Способ получения ванадийсодержащего шлака

 

Изобретение относится к черной металлургии, к процессу получения ванадийсодержащего шлака при переработке ванадиевого чугуна на сталь. Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении степени извлечения ванадия из конвертерного шлака. Способ получения ванадийсодержащего шлака включает заливку в конвертер ванадиевого чугуна, подачу в качестве кальцийсодержащего материала извести, плавикового шпата, добавку магнийсодержащего материала, продувку расплава кислородом сверху через фурму и выпуск расплава шлака из конвертера. Магний- и кальцийсодержащие добавки вводят в конвертер в количестве, обеспечивающем соотношение компонентов в ванадийсодержащем шлаке в пределах MgO:CaO:P₂O₅=(20-75):(105-125):1. 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к процессу получения ванадийсодержащего шлака при переработке ванадиевого чугуна на сталь.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения ванадийсодержащего шлака, включающий заливку в конвертер ванадиевого чугуна, подачу извести, плавикового шпата, добавки магнийсодержащего материала и охладителей в виде металлолома, железнорудных окатышей и окалины, а также продувку расплава в конвертере кислородом сверху через погружную фурму. При этом в шлаке получают содержание компонентов следующего состава, мас.%: MgO = 2,5-4,8; CaO = 38-54,4; P₂O₅ = 1,0; а соотношение MgO:CaO:P₂O₅ составляет (2,5-4,8): 50: 1. (См. Смирнов Л.А. и др. "Металлургическая переработка ванадийсодержащих титаномагнетиков", Челябинск, Металлургия, 1984 г., с. 194-201).

Недостатком известного способа является высокое содержание в шлаке кальция и фосфора, а также низкая степень вскрытия ванадия на гидрометаллургическом переделе. Это объясняется тем, что высокое содержание кальция в шлаке приводит к перерасходу реагентов на металлургическом переделе шлака, а также к снижению извлечения ванадия. Высокое содержание фосфора в шлаке требует создание на гидрометаллургическом переделе специальной технологической схемы и устройств для удаления фосфора из технологических растворов. Низкая степень вскрытия ванадия приводит к большим потерям ванадия со шламом, что увеличивает себестоимость готовой продукции.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении степени извлечения ванадия из конвертерного шлака.

Указанный технический эффект достигают тем, что способ получения ванадийсодержащего шлака включает заливку в конвертер ванадиевого чугуна, подачу в качестве кальцийсодержащего материала извести, плавикового шпата, добавку магнийсодержащего материала, продувку расплава кислородом сверху через фурму и выпуск расплава шлака из конвертера.

Магний- и кальцийсодержащие добавки вводят в конвертер в количестве, обеспечивающем соотношение компонентов в ванадийсодержащем шлаке в пределах MgO:CaO:P₂O₅ = (20-75):(105-125):1.

Повышение степени извлечения ванадия из конвертерного шлака будет происходить за счет оптимизации состава шлака, обеспечивающего перевод ванадия в растворимые в процессе гидрометаллургической переработки соединения.

Диапазон значений соотношения компонентов магний- и кальцийсодержащих добавок в пределах (20-75) и (105-125) по отношению к P₂O₅ в готовом ванадийсодержащем шлаке объясняется физико-химическими закономерностями получения ванадия из ванадийсодержащего шлака.

При меньших значениях отношения MgO к P₂O₅ усложняется образование шпинельной фазы, что будет снижать степень извлечения ванадия из шлака. При больших значениях отношения Mg к P₂O₅ часть MgO будет присутствовать в шлаке в свободном состоянии, что затруднит разрушение при обжиге ванадийсодержащих магнезиальных фаз.

При меньших значениях отношения CaO к P₂O₅ количества кальция будет недостаточно для образования растворимых ванадатов кальция. При больших значениях будет происходить перерасход извести.

Указанные диапазоны устанавливают в соответствии с технологическими особенностями получения ванадийсодержащего шлака.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Способ получения ванадийсодержащего шлака осуществляют следующим образом.

Пример. В конвертер заливают ванадиевый чугун следующего химического состава, мас.%: V = 0,44-0,46; Si = 0,22-0,25; Mn = 0,25-0,35; Ti = 0,25; S = 0,023-0,026; P = 0,03-0,10. В конвертер также подают металлолом, плавиковый шпат, добавки магнийсодержащего материала в виде магнезитового порошка и кальцийсодержащего материала в виде извести. Расплав в конвертере продувают кислородом сверху через погружную фурму. По ходу продувки кислородом в конвертер подают охладители в виде железнорудных окатышей и окалины.

После получения шлака его выпускают из конвертера и в дальнейшем подвергают окислительному обжигу и определяют вскрытие ванадия.

При получении ванадийсодержащего шлака добавки магний- и кальцийсодержащих материалов вводят в конвертер в количестве, обеспечивающем соотношение компонентов в ванадийсодержащем шлаке в пределах MgO:CaO:P₂O₅ = (20-75): (105-125):1.

В таблице приведены примеры осуществления способа с различными технологическими параметрами.

В первом и пятом примерах вследствие отсутствия обеспечения необходимого соотношения количеств MgO и CaO в ванадийсодержащем шлаке уменьшается степень вскрытия ванадия при обжиге сверх допустимых пределов.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие соблюдения необходимого соотношения компонентов ванадийсодержащего шлака MgO и CaO к P₂O₅ достигается повышение степени вскрытия ванадия на 20-25%.

Формула изобретения

Способ получения ванадийсодержащего шлака, включающий заливку в конвертер ванадиевого чугуна, подачу в качестве кальцийсодержащего материала извести, плавикового шпата, добавку магнийсодержащего материала, продувку расплава кислородом сверху через фурму и выпуск расплава шлака из конвертера, отличающийся тем, что магний- и кальцийсодержащие добавки вводят в конвертер в количестве, обеспечивающем соотношение компонентов в ванадийсодержащем шлаке в пределах MgO : CaO : Р₂О₅ = (20 - 75) : (105 - 125) : 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1