控制?5?30Nm3/tFe ;底吹氮氣，氮氣流量控制在0.10?0.60m3/ (min ?tFe)；頂?shù)讖痛颠^程中加入冷卻劑來控制含釩鉻鐵水的溫度在1320?1390°C之間。
[0039]本發(fā)明中，如果吹氧量過大則會造成碳的大量燒損，不利于后續(xù)煉鋼的熱源保證，如果吹氧量不夠則會造成釩、鉻的氧化率低、提取率低。
[0040]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。
[0041]進一步，上述含釩鉻鐵水轉(zhuǎn)爐提取鉻釩時渣態(tài)的調(diào)整方法中采用方式一或方式二進行提取釩鉻處理時，采用氧槍吹氧。
[0042]優(yōu)選的，上述方法中，所述冷卻劑為鐵氧化物或含鐵氧化物，方式一中冷卻劑的加入量為30?80