SU1381187A1 - Method of concentrating vanadium slurry - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области черной металлургии, конкретно к способам обогащени  сырь  дл  получени  ванадийсодержащих ферросплавов, и может быть использовано дл  производства ванадиевых сплавов, мину  стадию химического выделени  оксида ванади  из ванадийсодержащих шлаков. Целью изобретени   вл етс  увеличение степени обогащени  шлака за счет повьппе- ни  отношени  содержани  оксидов ванади  к содержанию оксидов железа и марган ца, повышение стойкости футеровки агрегата .Предлагаетс  перед началом селективного извлечени  из расплава железа и марганца повысить основность расплава до 1,6-.2,25 путем ввода в него извести, а в качестве углерод- содержащего восстановител  использовать передельный чугун при отношении массы шлака к массе чугуна 0,15-0,40. За счет повьш1ени  основности расплава растет степень извлечени  из него железа и марганца до 80-88%, при этом улучшаютс  услови  службы основных огнеупоров и их расход снижаетс  на 7%. 2 табл. i (ЛThe invention relates to the field of ferrous metallurgy, specifically to methods of enriching raw materials for the production of vanadium-containing ferroalloys, and can be used for the production of vanadium alloys, mine stage chemical extraction of vanadium oxide from vanadium-containing slags. The aim of the invention is to increase the degree of slag enrichment by increasing the ratio of vanadium oxides to iron and manganese oxides, increasing the durability of the unit lining. It is proposed to increase the basicity of the melt to 1.6 -.2 before starting the selective extraction from the iron and manganese melts. , 25 by introducing lime into it, and as a carbon-containing reductant, use pig iron at a ratio of slag mass to cast iron mass of 0.15-0.40. By increasing the basicity of the melt, the degree of extraction of iron and manganese from it increases to 80-88%, while the conditions of service of the main refractory materials improve and their consumption is reduced by 7%. 2 tab. i (L

Description

со ооwith oo

оо oo

Изобретение относитс  к черной металлургии, конкретно к способам обогащени  сырь  дл  получени  ва- надийсодержащих ферросплавов, и мо- жет быть использовано дл  производства ванадиевых сплавов, мину  стадию химического выделени  оксида ванади  из ванадийсодержащих шлаков.The invention relates to ferrous metallurgy, specifically to methods for enriching raw materials for the production of vanadium-containing ferroalloys, and can be used for the production of vanadium alloys, mine stage chemical extraction of vanadium oxide from vanadium-containing slags.

Цель изобретени  - увеличение сте пени обогащени  шлака за счет повышени  отношени  содержани  оксидов ванади  к содержанию оксидов железа и марганца, повышение стойкости футеровки агрегата.The purpose of the invention is to increase the degree of slag enrichment by increasing the ratio of vanadium oxides to iron and manganese oxides, increasing the durability of the unit lining.

Предлагаетс  перед началом селективного извлечени  из расплава железа и марганца повысить основность расплава до 1,6-2,25 путем ввода в него извести, а в качестве уг лерод- содержащего восстановител  использовать передельный чугун при отношении массы шлака к массе чугуна 0,15-0,40 с перемешиванием фаз.Before starting the selective extraction from iron and manganese melt, it is proposed to increase the basicity of the melt to 1.6-2.25 by introducing lime into it, and to use pig iron as a carbon-containing reductant with a slag-to-iron ratio of 0.15-0 , 40 with mixing phases.

Химический состав конвертерных ванадийсодержащих шлаков колеблетс  в широких пределах, мас.%: 13- 22; FeO 36-50; Fe 5-15; SiOj 20- 30; CaO 1-15; MnO 5-14; , 2-10; TiOj 6-8; ) 1-2; MgO 5-8. Отноше ние оксида кальци  к кремнезему в этих шлаках находитс  в пределах 0,03-0,75, т.е. шлак  вл етс  кислым а в жидком состо нии - гетерогенным.The chemical composition of converter vanadium-containing slags varies widely, in wt.%: 13-22; FeO 36-50; Fe 5-15; SiOj 20-30; CaO 1-15; MnO 5-14; , 2-10; TiOj 6-8; ) 1-2; MgO 5-8. The ratio of calcium oxide to silica in these slags is in the range of 0.03-0.75, i.e. the slag is acidic and, in the liquid state, heterogeneous.

Добавка извести в конвертерный ванадийсодержащий пшак обеспечивает получение шлакоизвестковой смеси, после проплавлени  которой на зеркале металла формируетс  активный жид- коподвижный шлак. При основности та- кого шлака менее 1,6 снижаетс  пень извлечени  железа и марганца вследствие образовани  силикатов эти элементов. При основности шлака более 2,25 также уменьшаетс  степень извлечени  железа и марганца из шлака в результате образовани  ферритов кальци , а также увеличени  в зкости шлака.The addition of lime to the converter vanadium-containing pshak ensures the production of a slag-lime mixture, after melting of which an active liquid-mobile slag is formed on the metal mirror. With a basic slag less than 1.6, the stump of the extraction of iron and manganese decreases due to the formation of silicates of these elements. With a slag basicity of more than 2.25, the degree of extraction of iron and manganese from slag also decreases as a result of the formation of calcium ferrites, as well as an increase in the viscosity of the slag.

Такое повышение основности обога- щенного ванадиевого шлака благопри тно с точки зрени  снижени  расхода извести при дальнейшем использовании его дл  выплавки феррованади .Such an increase in the basicity of enriched vanadium slag is advantageous from the point of view of reducing lime consumption when it is further used for smelting ferrovanadium.

Применение чугуна в качестве угле родсодержащего материала дл  селективного извлечени  из расплава железа и марганца позвол ет эффективно выводить их из расплава  а счет развитой поверхности взаимодействи  металлической (чугун) и оксидной (расплав ) фаз при указанном соотношении их масс.The use of cast iron as a carbon-containing material for selective extraction of iron and manganese from a melt makes it possible to effectively remove them from the melt, and due to the developed interaction surface of the metal (cast iron) and oxide (melt) phases with the specified mass ratio.

При массовом отношении расплава к чугуну менее 0,15 достигаетс  высока  степень извлечени  железа и марганца из шлака, вместе с тем получает определенное развитие восстановление ванади  из шлака, особенно при температурах, близких к 1420 С. Кроме того, ухудшаютс  технико-экономические показатели процесса из-за малого выхода обогащенного шлака (менее 150 кг на 1 т чугуна).When the mass ratio of the melt to the cast iron is less than 0.15, a high degree of extraction of iron and manganese from slag is achieved, while recovery of vanadium from slag is developing, especially at temperatures close to 1420 C. Moreover, the technical and economic indicators of the process deteriorate from - due to the low yield of enriched slag (less than 150 kg per 1 ton of iron).

При массовом отношении шлака к чугуну более 0,4 наступает насыщение металла марганцем, а степень вывода его из шлака уменьшаетс , что снижает уровень обогащени  шлака.When the mass ratio of slag to cast iron is more than 0.4, metal is saturated with manganese, and the degree of its removal from slag decreases, which reduces the level of slag enrichment.

Применение чугуна с низким содержанием марганца при прочих равных услови х способствует переходу марганца из шлака в чугун.The use of cast iron with a low manganese content, all other things being equal, facilitates the transition of manganese from slag to cast iron.

Примеры. Исходный конвертерный шлак содержит, мас.%: 17,6; FeO 31,2; 8; SiO, 18,5; CaO 2,2 MnO 8,5; TiO, 5; 2; MgO 5.Examples The original Converter slag contains, wt%: 17.6; FeO 31.2; eight; SiO, 18.5; CaO 2.2 MnO 8.5; TiO, 5; 2; MgO 5.

В электропечь ДСП-ЗА загружают 2 т передельного чугуна, содержащего, мас.%: С 4,0; Мп 0,4; Si 0,6; 50,050; Р 0,08; железо - остальное, 50 кг извести и 50 кг агломерата. После расплавлени  чугун содержит, мас.%: С 3,7, Мп 0,16; Si - следы; S 0,040; Р 0,07, железо - остальное. Скачивают шлак и при температуре чугуна 1450°С начинают ввод в печь шлакоизвестковой смеси в количестве 300-800 кг (отдел ьньми порци ми по 100-150 кг, поддержива  температуру чугуна на уровне 1400 - 1420°С), состо щей из 70 - 250 кг извести и 230-550 кг конвертерного ванадийсодержащего шлака приведенного вьпие состава. После проплавлени  шлакоизвестковой смеси чугун содержит, мас.%: С 3,0-3,4; Мп 0,08-0,12; Si - следы; S 0,038-0,042; Р 0,065-0,070. Шлак содержит, мас.%: 14,6-16,2; FeO 12,9-14,4; Fe, 4,1-4,5; SiO, 15,3-17,1; CaO 26,9- 34,5; MnO 7,0-7,8; , 1,6-1,8; TiO, 4,1-4,6; Al-jO, 2,5-2,8; MgO 4,1-4,6.In the electric furnace DSP-ZA load 2 tons of pig iron containing, in wt.%: With 4,0; Mp 0.4; Si 0.6; 50.050; P 0.08; iron - the rest, 50 kg of lime and 50 kg of sinter. After melting, the cast iron contains, wt%: C 3.7, Mp 0.16; Si - traces; S 0.040; P 0.07, iron - the rest. The slag is charged and, at a cast iron temperature of 1450 ° C, the slag-lime mixture is introduced into the furnace in an amount of 300-800 kg (separated in 100-150 kg portions, maintaining the iron temperature at 1400-1420 ° C) consisting of 70-250 kg of lime and 230-550 kg of converter vanadium-containing slag of the above composition. After melting of the slag-and-lime mixture, the cast iron contains, in wt.%: C 3.0-3.4; MP 0.08-0.12; Si - traces; S 0.038-0.042; Р 0.065-0.070. Slag contains, wt%: 14.6-16.2; FeO 12.9-14.4; Fe, 4.1-4.5; SiO, 15.3-17.1; CaO 26.9- 34.5; MnO 7.0-7.8; , 1.6-1.8; TiO, 4.1-4.6; Al-jO, 2.5-2.8; MgO 4.1-4.6.

Жидкотекучесть шлака поддерживают небольшими присадками плавикового шпата. После выпуска из печи чугунSlag fluidity is supported by small fluorspar additives. After the release of iron from the furnace

и шлак в течение 5-10 мин перемешивают в ковше воздухом, подаваемым через пористую вставку в днище ковш После перемешивани  чугун содержит, мас.%: С 2-3; Мп 0,7-1,6; Si - следы; S 0,015-0,020; Р 0,060-0,070; V 0,05-0,08. Шлак содержит, мас.%: V.Os 16,8-19,1; FeO 3,05-3,5; Fe,, 4,9-5,5; SiO, 18,2-20,8; CaO 32,9- 41,1; MnO 2,1-2,4; Cr,,0, 1,4-1,6; TiO 4,9-5,6; 3-3,4; MgO 4,9-5,6. Основность шлака находитс  в пределах 1,6-2,25. Отношение оксида ванади  к оксидам железа и мар- ганца увеличилось с 0,44 в исходном шлаке до 3,3 в обогащенном. Суммарна  степень перехода железа и марганца из шлака в металл находитс  в пределах 85-88, степень восстанов- лени  ванади  не превышает 3-5%.and the slag is stirred for 5-10 minutes in the ladle with air supplied through a porous insert in the bottom of the ladle. After mixing, the iron contains, in wt.%: C 2-3; Mp 0.7-1.6; Si - traces; S 0.015-0.020; Р 0.060-0.070; V 0.05-0.08. Slag contains, wt%: V.Os 16.8-19.1; FeO 3.05-3.5; Fe ,, 4.9-5.5; SiO, 18.2-20.8; CaO 32.9- 41.1; MnO 2.1-2.4; Cr ,, 0, 1.4-1.6; TiO 4.9-5.6; 3-3.4; MgO 4.9-5.6. The slag basicity is in the range of 1.6-2.25. The ratio of vanadium oxide to iron and manganese oxides increased from 0.44 in the initial slag to 3.3 in the enriched one. The total degree of transition of iron and manganese from slag to metal is in the range of 85-88, the degree of vanadium reduction does not exceed 3-5%.

Обогащенный шлак используют взамен технической п тиокиси ванади  дл  выплавки феррованади .The enriched slag is used instead of technical vanadium pentoxide for smelting ferrovanadium.

Данные, характеризующие эффектив ность обогащени  конвертерного вана дийсодержащего шлака относительно оксидов железа и марганца по предлагаемому и известному способам, приведены в табл. 1 (при массовом отношении шлака к чугуну 0,25).The data characterizing the enrichment efficiency of the converter vanadium-containing slag relative to iron and manganese oxides according to the proposed and known methods are given in Table. 1 (with a mass ratio of slag to cast iron of 0.25).

Таблица 1Table 1

Степень перехода железа - 86%; степень перехода - 0% (исходный шлак содержит, мас.%: ГеО 31,2; МпО 8,5; V,О 17,6. Из приведенных в табл. 1 данных видно, что основность шлака 1,6-2,25  вл етс  оптимальной, так как обеспечивает наилучшие показатели обогащени , а именно степень перехода T(Fe+ +Мп) из шлака в металл не менее 82%, а потери ванади  не более 3,5% при содержании металловключений в шлаке не более 6% (в исходном шлаке 8%). Данные, характеризующие вли ние массового отношени  шлака к чугуну (0,15-0,4) при основности шлака 1,9 на показатели обогащени , приведены в табл. 2. The degree of transition of iron - 86%; degree of transition - 0% (initial slag contains, wt.%: GeO 31.2; MpO 8.5; V, O 17.6. From the data in Table 1 it can be seen that the basicity of the slag is 1.6-2.25 is optimal because it provides the best enrichment indicators, namely, the degree of transition T (Fe + + Mn) from slag to metal is not less than 82%, and the loss of vanadium is not more than 3.5% when the content of metal inclusions in the slag is not more than 6% ( The initial slag is 8%. Data characterizing the effect of the mass ratio of slag to cast iron (0.15-0.4) with a basicity of slag 1.9 on the enrichment indicators are given in Table 2.

Таблица 2table 2

513811876513811876

кирпича футеровки снизилс  на 7 кг/тк содержанию оксидов железа и марганполучаемого сплава.ца, повышени  стойкости футеровкиbrick lining reduced by 7 kg / tc to the content of iron oxides and manganese alloy. The lining durability is increased

агрегата, перед селективным восстановФормула и зобретени  слением оксидов железа в шлаковый расСпособ обогащени  ванадиевогоплав ввод т известь в количестве, шлака, включающий селективное восста-обеспечивающем отношение оксида каль- новление оксидов железа из шлаковогоци  к оксиду кремни  1,6-2,25, а в расплава углеродсодержащим восстано-качестве углеродсодержащего восстановителем , отличающийс  ювител  используют жидкий передель- тем, что, с целью увеличени  степениный чугун, который перемешивают с обогащени  шлака за счет повьш1ени шлаком при отношении шлака к чугуну отношени  содержани  оксидов ванади 0,15-0,40.The aggregate before the selective reduction of the formula and the invention by the precipitation of iron oxides into the slag was enriched in an amount of slag, including the selective reducing-providing ratio of oxide calcining of iron oxides from slag calcium to silicon oxide 1.6-2.25, and melt carbon-containing re-quality as a carbon-containing reductant, different yuvitel use liquid redistribution by the fact that, in order to increase the degree of cast iron, which is mixed with the enrichment of the slag by increasing slag at the ratio of slag to cast iron; the ratio of the content of vanadium oxides is 0.15-0.40.

Claims (1)

Формула изобретения $ Способ обогащения ванадиевого шлака, включающий селективное восстановление оксидов железа из шлакового расплава углеродсодержащим восстановителем, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени обогащения шлака за счет повышения отношения содержания оксидов ванадия 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 0,15-0,40.The claims $ A method of enriching vanadium slag, including the selective reduction of iron oxides from slag melt with a carbon-containing reducing agent, characterized in that, in order to increase the degree of slag enrichment by increasing the ratio of the content of vanadium oxides to the content of iron and manganese oxides, increasing the durability of the lining of the unit, before by selective reduction of iron oxides, lime is introduced into the slag melt in an amount that provides a ratio of calcium oxide to silicon oxide of 1.6-2.25, and in honors the carbonaceous reductant is used the liquid pig iron which is mixed with the slag in a ratio of slag to iron is 0.15-0.40.