RU2657675C1 - Briquet for obtaining ferrovanadium - Google Patents
Briquet for obtaining ferrovanadium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2657675C1 RU2657675C1 RU2017128229A RU2017128229A RU2657675C1 RU 2657675 C1 RU2657675 C1 RU 2657675C1 RU 2017128229 A RU2017128229 A RU 2017128229A RU 2017128229 A RU2017128229 A RU 2017128229A RU 2657675 C1 RU2657675 C1 RU 2657675C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vanadium
- binder
- slag
- briquette
- oxide
- Prior art date
Links
- 229910000628 Ferrovanadium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N iron vanadium Chemical compound [V].[Fe] PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 23
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 claims abstract description 55
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 35
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 claims abstract description 9
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 8
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims abstract description 4
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims description 3
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 claims description 3
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 3
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 claims description 3
- MOWNZPNSYMGTMD-UHFFFAOYSA-N oxidoboron Chemical class O=[B] MOWNZPNSYMGTMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 claims description 3
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract description 19
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 6
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- -1 for example Chemical compound 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010016717 Fistula Diseases 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHOUXWTFLKGSR-UHFFFAOYSA-M [O-2].[O-2].[OH-].O.O.O.[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[OH-].O.O.O.[V+5] UFHOUXWTFLKGSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QUEDYRXQWSDKKG-UHFFFAOYSA-M [O-2].[O-2].[V+5].[OH-] Chemical compound [O-2].[O-2].[V+5].[OH-] QUEDYRXQWSDKKG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000003890 fistula Effects 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 1
- 229910052605 nesosilicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004762 orthosilicates Chemical class 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical class [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству ферросплавов, и может быть использовано при получения ванадиевой продукции.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of ferroalloys, and can be used to produce vanadium products.
Технический прогресс в ферросплавном производстве тесно связан с развитием процессов подготовки сырья к плавке, таких как обогащение, классификация, окускование мелочи путем окомкования, агломерации или брикетирования и предварительное восстановление шихты. При использовании окускованной шихты улучшаются ход технологического процесса в электропечи и технико-экономические показатели плавки. Окускованная шихта обладает высокой порозностью и газопроницаемостью, что способствует равномерному распределению газа в объеме шихты и интенсивной теплопередаче. Отсуствуют зависания и вызываемые ими свищи, повышается термический КПД и производительность печи, снижается общее потребление энергии. Так, при выплавке углеродистого феррохрома на шихте, состоящей из окатышей, расход электроэнергии снижается по сравнению с работой на кусковой руде с 4500 до 3600 кВт ч/т феррохрома, при использовании в шихте предварительно нагретых окатышей - до 2600 кВт ч/т феррохрома, при непосредственной загрузке горячих, предварительно восстановленных окатышей в электропечь - до 2000-2200 кВт ч/т, при этом извлечение хрома повышается до 95%. Однако нельзя не отметить тот факт, что производство окатышей связано с большими затратами, обусловленными необходимостью тонкого помола руды (<0,1 мм) и последующего обжига при высокой температуре 1350-1450°С /1/.Technical progress in ferroalloy production is closely related to the development of processes for preparing raw materials for smelting, such as enrichment, classification, agglomeration of fines by pelletizing, agglomeration or briquetting and preliminary recovery of the charge. When using the agglomerated charge, the process flow in the electric furnace and the technical and economic indicators of smelting are improved. The skewed charge has a high porosity and gas permeability, which contributes to a uniform distribution of gas in the volume of the charge and intense heat transfer. There are no freezes and fistulas caused by them, the thermal efficiency and productivity of the furnace increase, and the total energy consumption decreases. So, when smelting carbon ferrochrome on a batch consisting of pellets, energy consumption is reduced compared to working on lump ore from 4,500 to 3,600 kWh / t of ferrochrome; when using preheated pellets in a batch, up to 2,600 kWh / t of ferrochrome, direct loading of hot, previously reduced pellets into an electric furnace - up to 2000-2200 kWh / t, while the extraction of chromium increases to 95%. However, it should be noted that the production of pellets is associated with high costs due to the need for fine grinding of ore (<0.1 mm) and subsequent calcination at a high temperature of 1350-1450 ° С / 1 /.
В этой связи более широкое применение брикетов по сравнению с окатышами и агломератом в шихте для выплавки феррохрома в электропечах объясняется относительной простотой процесса и оборудования для брикетирования, а также низкими капитальными и эксплуатационными затратами. Известно применение брикетов из смеси измельченной руды, восстановителя (угля, полукокса, кокса или древесного угля или сочетания их) и соответствующей связки (лигносульфата кальция или мелассы и извести) /2/. Применение брикетов вместо окатышей позволяет использовать руды с содержанием кремнезема 5-6% и более, которые обычно образуют настыли во вращающейся печи. Брикеты для получения феррохрома упрочняются на воздухе и не нуждаются в специальной обработке. Процесс брикетирования позволяет добавлять в брикеты флюсы и восстановители, а также использовать пыль, содержащуюся в отходящих электропечных газах.In this regard, the wider use of briquettes compared to pellets and agglomerate in a mixture for smelting ferrochrome in electric furnaces is explained by the relative simplicity of the process and equipment for briquetting, as well as low capital and operating costs. It is known the use of briquettes from a mixture of crushed ore, a reducing agent (coal, semi-coke, coke or charcoal or a combination thereof) and the corresponding binder (calcium lignosulfate or molasses and lime) / 2 /. The use of briquettes instead of pellets allows the use of ores with a silica content of 5-6% or more, which usually form slopes in a rotary kiln. Briquettes for ferrochrome are hardened in air and do not need special treatment. The briquetting process allows adding fluxes and reducing agents to the briquettes, as well as using the dust contained in the exhaust electric furnace gases.
Недостатком известных брикетов является ограниченная возможность их применения, так как данные брикеты предназначены в основном для получения углеродистого феррохрома в рудно-термических печах, где изготовленному брикету достаточно приобрести сырую прочность на воздухе, а его сушка и довольно продолжительный по времени восстановительный процесс могут успешно протекать в слое шихты при прохождении через колошник.A disadvantage of the known briquettes is the limited possibility of their use, since these briquettes are mainly intended for producing carbon ferrochrome in ore-thermal furnaces, where it is sufficient for the manufactured briquette to acquire raw strength in air, and its drying and a rather long-term recovery process can successfully proceed in charge layer when passing through the top.
Для других ферросплавов, в частности для феррованадия, известный брикет на основе оксида металла, углерода и связующего не может быть применен, что прежде всего связано с особенностью ванадиевого сырья, применяемого для получения феррованадия. Как известно, феррованадий производят в основном алюминотермическим методом, причем процесс протекает с высокой скоростью, с выделением большого количества тепла, в режиме горения и с применением сухих, не содержащих влаги, материалов, а в качестве сырья применяют плавленый пентоксид ванадия в виде пластин толщиной 3-5 мм при максимальном поперечном размере 77 мм.For other ferroalloys, in particular for ferrovanadium, the known briquette based on metal oxide, carbon and a binder cannot be used, which is primarily due to the peculiarity of the vanadium raw material used to produce ferrovanadium. As is known, ferrovanadium is produced mainly by the aluminothermic method, and the process proceeds at a high speed, with the release of a large amount of heat, in the combustion mode and using dry, moisture-free materials, and fused vanadium pentoxide in the form of plates with a thickness of 3 is used as raw material -5 mm with a maximum lateral dimension of 77 mm.
Одной из актуальных задач в производстве феррованадия, решение которой позволило бы существенно улучшить процесс, а целесообразность использования приемов окускования шихтовых материалов при этом была бы очевидна, является предварительное восстановление пентоксида ванадия, как материала весьма агрессивного с ярко выраженными кислотными свойствами, до оксидов ванадия низших валентностей, преимущественно триоксида ванадия, используя для этого более дешевый по сравнению с алюминием восстановитель, например, углерод, и сделать первичный расплав нейтральным по отношению к магнезитовым огнеупорам. Однако изготовленный на основе измельченного пентоксида ванадия и углерода с добавлением известного связующего брикет не обладает необходимой прочностью и при нагреве, т.е. в процессе его термической обработки, разрушается, что приводит к потере тесного контакта оксидов ванадия с углеродом, в результате чего восстановительный процесс становится неуправляемым, а образовавшиеся при этом оксиды трех и четырехвалентного ванадия в виде мелкодисперсных пылевидных, не связанных между собой частиц, являются источником значительных и нерациональных потерь ванадия с пыле-выносом как при подготовке шихты с применением разрушенных брикетов, так и в процессе последующей выплавки сплава. Кроме того, для сохранения восстановленных форм ванадия и предотвращения их окисления кислородом окружающей среды необходимо применение для термической обработки брикетов специальных агрегатов, с контролируемой атмосферой, что влечет за собой значительное удорожание процесса. Таким образом, отсуствие необходимой прочности брикета и его разрушение при нагреве, неуправляемость восстановительного процесса и необходимость применения агрегатов с контролируемой атмосферой не позволяют применять известный брикет для получения ванадиевых ферросплавов.One of the urgent tasks in the production of ferrovanadium, the solution of which would significantly improve the process, and the appropriateness of using methods of sintering charge materials in this case would be obvious, is the preliminary reduction of vanadium pentoxide, as a very aggressive material with pronounced acidic properties, to vanadium oxides of lower valencies , mainly vanadium trioxide, using a cheaper reducing agent than aluminum, for example, carbon, and make primary The melt is neutral with respect to magnesite refractories. However, made on the basis of crushed vanadium pentoxide and carbon with the addition of a known binder, the briquette does not possess the necessary strength upon heating, i.e. during its heat treatment, it collapses, which leads to the loss of close contact of vanadium oxides with carbon, as a result of which the recovery process becomes uncontrollable, and the resulting oxides of tri and tetravalent vanadium in the form of fine dusty, unrelated particles are a source of significant and irrational losses of vanadium with dust removal both in the preparation of the mixture with the use of destroyed briquettes, and in the process of subsequent alloy smelting. In addition, to preserve the reduced forms of vanadium and prevent their oxidation by environmental oxygen, it is necessary to use special units with a controlled atmosphere for the thermal treatment of briquettes, which entails a significant increase in the cost of the process. Thus, the absence of the required briquette strength and its destruction upon heating, the uncontrollability of the recovery process and the need to use units with a controlled atmosphere do not allow the use of the known briquette for the production of vanadium ferroalloys.
Известен брикет для получения чугуна и стали, включающий оксиды железа в виде стальной окалины, углеродсодержащий материал и связующее вещество, брикет содержит в качестве углеродсодержащего материала электродный бой, а в качестве связующего смесь диоксида кремния, оксида кальция, оксида натрия и оксида алюминия. Данный брикет по технической сущности в наибольшей степени соответствует заявляемому объекту и взят в качестве прототипа /3/.A known briquette for producing cast iron and steel, including iron oxides in the form of steel oxide, a carbon-containing material and a binder, the briquette contains an electrode fight as a carbon-containing material, and a mixture of silicon dioxide, calcium oxide, sodium oxide and aluminum oxide as a binder. This briquette in technical essence is most consistent with the claimed object and is taken as a prototype / 3 /.
Особенностью данного брикета является новое связующее в виде набора оксидов, дающих при сплавлении шлаковую композицию на основе кремнезема, которая придает брикету необходимую прочность как в горячем состоянии при термической обработке, так и после его охлаждения, а также создает закрытую ячеистую структуру пор, формирующуюся при нагреве брикета, что очень важно для эффективного использования углерода как восстановителя, как за счет прямого восстановления, обусловленного тесным контактом реагирующих фаз, так и косвенного внутри ячеистого восстановления.A feature of this briquette is a new binder in the form of a set of oxides that give a fusion silica-based slag composition during fusion, which gives the briquette the necessary strength both in the hot state during heat treatment and after its cooling, and also creates a closed cellular pore structure that forms when heated briquette, which is very important for the efficient use of carbon as a reducing agent, both due to direct reduction due to close contact of the reacting phases and indirect inside the cell Stogo recovery.
Вместе с тем, известный брикет не может быть применен для получения феррованадия, так как разрушение брикета на основе пентоксида ванадия и углерода с известным связующим, состоящим из смеси упомянутых выше оксидов, происходит до начала образования упрочняющей брикет шлаковой композиции на основе оксидного связующего, что является следствием протекания реакции восстановления пентоксида ванадия углеродом при более низких температурах с образованием оксидов трех и четырехвалентного ванадия в виде не связанных между собой тугоплавких мелкодисперсных частиц, которые разрушают брикет.However, the known briquette cannot be used to produce ferrovanadium, since the destruction of the briquette based on vanadium pentoxide and carbon with a known binder consisting of a mixture of the above oxides occurs before the formation of the hardening briquette of the slag composition based on the oxide binder, which is the consequence of the reaction of reduction of vanadium pentoxide by carbon at lower temperatures with the formation of oxides of tri and tetravalent vanadium in the form of unrelated refractory elkodispersnyh particles that destroy the RDX.
Другим недостатком рассматриваемого брикета является нежелательная основа связующего в виде кремнезема, который в процессе плавки восстанавливается и практически полностью переходит в металл, загрязняя тем самым конечный продукт, имеющий довольно жесткое ограничение по содержанию кремния.Another disadvantage of this briquette is the undesirable base of the binder in the form of silica, which is restored during the smelting process and almost completely turns into metal, thereby polluting the final product, which has a rather strict restriction on the silicon content.
Целью предлагаемого изобретения является:The aim of the invention is:
- создание оксидоуглеродистого брикета для получения феррованадия, обладающего необходимой прочностью в сыром и в термообработанном состоянии;- the creation of oxide-carbon briquette to obtain ferrovanadium, which has the necessary strength in raw and heat-treated state;
- сокращение расхода алюминия и огнеупоров;- reduction in the consumption of aluminum and refractories;
- повышения извлечения ванадия- increase vanadium recovery
Поставленная цель достигается тем, что брикет для получения феррованадия, включающий оксиды ванадия, углеродистый восстановитель и связующее, содержит в качестве оксидов ванадия осажденный из раствора концентрат пентоксида ванадия, а в качестве связующего смесь, содержащую металлическую фазу конвертерного ванадиевого шлака в виде дисперсного железа, оксидную составляющую конвертерного ванадиевого шлака и корректирующую шлакообразующую добавку при следующем соотношении компонентов, мас. %:This goal is achieved in that the briquette for producing ferrovanadium, including vanadium oxides, a carbon reducing agent and a binder, contains vanadium pentoxide concentrate precipitated from solution as vanadium oxides, and as a binder a mixture containing the metal phase of converter vanadium slag in the form of dispersed iron, oxide component Converter vanadium slag and corrective slag-forming additive in the following ratio, wt. %:
причем соотношение дисперсного железа и оксидной составляющей конвертерного ванадиевого шлака в связующем составляет 1:(0,02-0,5), а в качестве корректирующей шлакообразующей добавки используют материалы, содержащие соединения кальция, например известь, известняк или плавиковый шпат, в количестве 0,01-0,5 от массы связующего по оксиду кальция.moreover, the ratio of dispersed iron and the oxide component of the converter vanadium slag in the binder is 1: (0.02-0.5), and materials containing calcium compounds, for example lime, limestone or fluorspar, in the amount of 0, are used as a correcting slag-forming additive. 01-0.5 by weight of calcium oxide binder.
В качестве связующего предусматривается использование магнитной фракции слива классификатора, образующейся при сепарации конвертерного ванадиевого шлака, измельченного на шаровых мельницах. Усредненная проба магнитной фракции, выделенная из слива классификатора, имеет следующий химический состав в мас. % на прокаленное вещество: V2O5 - 6,5; СаOобщ - 3,7; СаОввед - 1,8; MnO - 3,5; Feобщ - 72,6; Fедисп - 55,9; TiO2 - 4,9; Сr2O3 - 0,43.As a binder, it is envisaged to use the magnetic fraction of the classifier discharge, which is formed during the separation of converter vanadium slag, crushed by ball mills. The averaged sample of the magnetic fraction isolated from the discharge of the classifier has the following chemical composition in wt. % on calcined substance: V 2 O 5 - 6.5; CaO total - 3.7; CaO introduced - 1.8; MnO - 3.5; Fe total 72.6; Fe disp - 55.9; TiO 2 4.9; Cr 2 O 3 - 0.43.
При этом корректирующая шлакообразующая добавка может дополнительно содержать глиноземсодержащие материалы, например боксит, бентонит, полевой шпат или алюминотермический шлак в количестве 0,01-0,8 от массы связующего. Предусматривается также возможность использования в составе корректирующей добавки соединения натрия и бора, например соды, буры или борной кислоты в количестве 0,01-0,5 от массы связующего по сумме задаваемых оксидов натрия и бора.Moreover, the correcting slag-forming additive may additionally contain alumina-containing materials, for example bauxite, bentonite, feldspar or aluminothermic slag in an amount of 0.01-0.8 by weight of the binder. It is also envisaged the possibility of using sodium and boron compounds, for example, soda, borax or boric acid in the amount of 0.01-0.5 of the binder mass in the amount of preset sodium and boron oxides as part of the corrective additive.
Используемый в качестве оксидов ванадия осажденный из технологического раствора концентрат пентоксида ванадия представляет собой пастообразный материал с влажностью 45-55% и может быть использован для изготовления брикетов как в исходном состоянии, так и с иной влажностью, отвечающей условиям брикетирования в зависимости от применяемого оборудования.The vanadium pentoxide concentrate deposited from the technological solution used as vanadium oxides is a pasty material with a moisture content of 45-55% and can be used for the manufacture of briquettes both in the initial state and with a different moisture content corresponding to the briquetting conditions depending on the equipment used.
Весьма важным отличительным моментом предлагаемого брикета является использование наряду с пастообразным пентоксидом ванадия комплексного связующего, обеспечивающего возможность получения прочных брикетов как в сыром состоянии, так и после их термической обработки в интервале умеренных температур 600-1100°С. Особенность нового связующего состоит в том, что оно в качестве основных компонентов содержит дисперсное железо и оксидную составляющую конвертерного ванадиевого шлака. Дисперсное железо, поглощая влагу, содержащуюся в брикете в процессе его холодной выдержки, образует гидрооксиды, которые совместно с соединениями кальция и алюминия, присутствующими в оксидной части конвертерного ванадиевого шлака и в корректирующей добавке, цементируют и придают необходимую прочность брикету в холодном, т.е. в сыром состоянии.A very important distinguishing feature of the proposed briquette is the use of a complex binder along with paste-like vanadium pentoxide, which makes it possible to obtain durable briquettes both in the wet state and after heat treatment in the moderate temperature range of 600-1100 ° C. A feature of the new binder is that it contains dispersed iron and the oxide component of converter vanadium slag as the main components. Dispersed iron, absorbing moisture contained in the briquette during its cold aging, forms hydroxides, which, together with the calcium and aluminum compounds present in the oxide part of the converter vanadium slag and in the correction additive, cement and give the necessary strength to the briquette in cold, i.e. . in raw condition.
При нагреве брикета, начиная с температуры около 250°С, в шлаковой части связующего получает развитие окислительный процесс с участием кислорода пентоксида ванадия, при этом взаимодействие ортосиликатов двухвалентных металлов (Fe, Mg, Mn, Са), протекающее в сравнительно широком температурном интервале, происходит с образованием соответствующих ванадатов, и свободного кремнезема, который, являясь вновь выделенной высокоактивной фазой, совместно с соединениями кальция и другими оксидными компонентами шлаковой составляющей, формирует высокотемпературную связку, обеспечивающую прочность брикета в термообработанном состоянии. Наряду с этим гидрооксиды железа, образовавшиеся в процессе холодной выдержки влажного брикета, и отдавая затем воду при его нагреве, сохраняют при этом полимеризованные цепочки, также придающие брикету горячую прочность. Вслед за ранним началом окислительного процесса, происходящего в шлаковой составляющей и оказывающего положительное влияние на формирование высокотемпературной связки, с некоторым отставанием получает развитие основная реакция - карботермическое восстановление пентоксида ванадия до оксидов преимущественно трехвалентного ванадия, который по сравнению с пентоксидом ванадия обладает более высокой температурой плавления (ТПЛ V203=1970°С) и испытывает меньший перегрев при последующей плавке, что является существенным фактором в плане снижения потерь ванадия от испарения, а формируемые при этом первичные шлаки, улучшенные флюсовой частью связующего, имеют пониженную проникающую способность по отношению к огнеупорам, прежде всего за счет повышения их основности и увеличения поверхностного натяжения. В результате брикет приобретает новое качество, становясь тугоплавким, более нейтральным по отношению к футеровке, содержит полезную флюсовую составляющую и, что очень важно, сохраняет прочность в процессе и после термической обработки.When a briquette is heated, starting from a temperature of about 250 ° C, an oxidative process with the participation of vanadium pentoxide oxygen develops in the slag portion of the binder, while the interaction of divalent metal orthosilicates (Fe, Mg, Mn, Ca), occurring over a relatively wide temperature range, occurs with the formation of the corresponding vanadates, and free silica, which, being a newly isolated highly active phase, together with calcium compounds and other oxide components of the slag component forms highly a temperature binder that provides briquette strength in a heat-treated state. Along with this, iron hydroxides formed during the cold aging of the wet briquette, and then giving water when it is heated, retain polymerized chains, which also give the briquette hot strength. Following the early onset of the oxidation process taking place in the slag component and having a positive effect on the formation of a high-temperature bond, the main reaction, with some lag, is developing the carbothermic reduction of vanadium pentoxide to oxides of predominantly trivalent vanadium, which has a higher melting point compared to vanadium pentoxide ( mp V203 = 1970 ° C) and undergoes a smaller overheating during the subsequent smelting, which is a significant factor in terms of removal zheniya vanadium evaporation losses, and thus generated primary slags, superior flux binder part, have low penetration capability with respect to the refractories, primarily by increasing their basicity and an increase of the surface tension. As a result, the briquette acquires a new quality, becoming refractory, more neutral with respect to the lining, contains a useful flux component and, very importantly, retains strength during and after heat treatment.
В качестве углеродистого восстановителя может быть использован технический углерод (сажа), древесный уголь, графит или коксик (в мелко молотом виде), углеводородные полимеры (полистирол, полипропилен и т.д.), а также другие углеродсодержащие материалы. Ограничением по применению углеродистого материала для окускования может быть повышенное содержание в нем примесей, ухудшающих качество продукта.As a carbon reducing agent can be used carbon black (soot), charcoal, graphite or coke (finely ground), hydrocarbon polymers (polystyrene, polypropylene, etc.), as well as other carbon-containing materials. A limitation on the use of carbonaceous material for agglomeration may be an increased content of impurities in it, which impair the quality of the product.
Параметры брикета, изложенные в формуле изобретения, найдены опытным путем и отражают пределы, в которых реализуется цель изобретения. Так, содержание углерода в составе брикета в пределах 2,0-8,0% оптимально с точки зрения связывания и удаления кислорода, повышения тугоплавкости окускованного продукта, снижения термичности шихты, придания первичному оксидному расплаву, образующемуся в процессе плавки, свойств основного характера, снижения проникающей способности по отношению к огнеупорам. При содержании углерода в брикете менее 2,0% не происходит заметного улучшения свойств шихты, при этом остается достаточно высокой проникающая способность первичных оксидных расплавов, разрушающих футеровку, не снижаются заметным образом потери ванадия от испарения, обусловленные перегревом пентоксида ванадия, высокими остаются расход алюминия, кратность шлака и, соответственно, дополнительные потери ванадия со шлаком. При содержании углерода в брикете более 8,0% образуется устойчивая углеродсодержащая фаза в виде оксикарбида ванадия, переходящая в металл, в результате чего содержание углерода в феррованадии становится выше допустимого.The briquette parameters set forth in the claims are found empirically and reflect the limits within which the objective of the invention is realized. Thus, the carbon content in the composition of the briquette in the range of 2.0-8.0% is optimal from the point of view of oxygen bonding and removal, increasing the refractoriness of the agglomerated product, reducing the charge thermality, imparting the primary oxide melt formed during the melting, basic properties, reducing penetration with respect to refractories. When the carbon content in the briquette is less than 2.0%, there is no noticeable improvement in the properties of the mixture, while the penetrating ability of the primary oxide melts that destroy the lining remains sufficiently high, the vanadium losses caused by evaporation due to overheating of the vanadium pentoxide are not significantly reduced, the aluminum consumption remains high, the multiplicity of slag and, accordingly, the additional loss of vanadium with slag. When the carbon content in the briquette is more than 8.0%, a stable carbon-containing phase is formed in the form of vanadium oxycarbide, which transfers to the metal, as a result of which the carbon content in ferrovanadium becomes higher than the permissible value.
Учитывая, что в качестве связующего для брикета взяты материалы, являющиеся частью общего набора компонентов шихты на плавку, (взяты в другом физическом состоянии), общий расход связующего и соотношение его ингредиентов, по вносимым примесям в металл и содержанию в нем основного элемента не могут выходить за рамки, установленные спецификацией производимого продукта. Расход связующего в составе брикета в количестве 0,1-12,0% оптимален. Его недостаток, менее 0,1%, не обеспечивает необходимой прочности, а избыток, более 12,0% не целесообразен, так как содержание ванадия в сплаве становится ниже допустимого, прочность же при этом не увеличивается.Given that the binder for the briquette was taken materials that are part of the general set of components of the charge for melting (taken in a different physical state), the total consumption of the binder and the ratio of its ingredients, according to the impurities introduced into the metal and the content of the main element in it, cannot come out beyond the scope established by the specification of the manufactured product. The binder consumption in the composition of the briquette in the amount of 0.1-12.0% is optimal. Its disadvantage, less than 0.1%, does not provide the necessary strength, and an excess of more than 12.0% is not advisable, since the content of vanadium in the alloy becomes lower than the permissible, while the strength does not increase.
Соотношение дисперсного железа и оксидной составляющей конвертерного ванадиевого шлака в связующем, составляющее 1:(0,02-0,5), является оптимальным. Недостаток оксидной составляющей, менее 0,02 от дисперсного железа, не позволяет достичь необходимой прочности брикета в горячем состоянии. Избыток оксидной составляющей, более 0,5%, несмотря на положительные результаты по прочности брикета, достигаемые при увеличении ее доли в связующем, приводит к повышению содержания марганца, хрома и титана в феррованадии выше допустимого.The ratio of dispersed iron and the oxide component of the converter vanadium slag in the binder, 1: (0.02-0.5), is optimal. The lack of oxide component, less than 0.02 of dispersed iron, does not allow to achieve the required strength of the briquette in the hot state. An excess of the oxide component, more than 0.5%, despite the positive results on the strength of the briquette, achieved by increasing its share in the binder, leads to an increase in the content of manganese, chromium and titanium in ferrovanadium above the permissible level.
Применение в качестве корректирующей шлакообразующей добавки соединений кальция в виде карбоната, оксида или флюорита способствует с одной стороны формированию высокотемпературной связки, вместе с тем эта добавка, являясь флюсом, улучшает процесс раннего шлакообразования и обеспечивает ускоренную ассимиляцию брикетов, поддерживая тем самым устойчивое горение шихты. Содержание в составе связующего соединений кальция в пересчете на оксид кальция в количестве 0,01-0,5 от массы связующего оптимально. Недостаток соединений кальция, менее 0,01 от массы связующего, снижает прочность брикета в термообработанном состоянии, при этом нарушается режим горения, падает извлечение ванадия. Избыток соединений кальция, более 0,5 от массы связующего нежелателен не только по причине снижения его прочности, но также из-за образования легкоплавких первичных шлаков, затрудняющих восстановительный процесс и теплообмен в металлическом расплаве.The use of calcium compounds in the form of carbonate, oxide or fluorite as a correcting slag-forming additive contributes to the formation of a high-temperature binder on the one hand, while this additive, being a flux, improves the process of early slag formation and provides accelerated assimilation of briquettes, thereby maintaining stable combustion of the charge. The content of calcium in the binder compounds in terms of calcium oxide in an amount of 0.01-0.5 by weight of the binder is optimal. The lack of calcium compounds, less than 0.01 by weight of the binder, reduces the strength of the briquette in the heat-treated state, while the combustion mode is violated, vanadium recovery decreases. An excess of calcium compounds, more than 0.5 by weight of the binder, is undesirable not only because of a decrease in its strength, but also because of the formation of fusible primary slag, which impedes the recovery process and heat transfer in the metal melt.
В случае необходимости целенаправленной выплавки феррованадия с пониженным содержанием примесей: марганца, кремния, хрома и титана оксидная часть ванадиевого шлака в составе связующего вводится в минимальном количестве, в данном случае для предотвращения снижения прочности брикета корректирующая добавка дополнительно содержит глиноземсодержащие материалы, такие, как боксит, бентонит, полевой шпат или алюминотермический шлак, введение которых в количестве 0,01-0,8 от массы связующего является оптимальным. При содержании глиноземсодержащего материала в количестве менее 0,01 от массы связующего не удается предотвратить снижение прочности брикета, вызванное минимизацией доли оксидной составляющей конвертерного ванадиевого шлака, повышенное же их содержание, более 0,8 от массы связующего также снижает прочность брикета в термообработанном состоянии.If it is necessary to purposefully melt ferrovanadium with a reduced content of impurities: manganese, silicon, chromium, and titanium, the oxide part of vanadium slag in the binder composition is introduced in a minimum amount, in this case, to prevent a decrease in the briquette strength, the correction additive additionally contains alumina-containing materials, such as bauxite, bentonite, feldspar or aluminothermic slag, the introduction of which in an amount of 0.01-0.8 by weight of the binder is optimal. When the content of alumina-containing material is less than 0.01 by weight of the binder, it is not possible to prevent a decrease in briquette strength caused by minimizing the fraction of the oxide component of the converter vanadium slag, while their increased content, more than 0.8 by weight of the binder, also reduces the strength of the briquette in the heat-treated state.
В случае необходимости целенаправленной выплавки феррованадия с пониженным содержанием примесей и на корундовых шлаках, т.е. с минимальным расходом не только оксидной составляющей конвертерного ванадиевого шлака в составе связующего, но и соединений кальция, что, как правило, реализуется при выплавке феррованадия внепечным, тигельным процессом, то для поддержания прочности брикета корректирующая добавка дополнительно содержит соединения натрия и бора, например соду, буру или борную кислоту. При этом сумма задаваемых оксидов натрия и бора в количестве 0,01-0,5 от массы связующего является оптимальной, недостаток оксидов, менее 0,01 от массы связующего, не обеспечивает необходимую прочности брикета и соответствующий уровень технологических показателей, в первую очередь это относится к извлечению ванадия. Избыток оксидов, составляющий более 0,5 от массы связующего, сопровождается вспениванием шлака и дополнительными потерями ванадия, кроме того, бор, переходя частично в металл, как нежелательная примесь, сужает область его применения.If necessary, targeted smelting of ferrovanadium with a low content of impurities and on corundum slag, i.e. with a minimum consumption of not only the oxide component of the converter vanadium slag as part of the binder, but also calcium compounds, which, as a rule, is realized during the smelting of ferrovanadium by an out-of-furnace crucible process, then to maintain the strength of the briquette, the correction additive additionally contains sodium and boron compounds, for example, soda, borax or boric acid. The amount of preset sodium and boron oxides in the amount of 0.01-0.5 by weight of the binder is optimal, the lack of oxides, less than 0.01 by weight of the binder, does not provide the necessary briquette strength and the corresponding level of technological indicators, first of all, this to extract vanadium. An excess of oxides, comprising more than 0.5 by weight of the binder, is accompanied by foaming of the slag and additional losses of vanadium, in addition, boron, passing partially into the metal, as an undesirable impurity, narrows the scope of its application.
Примеры конкретного осуществления.Examples of specific implementation.
Брикет №1. Сырой технический пентоксид ванадия с содержанием 94,0% V2O5; 0,9% FeO при влажности 50,1% измельчали и смешивали с техническим углеродом (сажей марки ПМ-75) и связующим, при этом соотношение компонентов в брикете составило, в мас. %:Briquette number 1. Crude technical vanadium pentoxide with a content of 94.0% V 2 O 5 ; 0.9% FeO at a humidity of 50.1% was crushed and mixed with carbon black (soot grade PM-75) and a binder, while the ratio of components in the briquette was, in wt. %:
пентоксид ванадия на прокаленное вещество - 97,9;vanadium pentoxide per calcined substance - 97.9;
углерод - 2,0;carbon - 2.0;
связующее - 0,1,binder - 0.1,
а в качестве связующего использовали магнитную фракцию слива классификатора после измельчения ванадиевого шлака на шаровых мельницах при соотношении дисперсного железа и оксидной составляющей 1:0,5, причем массовая доля соединений кальция в связующем по СаО составила 0,5 от массы связующего. Смешивание производили в смесительных бегунах, в течение 30 мин, порционно заполняя шихтовой смесью рабочую камеру (V=0,3 м2). Полученную в бегунах однородную шихтовую смесь задавали в экструдер, в котором материал при помощи шнека проходил через фильеру и в виде брикетов выгружался на поддон. Сырые брикеты затем выдерживали на открытом воздухе в течение от двух до десяти суток для набора прочности в сыром состоянии, после чего измеряли прочность брикетов (наибольшая прочность достигалась при выдержке 3-5 суток, при дальнейшей выдержке прочность брикетов увеличивалась незначительно) и помещали брикеты в камеру с газовым нагревом, где вели их нагрев до 900°С в течение 90 мин, затем брикеты извлекали из нагревательной камеры и охлаждали на воздухе. Прочность брикета до термообработки составила 6,9 Н/брикет, после термообработки - 19,2 Н/брикет. Полученные термообработанные брикеты использовали для выплавки феррованадия ФВд-80 алюмино-термическим методом в дуговой электропечи РКО 4,0, с магнезитовой футеровкой. Общий расход пентоксида ванадия на плавку составил 3800 кг, из которых 2900 кг представлено в виде термообработанных брикетов (№1), а 900 кг в виде обычного плавленого пентоксида ванадия. Расход алюминия гранулированного составил 2810 кг. В результате плавки получен слиток феррованадия массой 2451 кг, с содержанием V - 80,31%; Аl - 1,21%; С - 0,09%). При этом извлечение ванадия составило 98,41%; расход алюминия - 919 кг Аl/т V; расход огнеупоров - 106 кг MgO/т V.and the magnetic fraction of the classifier drainage was used as a binder after grinding vanadium slag in ball mills with a ratio of dispersed iron and oxide component of 1: 0.5, and the mass fraction of calcium compounds in the binder in CaO was 0.5 by weight of the binder. Mixing was carried out in mixing runners for 30 minutes, portionwise filling the working chamber with the mixture (V = 0.3 m 2 ). The homogeneous charge mixture obtained in runners was fed into an extruder, in which the material passed through a die using a screw and was unloaded onto a pallet in the form of briquettes. The raw briquettes were then kept in the open air for two to ten days to set the strength in the wet state, after which the briquettes strength was measured (the maximum strength was achieved with an exposure of 3-5 days, with further aging the briquettes increased slightly) and the briquettes were placed in a chamber with gas heating, where they were heated to 900 ° C for 90 min, then the briquettes were removed from the heating chamber and cooled in air. The strength of the briquette before heat treatment was 6.9 N / briquette, after heat treatment - 19.2 N / briquette. The obtained heat-treated briquettes were used for smelting FVd-80 ferrovanadium by the aluminum-thermal method in an arc electric furnace RKO 4.0, with magnesite lining. The total consumption of vanadium pentoxide for smelting was 3800 kg, of which 2900 kg is presented in the form of heat-treated briquettes (No. 1), and 900 kg in the form of ordinary fused vanadium pentoxide. The consumption of granular aluminum was 2810 kg. As a result of melting, a ferrovanadium ingot weighing 2451 kg was obtained, with a V content of 80.31%; Al - 1.21%; C - 0.09%). The recovery of vanadium was 98.41%; aluminum consumption - 919 kg Al / t V; refractory consumption - 106 kg MgO / t V.
Брикеты №2-10. Последующие брикеты со 2 по 10 изготавливали аналогично брикету 1, изменяя при этом параметры, характеризующие как сами брикеты, так и состав связующего. Полученные брикеты пыли использованы для выплавки феррованадия. Данные, отражающие характеристики полученных брикетов, а также результаты выплавки феррованадия с их использованием приведены в таблицах 1 и 2. Брикеты под номером 1-7 имеют параметры, соответствующие пределам, отраженным в формуле изобретения, параметры брикетов 8 и 9 выходят за рамки предельных значений. Брикет и соответственно плавка под номером 10 являются прототипом, а плавка 11 (таблиц 2) приведена для сравнения как стандартная плавка полностью на плавленом пентоксиде ванадия.Briquettes No. 2-10. Subsequent briquettes from 2 to 10 were made similarly to briquette 1, while changing the parameters characterizing both the briquettes themselves and the composition of the binder. The resulting dust briquettes are used for smelting ferrovanadium. Data reflecting the characteristics of the obtained briquettes, as well as the results of smelting ferrovanadium using them are shown in tables 1 and 2. Briquettes numbered 1-7 have parameters that correspond to the limits reflected in the claims, the parameters of briquettes 8 and 9 are beyond the limits. Briquette and, accordingly, smelting at number 10 are a prototype, and smelting 11 (tables 2) is given for comparison as a standard smelting completely on fused vanadium pentoxide.
Из приведенных результатов следует, что заявляемый брикет обладает рядом преимуществ по сравнению с прототипом. Технический эффект предлагаемого изобретения состоит в создании оксидоуглеродистого брикета для получения феррованадия, обладающего необходимой прочностью в сыром и термообработанном состоянии с испльзованием осажденного из раствора концентрата пентоксида ванадия и нового связующего на основе продуктов переработки конвертерного ванадиевого шлака и корректирующей шлакообразующей добавки. Использование брикетов для получения феррованадия позволяет повысить извлечение ванадия на 0,3-0,7%; сократить расход алюминия на 25-30%, огнеупоров на 12-15%, к тому же отпадает необходимость получения пентоксида ванадия в плавленом виде, как операции технически сложной и энергоемкой.From the above results it follows that the inventive briquette has several advantages compared with the prototype. The technical effect of the present invention consists in creating an oxide-carbon briquette for producing ferrovanadium having the necessary strength in a raw and heat-treated state using vanadium pentoxide concentrate deposited from a solution and a new binder based on the processing products of converter vanadium slag and a correcting slag-forming additive. The use of briquettes to obtain ferrovanadium can increase the extraction of vanadium by 0.3-0.7%; reduce the consumption of aluminum by 25-30%, refractories by 12-15%, in addition, there is no need to obtain vanadium pentoxide in fused form, as operations are technically complicated and energy-intensive.
Экономический эффект от использования изобретения только за счет сокращения расхода алюминия при выплавке феррованадия на 25% может составить: 998*0,25*130=32435 руб/т V; где 998 - расход гранулированного алюминия при использовании существующего способа получения феррованадия, кг Аl/т V;The economic effect of using the invention only by reducing the consumption of aluminum in the smelting of ferrovanadium by 25% can be: 998 * 0.25 * 130 = 32435 rub / t V; where 998 is the consumption of granular aluminum using the existing method for producing ferrovanadium, kg Al / t V;
130 - цена 1 кг гранулированного алюминия.130 - the price of 1 kg of granular aluminum.
Кроме того, дополнительный эффект может быть получен за счет повышения извлечения ванадия и стойкости футеровки.In addition, an additional effect can be obtained by increasing the extraction of vanadium and the durability of the lining.
Источники информацииInformation sources
1. Экспресс-информация/ ин-т «Черметинформация». М., 1982, сер. ферросплавное производство, вып. 7.1. Express information / institute Chermetinformatsiya. M., 1982, ser. ferroalloy production 7.
2. Пат. 7605287 (ЮАР).2. Pat. 7605287 (South Africa).
3. Агеев Е.Е. и др. Брикет для производства чугуна и стали, патент №2083681, опубл. 10.07.1997. Бюл. №14.3. Ageev E.E. and others. Patent No. 2083681, publ. 07/10/1997. Bull. No. 14.
Примечания: * - прототип;Notes: * - prototype;
** - известное связующее из смеси оксидов;** - known binder from a mixture of oxides;
*** - часть брикетов разрушалась в процессе термической обработки*** - part of the briquettes was destroyed during the heat treatment
Примечания: * - плавка прототип; ** - стандартная плавка на плавленом пентоксиде ванадия.Notes: * - smelting prototype; ** - standard melting on fused vanadium pentoxide.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017128229A RU2657675C1 (en) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | Briquet for obtaining ferrovanadium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017128229A RU2657675C1 (en) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | Briquet for obtaining ferrovanadium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2657675C1 true RU2657675C1 (en) | 2018-06-14 |
Family
ID=62619957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017128229A RU2657675C1 (en) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | Briquet for obtaining ferrovanadium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2657675C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114540644A (en) * | 2022-03-01 | 2022-05-27 | 河南科技大学 | Preparation method of iron-vanadium alloy |
| CN115572888A (en) * | 2022-09-29 | 2023-01-06 | 中色（宁夏）东方集团有限公司 | Ferrovanadium alloy and preparation method thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4063944A (en) * | 1975-09-02 | 1977-12-20 | Grede Foundries, Inc. | Cupola charge material |
| ZA765287B (en) * | 1976-09-03 | 1977-12-28 | Nat Inst Metallurg | Improvements relating to briquettes |
| SU855039A1 (en) * | 1979-07-16 | 1981-08-15 | Всесоюзный Проектно-Технологический Институт Литейного Производства | Briquet for smelting ferrous metals |
| RU2083681C1 (en) * | 1994-07-12 | 1997-07-10 | Волгоградский государственный технический университет | Briquette for production of pig iron and steel |
-
2017
- 2017-08-07 RU RU2017128229A patent/RU2657675C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4063944A (en) * | 1975-09-02 | 1977-12-20 | Grede Foundries, Inc. | Cupola charge material |
| ZA765287B (en) * | 1976-09-03 | 1977-12-28 | Nat Inst Metallurg | Improvements relating to briquettes |
| SU855039A1 (en) * | 1979-07-16 | 1981-08-15 | Всесоюзный Проектно-Технологический Институт Литейного Производства | Briquet for smelting ferrous metals |
| RU2083681C1 (en) * | 1994-07-12 | 1997-07-10 | Волгоградский государственный технический университет | Briquette for production of pig iron and steel |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114540644A (en) * | 2022-03-01 | 2022-05-27 | 河南科技大学 | Preparation method of iron-vanadium alloy |
| CN114540644B (en) * | 2022-03-01 | 2024-01-19 | 河南科技大学 | Preparation method of ferrovanadium alloy |
| CN115572888A (en) * | 2022-09-29 | 2023-01-06 | 中色（宁夏）东方集团有限公司 | Ferrovanadium alloy and preparation method thereof |
| CN115572888B (en) * | 2022-09-29 | 2023-11-24 | 中色（宁夏）东方集团有限公司 | Ferrovanadium alloy and preparation method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2720896C (en) | Titanium oxide-containing agglomerate for producing granular metallic iron | |
| JP6599465B2 (en) | Dephosphorization process from molten metal during the refining process | |
| WO2002092860A1 (en) | Granular metallic iron | |
| JP2010229525A (en) | Method for producing ferronickel and ferrovanadium | |
| RU2484145C2 (en) | Method of producing pelletised iron | |
| RU2657675C1 (en) | Briquet for obtaining ferrovanadium | |
| US10703675B2 (en) | Method for processing steel slag and hydraulic mineral binder | |
| US11932914B2 (en) | Process for manufacturing a slag conditioning agent for steel desulfurization | |
| RU2547379C1 (en) | Metallurgical flux and method of its manufacturing | |
| Umadevi et al. | Influence of magnesia on iron ore sinter properties and productivity–use of dolomite and dunite | |
| RU2524878C2 (en) | Steel high-magnesia flux and method of its production (versions) | |
| KR101153887B1 (en) | Preparation method for alkaline calciumferrite flux for steelmaking | |
| RU2657258C1 (en) | High-temperature magnesium flux for steel-fuel furnace and method of high-temperature magnesium flux producing for steel-fuel furnace | |
| KR100935612B1 (en) | Method For Recovering High Carbon and Low Carbon Ferro Alloy From Spent Manganese Dust Using Leading Passage | |
| US20180363076A1 (en) | Slag Conditioner for Electric Arc Furnace Steel Production | |
| RU2677197C1 (en) | Method for manufacturing ferrovanadium | |
| RU2758701C1 (en) | Charge for production of vanadium cast iron | |
| RU2244017C2 (en) | Modificator for metallurgic dross of magnesia composition and method for producing the same | |
| RU2187563C2 (en) | Method of preparation of charge material in form of briquettes for heat | |
| WO2014129939A2 (en) | Method for processing lateritic nickel ores with production of refined ferronickel | |
| JP2001303142A (en) | Method for producing sintered ore excellent in characteristic at high temperature | |
| BR102016025630A2 (en) | cold sintering cement composition of iron ore fines and its use in the pelletizing process | |
| JPS58174542A (en) | Manufacture of high carbon ferro-chrome | |
| SU1643507A1 (en) | Method of production of high-refractory fused material | |
| RU2313588C2 (en) | Method for preparing of sinter burden for sintering treatment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200808 |