Флюс для обработки ванадийсодержащего чугуна

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

00 А (19) (11)

3(51) С 21 С 5 54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3497508/22-02 (22) 04.10.82 (46) 23.01.84. Бюл. М 3 (72) Л.A.Cìèðíîâ, В.Г.Винокуров, 10.A.Äåðÿáèí, Г. И. Фугман, И. H. Губайдуллин, A.A.Ìèðîøíè÷åíêî, И.С.Топоров, С.И.Шкуматов и В.A.Ãëóùåíêî (7i) Уральский научно-исследовательский институт черных металлов и Чусовской металлургический завод (53) 669.168(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 223350, кл. С 22 В 55/00, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 486070, кл. С 22 С 33/00, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

9 581152, кл. С 21 С 5/54, 1974. (54) (57) 4>3IIOC P31H OBPABOTKH ВАНАДИЙ-., СОДЕРЖАЩЕГО ЧУГУНА, включающий пятиоксиь ванадия, окись кальция, двуокись кремния и окислы железа, отличающийся тем, что, с целью повышения перехода ванадия в шлак при обработке чугуна и химической вскрываемости шлака, он дополнительно содержит окислы натрия, калия и алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Пятиокись ванадия 0,5-2,0

Окись кальция 0,5-2,0

Двуокись кремния 2,0-10,0

Окись натрия 2,0-4,0

Окись калия 0,1-2, 0

Окись алюмииия 3,0-5,0 с

Окислы железа Остальное

10б8500

15

50 .55

65

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к переделу ванадийсодержащего чугуна в конвертерах с получением ванадийсодержащего шлака и металлического полупродукта.

Известен способ получения ванадийсодержащего шлака, включающий продувку чугуна в конвертере, при этом с целью улучшения вскрываемости шлака на гидрометаллургическом переделе в пятиокись ванадия в конвертер вводят необходимое количество щелочных окислоИ Г1 3

Недостатком способа и получаемого состава шлака являются большие потери окислов щелочных металлов, используемых при плавке в качестве флюса, из-за их летучести и большие колебания их содержания в получаемом шлаке.

Известно также использование в качестве флюса алюмосодержащих компонентов, которые вводят в шлак в количестве, обеспечивающем остаточное содержание глинозема в количестве 5-10% 21.

Недостатком этого флюса и способа его введения в шлак является неравномерность распределения глинозема в шлаке, а отсюда незначитель.ное улучшение вскрываемости на гидропеределе.

Наиболее близким по составу и достигаемому эффекту-к предлагаемому является флюс 33 для обработки ванадийсодержащего чугуна, включающий, мас.%г

Пятиокись ванадия 0,4-0,3

Двуокись кремния 2,0-20,0

Окись кальция 1,0-10,0

Окислы железа Остальное

Недостатком известного флюса является то, что его введение не оказывает существенного положительного влияния на химическую вскрываемость ванадиевого шлака как сырья для производства технической пятиокиси ванадия.

Целью. изобретения является повышение перехода ванадия в шлак при обработке чугуна и химической вскрываемости шлака.

Эта цель достигается тем, что флюс для обработки ванадийсодержа,щего чугуна, включающий пятиокись ванадия, окись кальция, двуокись кремния и окислы железа, дополнитель но содержит окислы натрия, калия и алюминия йри следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пятиокись ванадия 0,5-2,0 . Окись кальция 0,5-2,0

Двуокись кремния 2,0-10,0

Окись натрия 2ю0-4ю0

Окись кальция 0,1-2,0.

Окись алюминия 3,0-5,0

Окислы железа Остальное

Окислы натрия и калия снижают вязкость оксидного расплава и стабилизируют процесс шлакообразования, уменьшают вынос шлака и количество в нем металловключений. Это особенно важно при переделе низкокремнистых ванадиевых чугунов, когда заметалленность шлака сильно возрастает, а процессы шлакообразования затрудняются.

Окислы алюминия, как тугоплавкие компоненты, служат в процессе форми— рования шлака центрами зародышеобразования ванадийсодержащих шпинелидов.

Все эти добавки повышают технологичность .ванадиевого шлака при последующем его обжиге и выщелачивании.

В частности, окислы натрия и калия— это реакционные щелочные добавки.

Окислы натрия, будучи введенными в шлак уже при его формировании, рас" пределяются в шлаке в дисперсных фазах, тесно контактирующих со шпинелидами. Вследствие многократного увеличения поверхности взаимодействия натрий — и ванадийсодержащих фаз процесс окисления ванадия при обжиге дополнительно ускоряется и идет намного полнее. Окислы натрия, играя роль реакционной добавки, служат в то же время катализатором ускорения окислительных реакций. Неполное извлечение ванадия из шлака обычно связано с присутствием ванадия в качестве изоморфной примеси в твердом растворе Р ОЗ Входящие в состав комплексного флюса ионы алюминия замещают в этом растворе ванадий и способствуют таким путем его окисленив до растворимой пятивалентной формы.

Флюс может быть получен в виде специально подготовленного агломе рата с добавкой указанных окислов.

Причем с целью уменьшения потерь окислов щелочных металлов при аглоие рации и введении в конвертер целесообразно добавлять их в агломерат в форме нелетучих соединений, например, в виде нефелинового концентрата, в котором суммарное содержание окислов натрия и калия составляет до 20% и выше.

При введении нефелинового концентрата в агломерат содержание Na>0 находится в пределах 2-4 мас.%, К О

0,1-2,0 мас.%, а A1@0з — 3-5 мас.оо., Снижение концентрации этих окислов ниже нижнего предела нецелесообразно, так как при использовании такого агломерата не достигается существенного повышения химической вскрываемости ванадиевого шлака. увеличение концентрации дополнительно введенных окислов выше верхнего предела также нецелесообразно, так как черезмерное повышение кон1068500

В результате проведения плавок с применением этих флюсов получают ванадиевые шлаки, которые исследуют на химическую вскрываемость в лабо- . раторных условиях. Состав использо5 ванных флюсов и результаты химической вскрываемости ванадиевых шлаков представлены в таблице.

Содержание ч о в отв. кеках

Окислы

Fe u

Fe>e

Извлечение ч о из шлаков

Состав я03

К20 ч20

МазО

СаО

77 2,8

1,0 2,0

Осталь0,4 ное

6,0

1,7

3,0

20,0

10,0

1,7

1,6

0,4

0,4

2,0

2,0

0,5

0,5

10,0

4,0

2,0

2,0

3,0

6,0

1,2

1,2

5,8

11,0

2,5

1,5 По нижним пределам.

" Средний состав.

+". По верхним пределам. дукте опытных плавок составляет

О,ОЗЪ по сравнению с 0,045% для обычных плавок. Это соответствует увеличению степени ошлакования ванадия в конвертерной плавке на 1,4Ъ. Кроме того, в опытных ванадиевых шлаках снижается содержание металлических включений с 25-30 до 13-15%.

Экономическая эффективность применения предлагаемого флюса слагается из повышения извлечения ванадия в шлак из чугуна и улучшения химической вскрываемости на стадии гидрометаллургического передела конвертерного шлака. С учетом затрат на изготовление флюса при производстве

1 т пятиокиси ванадия она составит

230 тыс.руб.

Извлечение V 0 из шлаков, полученных с использованием известного 4О флюса (1-3) составляет 65-77%. Извлечение Ч о из шлаков получено также низким и при использовании флюса, содержащего окислы натрия, калия и алюминия, ниже (флюс 4) или выше (флюс 8) оптимальных пределов. Повышение извлечения ванадия из шлака, полученного с использованием предлагаемого флюса выше, чем для известного, в среднем на 18%.

При использовании предлагаемого 50 флюса отмечено еще два положительных момента, свидетельствующих об улучшении условий шлакообразования в конвертере. Среднее содержание ванадия в конвертерном металлическом полупро-55

Составитель О. Веретенников

Техред В.Далекорей Корректор A. Зимокосов

Редактор Н. Рогулич

Заказ 11400/23 Тираж 544 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 центрации А1 О> ухудшает структуру шлака, а в случае повышения окислов натрия и калия наблюдается образование спеков шихты при обжиге.

Пример. Для деванадации чугуна в конвертере применяют известные флюсы, а также флюсы с различным содержанием Na>0 К о, А1 0З согласно предлагаемого состава.

0,09 2,7

0,1 3,0

2,0 5,0

0,5 4,0

2,5 6,5

68 3,0

65 3,6

78 2,7

90 1,5

94 1,2

96 1,1

72 3 S