钒渣提钒研究现状及发展趋势

钒是一种重要的稀有金属元素,广泛应用在国民经济的诸多重要领域。文中结合国内外的研究现状,对钒渣提钒的研究现状及发展趋势进行综述。目前,钒渣提钒已成为钒冶金领域的研究热点。钒渣提钒的方法可归纳为:钠化氧化焙烧提钒、钙化氧化焙烧提钒、无盐氧化焙烧提钒、无焙烧加压浸出、熔融态钒渣直接氧化提钒、基于过程强化的钒渣提钒和提钒尾渣的综合利用。钒渣提钒最重要的发展趋势是提钒的高效化、提钒的绿色化、提钒废液和尾渣的循环利用以及高值利用。     

熔融钒渣直接提钒新工艺

现行钒渣焙烧工艺中的钒渣高温物理热被浪费,对"熔融钒渣直接氧化钠化提钒"新工艺的可行性进行分析,并进行实验室模拟试验。结果表明,新工艺条件下,试验过程中熔融钒渣流动性良好,焙烧后钒渣水浸率为50%～80%,焙烧后钒渣中的钒主要以偏钒酸钠的形式存在。新工艺是合理可行的,具有工业生产价值。     

熔融钒渣直接氧化钠化提钒新工艺研究

针对现行钒渣焙烧工艺中存在的钒渣高温物理热的浪费问题,提出“熔融钒渣直接氧化钠化提钒”新工艺.在现行工艺基础上,对新工艺进行了热力学和动力学的计算与分析,最后进行了新工艺的实验室模拟试验.研究结果表明:新工艺条件下,钒渣在反应过程中热量充足会保持良好的熔融状态;新工艺的动力学条件明显优越于现行工艺;实验室试验结果验证了新工艺的可行性,在供氧充足,Na2CO3用量为20％～30％的条件下,钒渣氧化率约为90％,钒浸出率在82％以上.     

钒渣熔融法与焙烧法提钒对比研究

为了实现钒渣熔融法提钒新工艺最大限度的钒回收,在实验室条件下对钒渣熔融法提钒和焙烧法提钒进行了对比试验研究。结果显示:熔融法提钒时钒渣浸出率比焙烧法偏低,XRD分析显示熔融法处理得到的熟料氧化程度较低。分析得知,温度过高、氧化时间较短是导致这一结果的主要原因,在此基础上对熔融法试验进行改进,通过降低吹氧时的温度,延长吹氧时间,使浸出率达到了焙烧法提钒的水平。     

钒渣提钒工艺过程钒铬分离现状及展望

介绍了钒渣提钒工艺过程钒铬的分离回收现状,分析了现行钒铬分离回收工艺的优缺点。结合钒铬分离回收研究取得的最新进展,指出钒渣提钒工艺改进的方向是在获得钒铬合格产品的同时,实现主要化工原料及水在工艺过程的循环利用,进一步节能减排。     

钒渣空白焙烧高效清洁提钒技术

针对现有钒渣焙烧提钒工艺中存在焙烧温度高、炉窑结圈、转浸率低、产生大量氨氮废水等问题,研究了钒渣空白焙烧过程钒尖晶石相的氧化过程及机理,得出结论：钒铁尖晶石相在600℃以后即可完全氧化分解,钒渣经过750℃以上的温度一次焙烧后钒转化率＞95％.通过钒渣NaOH水热碱浸实验,在180℃碱浸2h条件下可以使钒浸出率达到95％以上.在空白焙烧-水热碱浸过程中,无有害气体及废水排放,属于高效清洁提钒生产技术.     

雾化钒渣与钠化钒渣混合焙烧提钒用钠半工业试验

本文阐述了将钠化渣作为雾化渣水法提钒工艺中的一种钠盐添加剂,在用雾化渣水法提钒同时,解决了钠化渣直接水浸提钒时遇到的诸项难题,混合焙烧提钒收钠工艺中,钒平均转化率可达95.30％,浸出后残渣含钒<0.7％,钠化渣中的Na_2O100％起到NaC_2O_3在钒焙烧中的作用。本工艺流程中,磨矿顺利,混料均匀,水法提钒净化工艺简便,便于现有铁合金厂钒车间推广应用。     

从钒渣中提取钒的工艺研究进展

钒渣是钒钛磁铁矿转炉炼钢过程的副产品，是钒的重要二次资源。目前，从钒渣中提钒以钠化焙烧—水浸和钙化焙烧—酸浸工艺为主；此外，还有很多新型提钒工艺，包括低温钠焙烧法、空白焙烧法、复合焙烧法、亚熔盐焙烧法、微波焙烧法、无焙烧加压酸浸法、微生物法、机械活化酸浸法、电场强化酸浸法等。综述了从钒渣中提钒工艺的研究进展，总结了各工艺的优缺点，指出了清洁高效、低成本可循环是未来钒渣提钒工艺的发展方向。     

钒渣空白焙烧清洁提钒工艺探讨

针对现有钒渣提钒工艺成本高、固废量大的问题,提出钒渣空白焙烧—碳酸化浸出制备氧化钒新工艺,重点研究了空白焙烧、碳酸化浸出工艺条件。结果表明,钒渣在860～900℃空白焙烧后,钒主要以Mn_2V_2O_7、Mg_2V_2O_7形式存在;熟料在碳酸氢钠浓度158 g/L、浸出温度95℃、浸出时间120 min等条件下浸出,钒转浸率为90.49%～92.12%;浸出液经偏铝酸钠除硅、碳酸氢铵沉钒制备的五氧化二钒产品符合质量标准YB/T 5304—2017的要求。设计的工艺路线可实现钠、氨介质的循环利用,具有工艺成本低、固废少等特点。     

钒铬渣氧化钙化焙烧-酸浸提钒实验研究

通过计算钒铬渣氧化钙化焙烧的反应Gibbs自由能,对其过程进行理论分析,结果表明,钒铬渣氧化钙化焙烧过程生成钒酸钙要比生成铬酸钙在热力学上更有优势,可以控制一定的工艺条件,使钒铬渣中V先提取出来,达到V与Cr分离的目的。通过对钒铬渣氧化钙化焙烧-酸浸工艺的正交实验研究,探讨钙化时间、氧化时间、钙比和焙烧温度对V、Cr转浸率的影响;结果表明,影响V转浸率的因素按主次排序依次是:钙比焙烧温度钙化时间氧化时间。进一步采用单因素实验研究了钙比和焙烧温度对V、Cr转浸率的影响;结果表明,适宜的优先提钒工艺参数为:焙烧温度1 000℃,钙比1.2,氧化时间2h,钙化时间2h,在此条件下V转浸率可达85.76%,Cr转浸率为14.61%。     

石灰石替代石灰作炼钢造渣原料节能减排估算

对比分析了石灰石造渣炼钢工艺相较于现行石灰造渣炼钢工艺的节能减排环节,采用IPCC提供的排放因子法计算了每个环节的节能减排量,结果表明,石灰石造渣炼钢工艺较现行工艺节省能耗18.32kg(标煤)/t(钢),相当于减排45.80kgCO2/t(钢);减排粉尘量约5.34g/t(钢),SO2约14.15g/t(钢)、NOx约70.77g/t(钢),减排可致灰霾颗粒物127.39g/t(钢)。     

降低提钒脱硫炼钢钢铁料消耗工艺优化

为了降低炼钢全流程钢铁料消耗,结合西昌钢钒炼钢厂装备及工艺条件,在提钒工序提出低硅质量分数铁水采用石英砂调渣、优化供氧制度等工艺改进措施以降低钒渣TFe的质量分数;在脱硫工序提出优化脱硫剂w(CaO)/w(Mg)质量分数比以减少脱硫渣量及喷溅;在转炉炼钢工序提出优化转炉终点温度和终点碳质量分数以降低转炉渣TFe质量分数。通过工艺改进措施的实施,钒渣TFe质量分数由28.59%下降到26.72%,脱硫铁损的质量分数由2.94%下降到2.63%,转炉渣TFe的质量分数由20.09%下降到19.00%。炼钢全流程钢铁料消耗由2015年12月的1 112.73降低到2016年4月的1 107.55kg/t,达到国内同类型企业中的先进水平,取得了巨大的经济效益。     

IDE冲渣水系统在5800m3高炉中的应用

在当前国家大力实施环境保护与节能减排的政策下,如何将炉渣回收利用获得经济和环境双重效益是渣处理的一个重要内容。介绍了一种环保型的渣处理系统IDE,该渣处理系统工作可靠、投资低、适应能力强、即使在渣量大于8t/min的情况下也能获得较好的水渣质量、同时冲渣水系统的冲渣冷凝水全部循环、基本无废水及有害蒸汽排放。并以某钢厂5800m3高炉为例,介绍了IDE渣处理系统工艺流程、冲渣水系统主要设备及其技术特点。     

炼铁系统能耗和成本的集成优化及分析

炼铁系统是钢铁生产流程中至关重要的一环.基于物质与能量守恒规律和反应动力学,结合系统节能的理论和混合整数线性规划方法,建立了炼铁系统(烧结、球团、高炉工序)能耗-生产成本集成优化模型,采用企业实际数据验证了其有效性,并获得了目标下各工序最优配料和操作参数.结果表明,综合考虑能耗和成本进行多目标优化时,铁水能耗和成本分别...     

N1923萃取钒渣无焙烧浸出液中钒的实验探究

针对传统提钒技术中焙烧段能耗巨大和污染严重等问题,提出了用钛白废酸为浸出剂,无焙烧加压浸出钒渣的新工艺.通过正交设计实验及单因素实验考察 N1923 对此工艺体系中浸出液中钒萃取的状况.正交试验结果表明,常温下,20 %N1923-5 %仲辛醇-75 %磺化煤油体系中,水相初始 pH=1.4,水相有机相体积比（V_A/V_O）=1:3,萃取时间为 2 min 时,钒单级萃取率可达 77.69 %以上,经 4 级逆流萃取,钒总萃取率达 99.9 %,并与杂质元素分离效果明显.      

提钒转炉溅渣护炉试验研究

溅渣是提高转炉炉龄最有效的技术,但由于钒渣与钢渣成分差异较大,溅渣护炉技术尚未在提钒转炉上得到应用.为解决提钒转炉炉衬侵蚀严重的问题,对改性钒渣溅渣进行了研究.结果表明,通过改性可以达到调整钒渣状态的目的.改性后的钒渣具有良好的溅渣性能,溅渣后炉厚增加10 mm以上.改性钒渣中w(CaO)可控制在3％ 以下,对钒渣和半...     

Experimental study on slag splashing with modified vanadium slag

Slag splashing is the most effective technology to improve the furnace campaign of converter; however, due to the great difference of composition between the vanadium slag and the steel slag, the technology has not been applied in the vanadium extraction converter. To solve the serious problem of lining erosion in the vanadium extraction converter, in this paper, slag splashing with modified vanadium slag was studied. The results showed that the purpose of adjusting the state of vanadium slag can be achieved through the modification. The modified slag had good slag splashing performance. After slag splashing, the thickness of the furnace was increased by more than 10?mm. The content of CaO in the modified vanadium slag can be controlled less than 3%, and the quality of vanadium slag and semi-steel was not obviously affected. The metallic iron content in the slag was greatly reduced, which was beneficial to reduce the iron loss in the vanadium extraction process.     

钒渣物相结构及钙化焙烧相变对钒转化率的影响因素探讨

运用马弗炉焙烧钒渣得到不同温度阶段的熟料,采用偏光显微镜、扫描电子显微镜、电子探针以及能谱仪等对钒渣物相结构、形貌以及焙烧过程中物相组成变化规律等进行详细分析。通过偏光显微镜观察得出钒渣主要由钒尖晶石、金属铁、硅酸盐及钛铁矿等物相组成;通过能谱成分分析得出钒尖晶石为主要含钒物相;通过扫描电镜和电子探针观察钒渣焙烧过程形貌变化,得出钒尖晶石最终氧化分解形成铁板钛矿、氧化铁以及钒酸钙相,认为钒渣物相结构(钒尖晶石晶粒大小、硅酸盐粘结相分布和分散金属铁量的多少)、熟料中钒的存在形式、钒酸钙相的生成含量以及高熔点硅酸盐的形成等都可能会影响钒的转化率高低。     

减少转炉提钒过程碳烧损

摘要：为了有效减少了转炉提钒过程的碳烧损量,在硅钼炉内进行氧化性炉渣与铁水在不同温度下的渣金反应实验,发现炉渣与铁水的反应速率随温度的升高而加快;温度越高铁红(Fe2O3)将钒氧化到极值的速度越快,但达到极值后钒会被还原回铁水中,且还原速度也随温度的升高而提高;温度越高钒渣中的钒被铁水中碳还原的量越大。根据实验结果对转炉提钒工艺进行了优化,吹炼温度为1340～1350℃时加入冷却剂,控制较低的终点温度,在钒氧化率不降低的情况下,碳烧损率从19.39%降到17.91%、碳烧损量从0.82%减少到0.76%,有效减少了转炉提钒过程的碳烧损。     

Reduction of metals from vanadium converter slag by means of carbon and silicon

A method of alloying steel with vanadium by means of vanadium converter slag is considered. Thermodynamic analysis of the reduction of the oxides in vanadium slag during ladle treatment of the steel permits determination of the process parameters. The reduction of elements from oxides present in vanadium slag-in particular, vanadium, iron, and manganese-is evaluated in terms of the residual content of the corresponding oxides. It follows from thermodynamic calculations and experiments that, with optimal proportions of the reducing agents, relatively complete reduction of vanadium (98–99%) and iron from vanadium converter slag by carbon and silicon is possible, with limited reduction of titanium and manganese.