[发明专利]含钒铁水制备低硅钛型钒渣的方法

说明书

一种含钒铁水制备低硅钛型钒渣的方法，解决了现有含钒铁水吹炼钒渣技术存在渣中硅高、钒低的问题，其采用向高硅低钒铁水喷吹弱氧化性气体作脱硅的弱氧化剂,使含钒铁水中的硅淺氧化成SiO气体脱除掉,优化了的铁水中的钒几乎不氧化,得到的优化铁水是钒高硅低，之后再用氧气作为強氧化剂，去深度氧化这种高钒低硅的净化铁水，即制得高钒低硅的优质钒渣，所以其工艺流程设计合理,运行简便、操作安全、稳定,无环境污染,无废物垃圾排放。利用该方法产出的钒渣品质优良，硅钛杂质含量低,钒含量高。使用这种优质钒渣不仅可以显著改善后续制备V₂O₅及用V₂O₅制备金属钒和钒系列合金的质量,而且简化后续制备的工艺流程,提高经济与社会效益。

技术领域

本发明涉及一种含钒铁水制备钒渣的新工艺，特别是一种采用弱氧化剂去“浅度氧化”高硅低钒铁水，得到“脱硅保钒”的含钒铁水制备低硅钛型钒渣的方法。利用该方法最终得到的高钒低硅钛型钒渣用作提钒原料,得到的低钒低硅钛铁水运至炼钢厂用作氧气炼钢的铁水。

背景技术

钒钛磁铁矿是铁、钒、钛等多种有价元素共生的复合矿, 我国钒钛磁铁矿貯量丰富, 主要分布在攀西、承德和马鞍山等地区。从冶炼钒钛磁铁矿生产的含钒铁水中提钒一直以来都是我国制备钒渣的主要方法, 因这种含钒铁水具有硅高(0.3～1.2%)钒低(0.2～0.5%)的特点, 用它作原料制备的钒渣中氧化硅(SiO₂)含量高, 直接危害后续用钒渣生产V₂O₅及用V₂O₅制备金属钒和钒系列合金的质量。

目前，据相关文献报道，铁水脱硅的方法如下。其中脱硅的方法是针对含钒铁水,但处理过程中均未涉及保钒措施及功效的专利主要有：

专利公告号为CN102162019B的“一种含钒铁水多段组合式预处理方法”中，采用三段组合方式进行铁水预处理，第一段采用铁水包单吹颗粒镁脱硫，第二段采用转炉进行提钒和脱硅、脱钛，第三段采用提钒转炉出半钢过程脱磷。其中第二段采用转炉吹氧气来氧化含钒铁水产出钒渣, 氧气是强氧化剂, 强氧化产出的钒渣是高硅钛与高钒的钒渣,渣中的硅和钛是有害杂质, 在后续用钒渣制V₂O₅及用V₂O₅制金属钒和钒系列合金过程中，杂质硅始终伴随钒, 这时再除硅则技术难度大，且成本高。 此方法中所指的脱硅是針对铁水而非钒渣, 钒渣中的硅并未脱掉, 有害杂质含量仍然高。

专利公告号为CN103966382B的“含钒铁水处理方法及钒钛磁铁矿冶炼法”中，含两部分内容。前部分内容是对钒钛磁铁矿经非高炉炼铁生产的低碳高硅含钒铁水进行处理。方法是向盛装铁水的钢包中底吹通入氧气, 再分批次加入铁磷、富铁矿粉、氧化铁皮等脱硅剂，脱掉铁水中的硅, 之后再向铁水中加入冷却剂来控制因吹氧放热使铁水升温, 最后进行扒渣或换钢包操作，得到分离的钒渣和铁水。该专利中的脱硅是指脱掉高硅含钒铁水中的硅, 而非钒渣的硅, 其结果是降低了含钒铁水中的硅但增大了钒渣中的硅, 降低钒渣质量。在铁水脱硅过程无保钒措施及功效。另部分内容是冶炼钒钛磁铁矿生产含钒铁水。

专利公告号为CN1006402B的“钒渣的生产方法”中，提供冶炼钒钛磁铁矿产出含钒铁水生产钒渣的方法和技术条件。 因俄国烏拉尔地区钒钛磁铁矿中钒高硅低，生产的含钒铁水中也是钒高(0.4～0.6% )、硅低(0.1～0.2% ), 与我国冶炼钒钛磁铁矿生产的低钒(0.2～0.4%)、高硅(0.3～1.0%)铁水性质截然不同。原料性质不同，则钒渣的生产方法亦不同, 该专利中既未涉及含钒铁水脱硅，亦无钒渣降硅的内容与技术措施, 对我国的钒渣生产基本上无借鉴价值。

还有下述专利中脱硅的方法，只是针对不含钒普通铁水，处理过程中也均无保钒措施及功效。