Способ обогащения ванадиевого шлака Советский патент 1991 года по МПК C22C33/04 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам обогащения сырья для получения ванадийсодержащих ферросплавов,

Цель изобретения - уменьшение потерь ванадия на стадии обработки шлакового расплава чугуном.

Предлагаемый способ обогащения ванадиевого шлака отличается от известного приемами и параметрами второй стадии обработки шлакового расплава, а именно основностью шлакового расплава которую снижают с 1,6-2,25 до уровня 1,1- 1,5, и массовым отношением шлака к чугуна которое увеличивают до 0,45-1,2.

Параметры второй стадии обогащения ванадиевого шлака определены экспериментальным путем.

При увеличении основности шлака от 1,1 до 1,5 увеличивается степень перехода , шлака в чугун железа, марганца и вана- д. ч. Однако относительный показатель обогащения шлака уменьшается, так как скорость перехода железа и марганца из шлака в чугун все более и более отстает от скорости перехода ванадия из шлака в чу гун. Наиболее резко это снижение заметно при увеличении основности шлака более 1,5.

При основности шлака менее 1.1 также наблюдается некоторое снижение относительного показателя обогащения шлака

&

Ј СО

ел о

стигшего при основности 1,1 своего максимального значения. Это объясняется тем, что степень перехода ванадия из шлака в чугун уменьшается незначительно, а степень перехода железа и марганца из шлака в чугун снижается существенно вследствие образования силикатов железа и марганца.

При отношении шлака к чугуну менее 0,45 существенно уменьшается относительный показатель обогащения шлака, т.е. скорость перехода ванадия из шлака в чугун превышает скорость перехода железа и марганца из шлака в чугун, а потери ванадия возрастают.

При отношении шлака к чугуну более 1,2 практически не происходит увеличение относительного показателя обогащения, имевшее место в интервале 0,45-1,2, что объясняется существенным уменьшением содержания углерода в чугуне, расходуемого на восстановительные реакции.

Примеры технического осуществления предлагаемого способа обогащения ванадиевого шлака.

Исходный конвертерный ванадиевый шлак содержит, мас.%: Y205 18,5; FeO 32,0; Ремет 6,5; 5Ю2 18,0; СаО 2,5; МпО 8,3; Сг203 1,5; TI02 5,5; 2,2; МдО 5,0.

В конвертер емкостью 8,5 м с донной топливно-кислородной и верхней кислородной продувкой загружали 2250-6000 кг шла- коизвестковой смеси, соответственно состоящей из 525-1875 кг извести и 1725- 4125 кг шлака приведенного химического состава.

Посредством донной топливно-кислородной продувки при дожигании продуктов горения верхней кислородной фурмой, при общем расходе кислорода 30 нм3/мин и расходе природного газа 11 нм3/мин за 40- 60 мин расплавляли шлакоизвестковую смесь и нагревали шлаковый расплав до 1500-1550° С. После расплавления шлэко- известковой смеси шлаковый расплав содержит, мас.%: Y20s 13,1-14,4; FeO 28,7-31,5%; SI02 13,0-14,0; СаО 22,5-29,4; МпО 5,9-6,5; Сг203 1.1-1,2; ТЮ2 3,9-4,9.; 1.6-1,8; МдО 3,6-3,9.

После этого перешли на донную продувку шлакового расплава воздушно-топливной смесью (расход воздуха 15 нм /мин и расход природного газа 5,5 нм3/мин) в течение 3-5 мин в конвертер вводили 75%-ный ферросилиций в количестве 140-270 кг. После перемешивания расплава производили разделение восстановленного железа (попутного металла) и предварительно обогащенного ванадиевого шлака путем попэлки конвертера и слива попутного металла через выпускную летку. Предварительно обогащенный шлак содержит, мас.%. 8- 11 (в пересчете на FeO 10.3-14.1); МпО 5,5- 6,2; Y20s 16,0-18,8; СаО 29,4 36,1, SI02 16,0-18,4.

Основность шлака в период металлотермической его обработки ферросилицием поддерживали на уровне 1,6-2,25 путем присадки извести. При использовании в качестве металла-восстановителя алюминия

0 необходимость в такой корректировке основности шлака отпадает.

После первой стадии обогащения получали 1700-4700 кг предварительно обогащенного ванадиевого шлака приведенного

5 выше химического состава с температурой 1600-1650° С.

Затем в шлаковый расплав вводили оксид кремния в виде кварцевого песка в количестве 150-400 кг, поддерживая

0 температурный уровень расплава с помощью донных топливно-кислородных фурм.

Перед заключительной стадией обогащения шлаковый расплав (1850-5100 кг) в

5 конвертере имеет следующий химический состав, мас.%; FeO 9,2-13,0; МпО 5,1-5,7; Y20s 14,7-17,3; СаО 27,0-33,3; Si02 22,4 25,0.

После этого в конвертер сливали 4200 кг

0 передельного чугуна, содержащего, мас.%: С 4,0. Мп 0,1; SI 0,3; S 0,040; Р 0,070. Темпе- рагура чугуна 1420° С. В течение 3-5 мин поизв;. ,1ли перемешивание чугуна и шла- коаого расплава азотом через донные фур5 мы.

Содержание углерода в чугуне снижается с 4,0% до 1,0-2,9%. Шлаковый расплав после перемешивания с чугуном содержит, мас.%: Y20s 14,2-16,8;ЈFeO + MnO 3,2-5,9.

0Результаты экспериментальной проверки влияния основности шлакового расплава перед его обработкой жидким чугуном и массового отношения шлакового расплава к чугуну на степень перехода из

5 шлака в чугун железа, марганца и ванадия, а также на относительный показатель обогащения шлака приведены в табл.1.

Степень перехода железа и марганца из шлака в металл на второй стадии обогаще0 ния шлака находится в пределах 69-78%, а степень перехода ванадия 1,35-3,0 % соответственно при основности шлака 1,1 (отношение шлака к чугуну 1,2) и 1,5 (отношение шлака к чугуну 0,45).

5Аналогичные показатели обогащения

шлака в известном способе соответственно составляют 80-88% и 2,0-4.5%.

При этом относительный показатель обогащения ванадиевого шлака в предлагаемом и известном способах соответственно

находится в пределах 26 -51 и 19,6- 40,0, т.е. относительный показатель шлака в предлагаемом способе в среднем на 30 отн.% превышает аналогичный показатель в известном способе (табл.2),

Формула изобретения Способ обогащения ванадиевого шлака, включающий совместное его проплавле- ние с известью, обработку шлакоизвесткового расплава с основностью 1,6-2,25 металлом-восстановителем до получения в расплаве содержания оксидов железа 8 11%, отделение попутного ме- тапла и обработку шлакового расплава

жидким чугуном, отличающийся т м что, с целью уменьшения потерь ванадич I-M стадии обработки шлакового расплава чугу ном. основность шлакового расплава перед его обработкой жидким чугуном снижает до

уровня 1,1-1.5, а обработку жидким чугуном ведут при отношении их масс 0,45-1.2

Т а Р л и п л I

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам обогащения сырья для получения ванэдийсодержащих ферросплавов, может быть использовано для их производства, минуя стадию химико- металлургической переработки конвертерных ванадиевых шлаков Целью изобретения является уменьшение потерь ванадия на стадии обработки шлакового расплава жидким чугуном Предложено перед обработкой шлакового расплава жидким чугуном снижать основность расплава до уровня 1,1-1,5, а обработку шлакового расплава жидким чугуном производить при отношении их масс0,45-1,2 Эти параметры обработки шлакового расплава обеспечивают по сравнению с известным способом снижение потерь ванадия с 2 0 4,5 до 1,35- 3% и увеличение относительное показателя обогащения ванадиевого шлака с 19,6-40,0 до 26-51 2 табл 1Л С

Н чегтньЛ способ 8-1 0,05-0,51,6-,24 1,6-2,250,10-O.lC80-PJ

ПреллагаемьЛ гписоЛ ,05-0,51,6-.,25 1,1-1,50,45-1,

li.H 1,1