钒钛磁铁矿提钒工艺技术分析

钒钛磁铁矿提钒工艺技术分析〔3〕钒渣提纯钒工艺目前，由钒渣提取钒的工艺主要有钠化焙烧和钙化焙烧两种工艺。钠化焙烧提钒钒渣中V2O5含量大约是10%~25%，对于从钒渣中提取V2O5的争论有很多，目前最为成熟的技术是钠化焙烧。其根本原理是：添加苏打或食盐，然后焙烧，将钒转化为水溶性五价钒的钠盐，接着对焙烧产物进展水浸，得到含有少量杂质的含钒浸取液，之后通过酸性铵盐沉淀法制得偏钒酸铵沉淀，对其进展焙烧得到粗V2O5，再经过碱溶、除杂并用铵盐二次沉钒得偏钒酸铵，最终经过焙烧后可制得纯度大于98%的V2O5。攀钢从钒渣中提取V2O5生产工艺包括氧化焙烧、水浸、1313攀钢V2O5生产工艺流程图钙化焙烧提钒由于钠化提钒法生产过程中产生大量有害气体〔主要为氯气〕，向外排放含盐废水，对环境造成了严峻污染，因此环境友好型的清洁生产技术—钙化焙烧提钒工艺越来越受到人们的重视。钙化焙烧工艺在生产中没有产生有害烟气，且废水可以永久循环使用。钙化焙烧提钒工艺是在钒渣中添加钙化合物〔如碳酸钙〕作熔剂，然后焙烧，使钒氧化成不溶于水的含钒钙盐，如Ca3(VO4)4、Ca(VO3)2和Ca2V2O7，再用酸掌握合理的pH值将其浸出，浸出液经过净化后，除去Fe等杂质。最终承受铵盐法沉钒，制偏酸铵并熬炼得高纯V2O5。此工艺废气中不HCl、Cl2等有害气体。与钠化焙烧提钒工艺相比，钙化焙烧提钒工艺具有如下优点：1〕承受石灰或石灰石作添加剂，可避开传统的钠化焙烧法高温焙烧时炉料烧结的问题，提高了焙烧设备的生产效率；2〕放宽了对钒渣中氧化钙含量的限制；3〕避开了添加剂硫酸钠或氯化钠等钠盐分解释放有害气体对环境造成污染。此工艺缺点在于：1〕浸出液中杂质多，产品中V2O5含量低；2〕对浸出设备的耐腐蚀性要求高。总结钒钛磁铁精矿钠化焙烧工艺l提钒流程短、钒回收率高，但是由于其对钒钛磁铁精矿中钒品位要求高、提钒后剩余物料中的铁和钛无法得到有效回收、化学药品消耗量大等缘由只限于南非、澳大利亚等局部地区应用。钒钛磁铁精矿铁水提钒工艺l 目前有钠化渣法、吹炼钒渣法和含钒钢渣法三种处理方法；其中，钠化渣法原料本钱高，含钒钢渣法的钢渣中CaO含量过高不利于后续湿法提钒，吹炼钒渣法经济效益显著是铁水提钒的主要方法，目66%都是使用此法生产。l 按冶炼设备不同，吹炼钒渣工艺包括摇包提钒法、铁水包提钒法、雾化提钒法和转炉提钒法；其中摇包提钒法和铁水包提钒法均用于处理电炉铁水，分别为南非Highveld钒钢和西兰钢铁公司所承受；出于提钒经济效益的考虑，国内承受转炉提钒法处理高炉铁水，此前攀钢自主研发的雾化提钒法目前已经淘汰。l 转炉提钒法的关键在于掌握好熔池温度位于碳钒转换温度以下，从而实现“去钒保碳”；钒渣的氧化性在保证钒有较高氧化率水平前提下越低越好；钒渣的碱度在不贫化钒渣中V2O5的前提下越高越好。海绵铁电炉提钒渣工艺l 包括电炉熔分提钒渣工艺、电炉深复原钒-铁水提钒渣工艺和电炉直接炼钢提钒渣工艺；三者理论上都可综合利用钒钛磁铁精矿中的铁、钒、钛，且通过非高炉预复原可摆脱对焦炭的依靠。l 电炉熔分提钒渣工艺最大优点在于提钒、钛流程短，熔分渣中的钒、钛收得率高，缺乏之处是熔分渣中钒含量低，钒、钛有效分别困难，目前仍处于试验争论阶段。l电炉深复原钒-铁水提钒渣工艺避开了电炉熔分钒渣生产氧化钒时钒、钛分别困难的问题，但是所得钒渣中V2O5比高炉铁水所提钒渣含量低，SiO2含量高，不利于后续氧化钒生产，不过回收钛资源带来的经济效益远大于其对提钒所产生的不利影响。l电炉直接炼钢提钒渣工艺充分发挥电炉所拥有的复原和氧化功能，将海绵铁在电炉内复原得到含钒铁水并直接在电炉内精炼成钢，可缩短海绵铁提钒炼钢工艺处理流程，并节约能量和物料消耗，然而此工艺目前尚处于探究阶段，操作过程比较简单且存在肯定难度。l电炉直接炼钢提钒渣工艺试验争论说明，利用电炉100%冶炼钒钛矿直接复原铁，能够生产出合格钢水，并获得品位为10.21%的钒渣和23.75%的钛渣，V2O5复原率可以≥60%，但须使钒钛矿直接复原铁内增加配碳，提高复原效率;试验争论说明在小型电炉内承受直接炼钢提钒渣工艺是可行的，可以解决钒在电炉内富集、氧化后与Fe分别的操作关键问题；但是在规模化生产的中、大型电炉上则应实行撇渣、倒包操作使渣钢分别;承受