Способ обогащения ванадиевого шлака
Изобретение относится к области черной металлургии, конкретно к способам обогащения сырья для получения ванадийсодержащих ферросплавов, и может быть использовано для производства ванадиевых сплавов, минуя стадию химического выделения оксида ванадия из ванадийсодержащих шлаков. Целью изобретения является увеличение степени обогащения шлака за счет повьппения отношения содержания оксидов ванадия к содержанию оксидов железа и марган ца, повышение стойкости футеровки агрегата .Предлагается перед началом селективного извлечения из расплава железа и марганца повысить основность расплава до 1,6-.2,25 путем ввода в него извести, а в качестве углеродсодержащего восстановителя использовать передельный чугун при отношении массы шлака к массе чугуна 0,15-0,40. За счет повьш1ения основности расплава растет степень извлечения из него железа и марганца до 80-88%, при этом улучшаются условия службы основных огнеупоров и их расход снижается на 7%. 2 табл. i (Л
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (50 4 С 22 С 33 04
ancwn p l3,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Яя,!д „, gr, c ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4082680/23-02 (22) 09.07.86 (46) 15.03.88. Бюл. Ф 10 (71) Научно-производственное объединение "Тулачермет" (72) Н.Г. Гладышев, Г.В. Винокуров, С.П. Кошелев, M.À. Цейтлин и Г.Ф. Мастыков (53) 669.168(088.8) (56) Дуррер Р., Фолькерт Г, Металлургия ферросплавов. М.: Металлургия, 1976, с. 439-440. Рысс М.А. Производство ферроспла— вов. М.: Металлургия,1985, с. 302-303 (54) СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ВАНАДИЕВОГО ШЛАКА (57) Изобретение относится к области черной металлургии, конкретно к способам обогащения сырья для получения ванадийсодержащих ферросплавов, и может быть использовано для проиэвод„„SU„„1381187 А1 t ства ванадиевых сплавов, минуя стадию химического выделения оксида ванадия из ванадийсодержащих шлаков. Целью изобретения является увеличение степени обогащения шлака за счет повышения отношения содержания оксидов ванадия к содержанию оксидов железа и марган ца, повышение стойкости футеровки агрегата. Предлагается перед началом селективного извлечения иэ расплава железа и марганца повысить основность расплава до 1,6-2,25 путем ввода в него извести, а в качестве углеродсодержащего восстановителя испольэовать передельный чугун при отношении массы шлака к массе чугуна 0,15-0,40. ф За счет повышения основности расплава растет степень извлечения из него железа и марганца до 80-88Х, при этом улучшаются условия службы основных огнеупоров и их расход снижается на 77. 2 табл. 1381187 Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам обогащения сырья для получения ванадийсодержащих ферросплавов, и может быть использовано для производства ванадиевых сплавов, минуя стадию химического выделения оксида ванадия из ванадийсодержащих шлаков. Цель изобретения — увеличение сте- 10 пени обогащения шлака за счет повышения отношения содержания оксидов ванадия к содержанию оксидов железа и марганца, повышение стойкости футеровки агрегата. 15 Предлагается перед началом селективного извлечения из расплава железа и марганца повысить основность расплава до 1,6-2,25 путем ввода в него извести, а в качестве углеродсодержащего восстановителя испольэовать передельный чугун при отношении массы шлака к массе чугуна О, 15-0,40 с перемешиванием фаз. Химический состав конвертерных ванадийсодержащих шлаков колеблется в широких пределах, мас.7: Ч О, 1322; РеО 36-50; Ее 5-15; SiO> 2030; СаО 1-15; МпО 5-14; Cz О 2-10; TiO) 6 8; A1 0э 1 2 MgO 5-8. Отноше- 30 ние оксида кальция к кремнезему в этих шлаках находится в пределах 0,03-0,75, т.е. шлак является кислым, а в жидком состоянии — гетерогенным. Добавка извести в конвертерный 35 ванадийсодержащий шлак обеспечивает получение шлакоизвестковой смеси, после проплавления которой на зеркале металла формируется активный жидкоподвижный шлак. При основности та- 40 кого шлака менее 1,6 снижается сте-: пень извлечения железа и марганца вследствие образования силикатов этих элементов. При основности шлака более 2,25 также уменьшается степень 45 извлечения железа и марганца из шлака в результате образования ферритов кальция, а также увеличения вязкости шлака. Такое повышение основности обогащенного ванадиевого шлака благоприятно с точки зрения снижения расхода извести при дальнейшем использовании его для выплавки феррованадия. Применение чугуна в качестве угле- 55 родсодержащего материала для селективного извлечения иэ расплава железа и марганца позволяет эффективно выводить их иэ расплава эа счет развитой поверхности взаимодействия металлической (чугун) и оксидной (расплав) фаэ при указанном соотношении их масс. При массовом отношении расплава к чугуну менее 0,15 достигается высокая степень извлечения железа и марганца из шлака, вместе с тем получает определенное развитие восстановление ванадия из шлака, особенно при температурах, близких к 1420 С. Кроме того, ухудшаются технико-экономические показатели процесса из-за малого выхода обогащенного шлака (менее 150 кг на 1 т чугуна). При массовом отношении шлака к чугуну более 0,4 наступает насыщение металла марганцем, а степень вывода его из шлака уменьшается, что снижает уровень обогащения шлака. Применение чугуна с низким содержанием марганца при прочих равных условиях способствует переходу марганца из шлака в чугун. Пример ы. Исходный конвертерный шлак содержит, мас.7: ЧтО q 17,6; FeO 31,2; Ре,„„8; Бз.О, 18,5; СаО 2,2; Мп0 8,5; Cr,O» TiO 5; А1 0 > 2; MgO 5. В электропечь ДСП-ЗА загружают 2 т передельного чугуна, содержащего, мас.7: С 4,0; Мп 0,4; Si 0,6; S 0,050; P 0,08; железо — остальное, 50 кг извести и 50 кг агломерата. После расплавления чугун содержит, мас.7: С 3,7, Мп 0,16; Si — следы; S 0,040; P 0,07, железо — остальное. Скачивают шлак и при температуре чугуна 1450 С начинают ввод в печь шлакоизвестковой смеси в количестве 300-800 кг (отдельными порциями по 100-150 кг, поддерживая температуру чугуна на уровне 1400 — 1420 С), состоящей из 70— 250 кг извести и 230-550 кг конвертерного ванадийсодержащего шлака приведенного выше состава. После проплавления шлакоизвестковой смеси чугун содержит, мас.7.: С 3,0-3,4; Мп 0,08-0,12; Si — следы; S 0,038-0,042; P 0,О65-О,070. Шлак содержит, мас.7: V,O, 14„6-16,2; FeD 12,9-14,4; Ге„„4,1-4,5; SiO 15,3-17,1; СаО 26,934,5; МпО 7>0 7в8; Сг О 1 ю6 1 ь8; TiOy 4, 1-4,6; А1 О 2,5-2,8; MgO 4,1-4,6. Жидкотекучесть шлака поддерживают небольшими присадками плавикового шпата. После выпуска иэ печи чугун 1381 187 Таблица 2 Содержание металличесда из шлака в металл, мас.7 вое отношение шлака к мер ких включений в шлаке, мас.7 90,0 5,0 4,0 1 0,1 35 2 0,15 88,0 4,5 4,5 40 лагае45 Из пРиведенных в табл. 2 данных видно, что кратность шлака 0 15-0,4 является оптимальной, так как обеспечивает степень перехода X.(Fe+Mn) иэ шлака в металл не менее 807, а по50 тери ванадия не более 4,57 при содержании в шлаке металловключений не более 6,57. При выплавке феррованадия с использованием известного и предлагае55 мого обогащенных шлаков при применении последнего получен рост производительности агрегата на 57 за счет повышения основности на обеих стадиях переработки, расход магнезитового мому 1 1,5 4,5 4,0 3,5 4,5 3,0 5 0 2,5 6,0 2,0 8,5 75,0 82,0 2 1,6 3 1,9 4 2,25 5 2,4 85,0 83,0 78,0 Иэвестному 0,03- 72* 0,75 5,0 10,0 и шлак в течение 5-10 мин перемешивают в ковше воздухом, подаваемым через пористую вставку в днище ковша. После перемешивания чугун содержит, мас.7: С 2-3; Мп 0,7-1,6; Si — следы; S 0,015-0,020; P 0,060-0,070; Ч 0,05-0,08 Шлак содержит, мас.Х: Ч О 16,8-19,1; FeO 3,05-3,5; Fe„„, 4,9-5 5; SiO 18 2-20 8; СаО 32,9- 1р 41,1; МпО 2,1-2,4; Cr O> 1,4-1,6; Т О 4,9-5,6; А1 0 3-3,4; MgO 4,9-5,6. Основность шлака находится в пределах 1,6-2,25. Отношение оксида ванадия к оксидам железа и мар- 15 ганца увеличилось с 0,44 в исходном шлаке до 3,3 в обогащенном. Суммарная степень перехода железа и марганца из шлака в металл находится в пределах 85-887., степень восстанов- 20 ления ванадия не превышает 3-57. Обогащенный шлак используют взамен технической пятиокиси ванадия для выплавки феррованадия. Данные, характеризующие эффектив- 25 ность обогащения конвертерного ванадийсодержащего шлака относительно оксидов железа и марганца по предлагаемому и известному способам, приведены в табл. 1 (при массовом 3р отношении шлака к чугуну 0,25). * Степень перехода железа — 867; степень перехода марганца — 07 (исходный шлак содержит, мас.7: FeO 31,2; MnÎ 8,5; Ч О 17,6. Иэ приведенных в табл. 1 данных видно, что основность шлака 1, 6-2,25 является оптимальной, так как обеспечивает наилучшие показатели обогащения, а именно степень перехода 2(Fe+ +Мп) иэ шлака в металл не менее 82, а потери ванадия не более 3,57 при содержании металловключений в шлаке не более 67 (в исходном шлаке 87), Данные, характеризующие влияние массового отношения шлака к чугуну (0,15-0,4) при основности шлака 1,9 на показатели обогащения, приведены в табл. 2. При- Массо- Степень перехочу гуну X (Fe+Mn) Ч 3 0 25 85 0 3,0 5 0 5 0,5 70,0 1,5 7,0 1381187 кирпича футеровки снизился на 7 кг/т получаемого сплава. Составитель О. Веретенников Редактор M. Петрова Техред И.Попович Корректор Н. Король Заказ 1167/29 Тираж 594 Подписное BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения Способ обогащения ванадиевого 5 шлака, включающий селективное восстановление оксидов железа из шлакового расплава углеродсодержащим восстановителем, отличающийся 10 тем, что, с целью увеличения степени обогащения шлака за счет повышения отношения содержания оксидов ванадия 1 к содержанию оксидов железа и марганца, повышения стойкости футеровки агрегата, перед селективным восстановлением оксидов железа в шлаковый расплав вводят известь в количестве, обеспечивающем отношение оксида кальция к оксиду кремния 1,6-2,25, а в качестве углеродсодержащего восстановителя используют жидкий передельный чугун, который перемешивают с шлаком при отношении шлака к чугуну О, 15-0, 40.
