钒钛铁冶炼中影响钒回收率的因素

钒钛铁冶炼中影响钒回收率的因素

马󰀁剑

（河钢集团承钢公司钒钛事业部，河北　承德　０６７０００）

etallurgical smelting

对国内外钒磁体的冶金工艺及影响钒提取率的因素进行了综合研究。目前，钒磁体是从钒磁体中提取出来的。摘 要：

钒主要是从湿法冶金中通过高炉和大型旋转整体式钒渣炉提钒。采用钠法、煅烧法、无盐煅烧法、复合添加剂煅烧法、酸碱法等方法。溶剂萃取法和其他传统的提钒方法，以及选择性沉淀法，传统的钒处理方法都有成本高、成本低、成本低等缺点，而新的钒回收技术具有成本低、污染小、回收率高等特点，该技术具有良好的应用前景，保证了提取工艺的多样化。

钒钛磁铁矿；提钒；综合利用关键词：

ＴＦ５３　　Ａ　　１００２－５０６５（２０２１）１３－０００５－２中图分类号：文献标识码：文章编号：

Factors affecting vanadium recovery in smelting ferrovanadium titanium

MA󰀁Jian

（ＨＢＩＳ，Ｃｈｅｎｇｄｅ′ｓ　Ｉｒｏｎ　＆　Ｓｔｅｅｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｖａｎａｄｉｕｍ　ａｎｄ　Ｔｉｔａｎｉｕｍ，　Ｃｈｅｎｇｄｅ　０６７０００，Ｃｈｉｎａ）

Abstract: Ｔｈｅ　ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｖａｎａｄｉｕｍ　ｍａｇｎｅｔｓ　ａｔ　ｈｏｍｅ　ａｎｄ　ａｂｒｏａｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　

ｒａｔｅ　ｏｆ　ｖａｎａｄｉｕｍ　ｗｅｒｅ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ　ｓｔｕｄｉｅｄ．　Ａｔ　ｐｒｅｓｅｎｔ，　ｖａｎａｄｉｕｍ　ｍａｇｎｅｔｓ　ａｒｅ　ｅｘｔｒａｃｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｖａｎａｄｉｕｍ　ｍａｇｎｅｔｓ．　Ｖａｎａｄｉｕｍ　ｉｓ　ｍａｉｎｌｙ　ｅｘｔｒａｃｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　ｂｙ　ｂｌａｓｔ　ｆｕｒｎａｃｅ　ａｎｄ　ｌａｒｇｅ　ｒｏｔａｒｙ　ｉｎｔｅｇｒａｌ　ｖａｎａｄｉｕｍ　ｓｌａｇ　ｆｕｒｎａｃｅ．　Ｓｏｄｉｕｍ　ｍｅｔｈｏｄ，　ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ，　ｓａｌｔ　ｆｒｅｅ　ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ，　ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ａｄｄｉｔｉｖｅ　ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ，　ａｃｉｄ－ｂａｓｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ．　Ｓｏｌｖｅｎｔ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｖａｎａｄｉｕｍ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ，　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｖａｎａｄｉｕｍ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｈａｖｅ　ｔｈｅ　ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｃｏｓｔ，　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ．　Ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｖａｎａｄｉｕｍ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ，　ｌｏｗ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｒａｔｅ．　Ｔｈｉｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｈａｓ　ａ　ｇｏｏｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ａｎｄ　ｅｎｓｕｒｅｓ　ｔｈｅ　ｄｉｖｅｒｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓKeywords: Ｖ－Ｔｉ　ｍａｇｎｅｔｉｔｅ；　Ｖａｎａｄｉｕｍ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ

钒是一种高熔点、无磁性、高强度、高粘度的光亮金属和超高硬度的金属材料，钒钢具有高强度、耐磨性和耐腐蚀性，钒还可用作催化剂、陶瓷染料和显影剂，作为重要的战略资源，钒被广泛应用于冶金、国防、化工、等领域，林业、渔业、机械制造、电子、汽车、铁路、造船、轻工等行业。

也很高。从钒钛烧结中回收硅酸铁是一个比较复杂的问题，

因此从钒钛烧结中回收氧化铁是一个比较复杂的问题。与钛烧结矿提钒率较低相比，硅铁含量降低，钒钛球团回收氧化铁的效率提高。

2 高炉外部因素对提钒系数的影响

1 高炉提钒系数的影响

在钛钒铁冶炼过程中，提高了氧化铁的回收率。为了提高氧化铁的回收率，必须改善钛的冶炼条件。而钒的冶炼速度取决于反应温度、炉压、矿石粒度和粒度。在从矿物材料中提取气体和固体的过程中，加速了化学反应和分散。同时，随着高炉温度的升高，氧化物分子的数量也会增加，有利于回收氧化铁，提高氧化钒的提取率，由于氧化钒的回收，高炉内的煤气压力是一定的。如果煤气压力过高，电炉内的煤气压力将达到最大值。这将导致从高炉物料中提取氧化物，影响高炉的冷却和钒钛的冶炼过程，从而影响系数。从钒铁冶金钛中提取氧化钒通常用于固定粒度的钒铁冶炼，但粒度的大小直接影响氧化铁的提取率，从而影响氧化钒的提取率。建议减小粒径。为了增加被提取氧化物与颗粒的接触面积，加速被提取氧化物的分散，高炉用矿可达到10mm~15mm；减少氧化物的提取时间，提高氧化物的提取率。矿石颗粒的还原将提高氧化铁的提取率，从而促进氧化钒的回收。在高炉中，矿石原料通常由球团组成。钒钛烧结矿氧化亚铁中钒、钒钛含量很高，氧化亚铁中硅酸铁含量

钒钛颗粒比率由钒钛颗粒比率决定。钒钛冶炼过程中，

高炉温度和颗粒温度由钒钛球团比决定。高炉使用的矿物材料成分很低。因此，只有在以下条件下才能提高氧化物的提取效率：如果矿料发生变化，随着钒钛用量的增加，氧化铁的回收率提高，钒钛矿在高炉中的分布与钒钛球团的分布成正比。提高钒钛矿的比重可以改善钒钛的冶炼条件，提高钒氧化物的提取率。硅和钙是主要矿物，高钛渣的成分占主导地位。增加渣组中二氧化钛的含量可降低其比例。由于二氧化钛用量的增加，在一定程度上影响了钒氧化物的分散速度，高炉渣的碱度直接影响到钒氧化物的提取，因此氧化钙和二氧化钛的形成是化学反应的结果。钛酸钙是一种高熔点的固体材料，随着钛中钙含量的增加，钒氧化物的萃取系数降低了渣的流动性。

3 高炉提钒系数影响因素分析

3.1 控制炉温

钒的还原是一种吸热反应，提高炉温有利于降低炉渣中V2O的含量，提高铸铁中钒的含量。另一方面，当炉温过高时，随着珠铁的去除，炉渣的浓度增加，铁损增加，金属钒含量增加，铸铁中钒含量降低，钒的回收率降低。3.2 采矿工程

炉缸中心的热量很高，保证了钒氧化物热力学和动力学的完全恢复，增加喷煤量，调整上下两部分，可以使中心流

2021年 7月上 世界有色金属

２０２１－０６收稿日期：

马剑，男，生于１９８４年，河北承德人，本科，助理工程师，研作者简介：究方向：钒化工。

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M冶金冶炼

etallurgical smelting

高炉温度由低硅低钛控制，为防止钛的过度还原，采取了特殊措施去除浓渣并活化高炉。减少渣铁在炉内的停留时间，采用合理的配比结构，在适当的限度内，通过硫的控制，可以有效地消除粘渣和铁的浪费。（4）提高钛渣脱硫能力。由于硫磷渣酸度低，高钛渣的脱硫能力远低于普通高炉渣，通过科学技术的研究，优化了合适的碱炉，降低了炉子的标准差，提高了钛渣的生产能力，改善了流动性，增强了冶炼活性，实现了炉子的活化和装填。

得到适当的发展，炉内温度分布均匀有利于钒的回收，改善

了炉内工作条件。3.3 炉渣碱度

氧化钒的还原分阶段进行，炉底的氧化钒为碱性，因此，提高炉渣的碱度可以改善炉渣的质量。3.4 原材料的等级和粒度

①由于原料的高度不稳定性，导致还原剂的缺乏或过量，从而影响产品质量和钒的回收率，给装料量的确定带来困难。②由于炉子上部用于冶炼钒铁，炉料通过搅拌进入炉子。因此，原料的大小是非常重要的。如果原料的粒度比较大，那么原料的粒度就非常重要，不同的是它们混合不均匀，回收反应不够，部分氧化钒无法回收。在严重的情况下，铁含量是非常困难的。它直接影响钒的萃取系数。3.5 合理比例尺及比例尺精度

①冶炼钒铁时，最重要的工艺参数是炉料，提高钒浸出系数的主要途径是尽量从铝中回收五氧化二钒——根据生产经验，理想的铝分配系数为1.00~1.01。配料过程中，不允许引入不合格的配料，如配料、粒度等，以减少称量过程中的人为误差。有助于提高设备性能，提高配料精度，使各种还原料混合均匀，使钒的反应得到综合回收。②内衬。熔化炉采用干密封，即密封耐火材料，密封材料不能与低熔点材料混合，粒度控制在0mm~12mm之间，振动密封。另一方面，熔渣可能会熔化很长时间，这将有助于钒沉积。③冶炼前应涂一层铁粉和铝粉，使原料反应性强，分布均匀，结果表明，表面燃烧迅速均匀，反应过程稳定，可防止局部反应引起的喷溅，减少钒的损失。

5 耐火渣对钒钛冶炼的影响

高炉冶炼钒磁体的困难，主要是由于炉渣的性质，可以

概括为三个方面：高温还原厚度的增加；过去研究者主要研究前两个问题，但现在必须注意耐火炉渣对冶炼的影响。（1）炉渣不稳定。目前钒钛熔炼炉的温度与普通矿石熔炼炉几乎相同，炉前物理温度约为1450℃，炉温约为1450℃，普通炉渣的熔炼温度约为150℃，当原料成分波动时，炉渣碱度降低，熔点升高，但在大多数情况下炉渣性能稳定。但钛渣的余热约为50℃，且不稳定。碱性易降低流动性，炉子工作不正常。钛熔剂一种非常结晶的短熔渣。在当前炉缸周围炉温水平下，容易产生冷却温度梯度，导致炉温升高。炉底厚度和炉底收缩。（2）难开渣孔。钒钛炉前开渣、出铁口冶炼困难。钛渣具有高熔点和高熔点。结晶度。由于冷却和冷却，熔渣前会有一个温度梯度，所以必须用氧气燃烧。（3）提前工作。在放钢过程中，这种炉渣将主沟与渣沟连接起来，给主沟的维护和清理带来了相当大的困难，此外，在通风孔堵塞、渣流不畅的情况下，主沟和渣沟逐渐固化并充满炉渣。一旦再次出现大流量，炉渣就会溢出，而电枪又无法放置，这种耗时的炉前操作往往无法保证钢水的及时排出，从而导致生产损失。在生产过程中，特别是从炮孔出铁的过程中，不可避免地会有一部分炉渣流入铁罐并粘附在罐壁上，形成铸铁体积逐渐减少并通过清洗去除的状态。（4）铁损。一般在砂口测得的铁水温度为1380℃~1400℃，相当于或略高于炉渣的凝固温度，由于温度较低，炉渣的过热度不稳定。在流动过程中，渣晶形成粘度梯度场可能是主要原因，在这种情况下，一些铁球在无沉积物的渣流中称重。这是铁钛渣。

4 重要技术问题

渣、铁水、铁耗高、脱硫能力低是钒钛高炉冶炼过程中的重要技术问题。

（1）残留气泡问题。在理论研究和生产试验中，确定了泡沫渣的形成机理和消除泡沫渣的措施。指出炉渣中的二氧化硫被还原为tic、饱和碳和无定形碳，产生大量CO气体，从动力学分析可以看出，泡沫炉渣会引起沸腾，形成CO气泡时会产生CO气泡。气泡的速度和稳定性达到一定程度。通过调整炉渣成分的23%~24%，降低炉渣中的硫活性，提高炉温范围内的氧压，防止汞的排放。过量还原硫醇，有效消除蒸发泡沫残渣。

（2）铁与水的结合。铁在水中的粘度是钒钛冶炼过程中的一种特殊现象，在下一阶段的生产中熔化。钢包很薄，可使用300次~400次。然而，由于在粘性锡中存在钒和钛氧化物，因此熔点较高。与出钢温度相比，下一次出钢不能进行熔炼，较厚的铁只能使用几十次。高炉的正常生产受到严重影响。在研究和解释粘锅机理的基础上，研制了粘锅熔炼用转炉和氧气燃烧器技术，彻底解决了冷扣粘锅问题。石板盖在炉颈浸出前填蜡灌砂，防止炉渣进入油底壳，增加蛭石保温铁块。

（3）去除粘渣降低铁耗。在高炉还原过程中，炉渣中的二氧化钛被还原为钛的碳氮化合物。熔化温度为29500c±50c，远高于炉内最高温度，这种材料只有几微米，但比表面积大，很难聚合。结果，渣中的铁含量增加了几十倍，粘度增加10倍，由于高温亲水胶体和网状结构的形成，

6 结语

通过科学的试验和技术，使含矿量仅占高炉总容积的

46%的钢高炉得以提升，成功地开发了强化钒钛冶炼的新工艺。采用难处理钒钛矿，高炉利用率越来越高，居国内外同类高炉之首。由于钢铁产量的增加和钢铁消费量的减少，钢铁的回收每年将增加几亿元的经济效益，提高产品质量，增加产品收入。在国内高炉上使用钒钛矿对延长高炉使用寿命具有十分重要的意义，从社会角度看也是非常有效的。

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6世界有色金属 2021年 7月上

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