Реакционная добавка для окислительного обжига ванадиевого шлака

 

1. РЕАКЦИОННАЯ ДОБАВКА ДЛЯ. ОКИСЛИТЕЛЬНОГО 9БЖИГА ВАНАДИЕВОГО ШЛАКА, содержацая кальцинированную соду, отличающаяся тем, что, с целью устранения образования .спеков шихты при повышении температуры обжига, повышения степени леревода ванадия в растворимые соединения и извлечения ванадия из шлака, она дополнительно содержит нефелиновый : концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кальцинированная сода50-80 Нефелиновый концентрат20-50 9 2. Реакционная добавка по п. 1 отличающаяся тем, что нефелиновый концентрат имеет следующий состав, мас.%: 40-45 Двуокись кремния 25-30 Окись алюминия 2-3 Окись железа Окись натрия сл 18-20 и калия Остальное «k Окись кальция 4i ю Од

ÄÄSUÄÄ 1054426

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COLlHAJlHCTPRECHHX

РЕСПУБЛИК зсю C 21 С 5/54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

1

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

OCYAAPCTBEHHbtA КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТКРЫТИЙ (21) 3422127122-02 (22) 14.04.82 (46) 15.11.83. Бюл. N 42 (72) В.Г. Винокуров, Л.h. Смирнов, И.Н. Губайдуллин, 6.A. Дерябин, .В.С. Романова, Э.P. Випицина, Г.Н. Нутфуллин и И.M. Нинсадыров

° (71) Уральский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт черных металлов (53) 669.18.046.5(088.8) (56) 1. Нинсадыров Н.M., Колпаков Л.Е., Губайдуллин И.Н. и др. О технологичности конвертерных ванадиевых шлаков

Сб. "Комплексная металлургическая переработка железных руд". Труды

УралНИИЧМ, т. 23, Свердловск, 1975, с. 28-36.

2. Амирова С.А. К проблеме переработки ванадиевых шлаков. Химия и технология ванадиевых соединений.

Иатериалы 1 Всесоюзного совещания по химии, технологии и применению соединений ванадия. Пермь, 1972,, с. 19-23., (54)(57) 1. РеАкционнАя ДОБАВКА Для. .ОКИСЛИТЕЛЬНОГО (ОБЖИГА ВАНАДИЕВОГО ШЛАКА, содержащая кальцинированную соду, отличающаяся тем, что, с целью устранения образования ,спеков шихты при повышении температуры обжига, повышения степени перевода ванадия в растворимые соединения и извлечения ванадия иэ алака, она дополнительно содержит нефелиновый концентрат при следующем соотношении

-компонентов, мас.Ф:

Кальцинированная сода 50-80

Нефелиновый концентрат 20"50

2. Реакционная добавка по и. 1, отличающаяся тем, что нефелиновый концентрат имеет следующий состав, мас.Ф:

Двуокись кремния 40-45

Окись алюминия 25-30

Окись железа 2-3

Окись натрия и калия 18-20

Окись кальция Остальное

1 1054

Изобретение отпосится к черной металлургии, в частности к химической переработке ванадиевого шлака в тех" ническую пятиокись ванадия.

Лимитирующей стадией сложного про5 цесса химической переработки является окислительный обжиг шлака в обжиговых печах в смеси с реакционными добавками с целью перевода ванадия в водоили кислоторастворимые соединения ° 10

В качестве реакционных добавок применяются техническая кальцинированная сода, сильвинит, известь (известняк), сульфаты натрия (1 ;

Применение в качестве реакционной добавки сильвинита обуславливает выделение больших количеств хлора, ко" торый загрязняет воздушный бассейн и корродирует аппаратуру.

Использование в качестве реакцион- 20 ных добавок технической соды или извести не обеспечивает максимального перевода ванадия в водо- или кислото.растворимые соединения вследствие образования спеков шихты во время обжига и неполного окисления ванадийсодержащей фазы, образования различного рода взвесей s растворах на основе жидких стекол, гипсации фильт. ров при фильтрациях пульп, трудности дозирования реакционных добавок при колебаниях химического состава ванадиевого шлака. Вследствие последнего возможно образование труднорастворимых соединений ванадия — ва.надиевых бронз и др, Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является кальцинированная сода Г2 g.

40 Недостатком ее использования при обжиге является невозможность обжига при повышенных температурах вследствие образования спеков шихты, что

45 замедляет процесс обжига и снижает полноту окисления ванадийсодержащей .фазы, стимулирует возможность образования ванадиевых брона. Недостатком применения соды (карбоната натрия) является также высокая активность по отношению к другим компонентам шихты с образованием силикатов, титанатов, алюминатов и других солей щелочных металлов. Это осложняет и удорожает в последующем очист- 55 ку пятиокиси ванадия от примесей и значительно увеличивает расход реакционных добавок, а также способ-, 426 2 ствует образованию взвесей в растворах, что затрудняет их фильтрацию.

Цель изобретения - устранение образования спеков шихты при повышении температуры обжига, повышение степени перевода ванадия в растворимые соединения и извлечения ванадия из шлака.

Поставленная цель достигается тем что реакционная добавка для окислительного обжига ванадиевого шлака, содержащая кальцинированную соду, дополнительно содержит нефелиновый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.3:

Кальцинированная сода 50-80

Нефелиновый концентрат 20-50

Нефелиновый концентрат, полученный из природного соединения нефелина (Ма2О.Х20 АР Оэ 25102), имеет сле. дующий состав, мас.3

Двуокись кремния 40-45

Окись алюминия 25-30

Окись железа 2-3

Окись натрия и калия 18-20

Окись кальция Остальное

Применение предложенной реакционной добавки позволяет повысить тем.пературу окислительного обжига шлака до 850"900 С без образования спеков шихты, вместо 700-750 С при обжиге о шлака с одной содой. Возможность повышения температуры обжига достигается за счет того, что наряду с лег- . коплавкими оксидами щелочных металлов (Ма20 К О) нефелиновым концентратом вносится определенное количество оксидов кремния (S102) и алюминия (Ae2O>) в соответствии с указанным его химическим с ставом.

Общее количество реакционной добавки рассчитывается исходя из стехиометрически требуемого количества оксидов щелочных металлов, вносимых реакционной добавкой для образования растворимых соединений ванадия.

Выбранные соотношения компонентов смеси являются оптимальными, так как при введении в состав смеси менее 203 нефелинового концентрата и более 80> соды соответственно вводится меньшее количество оксидов кремния и алюминия и большее оксидов щелочных металлов. При этом не устра няется образование.спеков шихты в процессе ее обжига. ица 1

Табл

Извлечение ванадия, мас.4

НавесСоотношение компоСодержание

О в кеках, мас. нентов смеси, мас.3 в водорастворимые соединения в кислотосуммарнорастворимые соеди нения ка

Опыт шларастворимые соединения

Нефелиновый концентрат ка, I

48,4 44,8

46,2 56,7

46,8 34,5

41,8 38,7

40,5 36,4

50,2 35,4

1 1

90,2

2,1

4,4

4,5

3,8

30 100

30 90 10

30 80 20

30 50 50

30 25 75

30 65 35

84,2

81,3

80,2

76,9

3,0

2,8

85,7

3 10544

При введении в смесь более 50 нефелинового концентрата и менее 50,, соды вносится избыток оксидов кремния и алюминия и снижается активность оксидов щелочных металлов. Кро ме того, значительно увеличивается общий вес добавок, что снижает .про-. изводительность обжига.

Избыток оксидов кремния .и алюминия приводит к образованию взвесей 10 в растворах, затрудняющих фильтрацию пульп.

Недостаточное количество оксидов щелочных металлов не обеспечивает . повышения перевода ванадия в растворимые соединения и извлечение его из шлака.

Пример. Навеска шлака 30 г. состава, содержащего, мас.3: S10

16,8; МпО 8,4; HgO 2,5; СаО 1,5;

Fe 33,6; V20< 16,2; Ti0< 8,3;

СгО ц2,0; Р20 0,05, .обжигалась в муфельной печи при свободном доступе воздуха.

Результаты обжига и выщелачивания шихты при 700 С приведены в табл. 1. о а при 850 С вЂ” в табл. 2. о

Как видно из табл. 1, при низкотемпературном режиме обжига (при

700 С) добавки нефелинового концент- 30 рата снижают извлечение ванадия на

6-10 . Содержание V О в отвальных кеках повышается на 1,7-2,44. Извлечение ванадия в водорастворимые соединения также ниже обычного.

С повышением температуры окислительного обжига до 850 С результаты резко изменяются. При оптимальном

26 4 соотношении компонентов смеси (80-.

503 соды и 20-504 концентрата) суммарное извлечение ванадия в растворы выше на 3,5-5,03 по сравнению с результатами обжига с одной содой (табл. 2, опыты 3-4). Значительно снижается содержание Ч О в кеках.

При соотношении компонентов смеси

504 соды и 50ь нефелинового концентрата существенно повышается количество водорастворимых соединений ванадия (табл. 2, опыт 4) и снижается содержание V20 в отвальных кеках.

При соотношении компонентов смеси в пределах 253 соды и 753 нефелинового концентрата результаты по извле. чению ванадия резко ухудшаются (табл. 1 и 2, опыт 5) . В производственных условиях это может вызвать увеличение продолжительности окислительного обжига и снижение производительности обжиговых печей. Следовательно, такое соотношение компонентов не оптимально.

Об эффективности предлагаемой реакционнои добавки при оптимальном соотношении компонентов можно судить по изменению параметров в результате ее применения (табл. 3).

Экономический эффект от применения предлагаемой реакционной добавки за счет повышения степени извлечения ванадия из шлака при средне" годовом производстве пятиокиси ванадия 1000 т составляет более

110 тыс. руб.

1054426

Т а б л и ц а 2

Соотношение компонентов смеси, мас.4

Извлечение ванадия, мас.4

НавесОпыт в кислоторастворимые соединения ка шлаСода Нефелиновый концентрат ка, Г

66,0 24,7

62,0 30,1

66,1 28,1

2,3

2,2

1 7

1,0

25,5

70,3

2ь5

0,96

57,0 32,2

72,3 о 25,8

Таблица 3

Известное решение (Чусовской метзавод — база сравнения) Предложенное Изменение рещение

Параметры

Извлечение ванадия из шлака, 4,0

95 0

91,0

Содержайие ванадия в отвальных кеках, 1,3 1,0

Составитель В. Долгий

Редактор Н. Швыдкая Техред Т.фанта Корректор О. Тигор

Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9040/34

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3

5

30 100

30 90

ЗО 80

30 50

30 25

30 65 в водорастворимые соединения суммарнорастворимые соединения

90,7

92,1

94,2

95,8

89,2

98,1

Содержание

У О 5 в кеках мас.4