第五章含钒铁水炼钢工艺及钢渣(钒渣)提钒资料
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钒及钒生产工艺第一章钒的性质及应用一、钒的性质:钒是一种十分重要的战略物资,在钢铁、电子、化工、宇航、原子能、航海、建筑、体育、医疗、电源、陶瓷等在国民经济和国防中占有十分重要的位置。
常温下钒的化学性质较稳定,但在高温下能与碳、硅、氮、氧、硫、氯、溴等大部分非金属元素生成化合物。
例如:钒在空气中加热至不同温度时可生成不同的钒氧化物。
在180℃下,钒与氯作用生成四氯化钒(VCl4);当温度超过800℃时,钒与氮反应生成氮化钒(VN);在800~1000℃时,钒与碳生成碳化钒(VC)。
钒具有较好的耐腐蚀性能,能耐淡水和海水的侵蚀,亦能耐氢氟酸以外的非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)和碱溶液的侵蚀,但能被氧化性酸(浓硫酸、浓氯酸、硝酸和王水)溶解。
在空气中,熔融的碱、碱金属碳酸盐可将金属钒溶解而生成相应的钒酸盐。
此外,钒亦具有一定的耐液态金属和合金(钠、铅、铋等)的腐蚀能力。
钒有多种氧化物。
V2O3和V2O4之间,存在着可用通式V n O2n-1(3≤n≤9)表示的同族氧化物,在V2O4到V2O5之间,已知有V3O5、V3O7、V4O7、V4O9、V5O9、V6O11、V6O13等氧化物。
工业上钒氧化物主要是以V2O5、V2O4和V2O3形式存在,特别是V2O5和生产尤为重要。
它们的主要性质列于下表:二、钒的应用三、五氧化二钒的性质V2O5是一种无味、无嗅、有毒的橙黄色或红棕色的粉末,微溶于水(质量浓度约为0.07g/L),溶液呈黄色。
它在约670℃熔融,冷却时结晶成黑紫色正交晶系的针状晶体,它的结晶热很大,当迅速结晶时会因灼热而发光。
V2O5是两性氧化物,但主要呈酸性。
当溶解在极浓的NaOH中时,得到一种含有八面体钒酸根离子VO43-的无色溶液。
它与Na2CO3一起共熔得到不同的可溶性钒酸钠。
第二章五氧化二钒生产工艺方法概述五氧化二钒生产工艺大致历经了70年,通过几代人的不断总结、探讨,已初步形成了不同的生产工艺模式。
钒及钒生产工艺钒及钒生产工艺第一章钒的性质及应用一、钒的性质:钒是一种十分重要的战略物资,在钢铁、电子、化工、宇航、原子能、航海、建筑、体育、医疗、电源、陶瓷等在国民经济和国防中占有十分重要的位置。
常温下钒的化学性质较稳定,但在高温下能与碳、硅、氮、氧、硫、氯、溴等大部分非金属元素生成化合物。
例如:钒在空气中加热至不同温度时可生成不同的钒氧化物。
在180C下,钒与氯作用生成四氯化钒(VC14);当温度超过800C时,钒与氮反应生成氮化钒(VN;在800〜1000 C时,钒与碳生成碳化钒(VQ。
钒具有较好的耐腐蚀性能,能耐淡水和海水的侵蚀,亦能耐氢氟酸以外的非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)和碱溶液的侵蚀,但能被氧化性酸(浓硫酸、浓氯酸、硝酸和王水)溶解。
在空气中,熔融的碱、碱金属碳酸盐可将金属钒溶解而生成相应的钒酸盐。
此外,钒亦具有一定的耐液态金属和合金(钠、铅、铋等)的腐蚀能力。
钒有多种氧化物。
和MC4之间,存在着可用通式VO n-i(3 <n W9)表示的同族氧化物,在V2O到V2O之间,已知有VO、VO、VO、VO、V5O、V6O i、V6O3等氧化物。
工业上钒氧化物主要是以V2O、V2C4和V2Q形式存在,特别是V2Q和生产尤为重要。
它们的主要性质列于下表:二、钒的应用三、五氧化二钒的性质V2Q是一种无味、无嗅、有毒的橙黄色或红棕色的粉末,微溶于水(质量浓度约为0.07g/L ),溶液呈黄色。
它在约670C熔融,冷却时结晶成黑紫色正交晶系的针状晶体,它的结晶热很大,当迅速结晶时会因灼热而发光。
V2O是两性氧化物,但主要呈酸性。
当溶解在极浓的NaOF中时,得到一种含有八面体钒酸根离子VQ3-的无色溶液。
它与NaCQ—起共熔得到不同的可溶性钒酸钠。
第二章五氧化二钒生产工艺方法概述五氧化二钒生产工艺大致历经了70年,通过几代人的不断总结、探讨,已初步形成了不同的生产工艺模式。
一、五氧化二钒生产工艺方法:五氧化二钒生产按冶炼方法不同可分为火法与湿法冶金:1、火法冶金:将含钒钛磁铁矿经过火法冶金处理后得到含钒铁水,再从铁水氧化出钒渣,使钒得到富集后再使用。
第五章钒材料制备原理及主要工艺5.1 钒渣5.1.1 钒渣的生产原理世界上钒铁磁铁矿冶炼,主要是用回转窑-电炉或用高炉,冶炼出含钒铁水。
含钒铁水提钒的主要任务有三:一是把含钒铁水吹炼成高含碳量的满足下一步炼钢的要求的半钢;二是最大限度地把铁水中的钒氧化进入钒渣;三是通过提钒得到适合于下一步提取V 2O 5要求的钒渣。
5.1.1.1铁水提钒过程的主要反应 铁水中元素氧化的T G -∆ϑ图吹钒过程是氧气流与金属熔体表面相互作用的过程,铁水中铁、钒、碳、硅、锰、钛、磷、硫等元素的氧化反应过程,这些元素的氧化反应进行的速度取决于铁水本身的化学成分、吹钒时的热力学和动力学条件。
气-液相间的氧化反应可用通式表示为:m/n[Me]+1/2{O 2}=1/n(Me m O n )式中 [Me]─为铁水中的组元; {O 2}─为气相中的氧气;(Me m O n )─为炉渣中的氧化物或气体氧化物; m 、n ─为化学反应的平衡系数。
反应能力的大小取决于铁水组分与氧的化学亲合力,通常称之为标准生成自由能ϑG ∆。
ϑG ∆值越负,氧化反应越容易进行。
许多资料提供了氧化物的标准生成自由能ϑG ∆与温度的方程式。
表5-1和表5-2中列出了一些元素反应的标准生成自由能和某些元素在铁液中的标准溶解自由能ϑ∆G -T 的关系式ϑG ∆=A+BT 中的A 、B 数值。
表5-1 某些反应的ϑG ∆=A+BT 关系式表5-2 某些元素在铁液中的标准溶解自由能(ϑG ∆=A+BT)注:以1%溶液为标准态,γ°I 为活度系数。
图5-1示出了铁水中各元素与氧生成氧化物的标准生成自由能ϑG ∆与温度T 的关系曲线。
图5-1 铁水中元素氧化的ϑG ∆-T 图由图5-1可见,在铁水中各元素原始活度相等和不存在动力学困难的情况下,各元素氧化的情况。
钛的氧化优先,硅和钒的氧化较慢。
同时,从图中还可以求出标准状态下铁水中某元素与碳的氧化顺序交换的温度──选择性氧化的转化温度T 转 (P CO =0.1MPa 下被固体碳还原的初始温度)。
钒铁冶炼(钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池)原创邹建新崔旭梅李俊翰教授等1 钒铁冶炼方法及特点(1)以还原剂来区分:通常分为硅热法、铝热法、碳热法三种。
(2)以还原设备区分:在电炉中冶炼的有电炉法(包括碳热法、电硅热法和电铝热法)。
不用电炉加热,只依靠自身反应放热的方法称为铝热法(即炉外法)。
(3)以含钒原料不同区分:用五氧化二钒、三氧化二钒、钒渣原料冶炼钒铁的方法。
(4)根据热源不同可分为:碳热法、电热法、电硅热法、金属热法。
不同方法,特点不同,一种是耗电能大,工序复杂,但产品质量稳定,还原剂价格低。
另一种是耗铝量大,回收率低,合金品位高,不用电能。
2 钒铁产品的牌号及成分钒铁牌号根据含钒量分为低钒铁:FeV35~50,一般用硅热法生产;中钒铁:FeV55~65;高钒铁:Fe70~80,一般用铝热法生产。
国内钒铁牌号及成分如表5.5.1,国际钒铁牌号及成分如表5.5.2。
80 FeV产品外观如图5.5.1。
(1)我国钒铁标准(GB 4139-2012)表5.5.1 我国钒铁牌号及成分标准表5.5.2 国际钒铁牌号及成分标准图5.5.1 80 FeV产品外观图5.5.2 冶炼钒铁的电弧炉3 金属热法冶炼钒铁的原理金属热法冶炼铁合金一般是用比较活泼的金属去还原比较不活泼的金属氧化物,并获得该金属与铁熔于一起,从而生成铁合金。
主要反应原理为:Me x O y+Al─→Al2O3+Me ϑH(Al)=Q kJ/mol∆298Me x O y+Si─→SiO2+Me ϑH(Si)=Q kJ/mol∆298Me x O y+Mg─→MgO+Me ϑH(Mg)=Q kJ/mol∆298Me x O y+Ca─→CaO+Me ϑH(Ca)=Q kJ/mol∆298上述Q值等于-301.39kJ时,该反应式能自发进行,反应放热能达到使炉料熔化、反应、渣铁分离的程度。
当然,要使Me的收率达到高的指标,这个值不一定是最佳的。
钒及钒生产工艺第一章钒的性质及应用一、钒的性质:钒是一种十分重要的战略物资,在钢铁、电子、化工、宇航、原子能、航海、建筑、体育、医疗、电源、陶瓷等在国民经济和国防中占有十分重要的位置。
常温下钒的化学性质较稳定,但在高温下能与碳、硅、氮、氧、硫、氯、溴等大部分非金属元素生成化合物。
例如:钒在空气中加热至不同温度时可生成不同的钒氧化物。
在180℃下,钒与氯作用生成四氯化钒(VCl4);当温度超过800℃时,钒与氮反应生成氮化钒(VN);在800~1000℃时,钒与碳生成碳化钒(VC)。
钒具有较好的耐腐蚀性能,能耐淡水和海水的侵蚀,亦能耐氢氟酸以外的非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)和碱溶液的侵蚀,但能被氧化性酸(浓硫酸、浓氯酸、硝酸和王水)溶解。
在空气中,熔融的碱、碱金属碳酸盐可将金属钒溶解而生成相应的钒酸盐。
此外,钒亦具有一定的耐液态金属和合金(钠、铅、铋等)的腐蚀能力。
钒有多种氧化物。
V2O3和V2O4之间,存在着可用通式V n O2n-1(3≤n≤9)表示的同族氧化物,在V2O4到V2O5之间,已知有V3O5、V3O7、V4O7、V4O9、V5O9、V6O11、V6O13等氧化物。
工业上钒氧化物主要是以V2O5、V2O4和V2O3形式存在,特别是V2O5和生产尤为重要。
它们的主要性质列于下表:二、钒的应用三、五氧化二钒的性质V2O5是一种无味、无嗅、有毒的橙黄色或红棕色的粉末,微溶于水(质量浓度约为L),溶液呈黄色。
它在约670℃熔融,冷却时结晶成黑紫色正交晶系的针状晶体,它的结晶热很大,当迅速结晶时会因灼热而发光。
V2O5是两性氧化物,但主要呈酸性。
当溶解在极浓的NaOH 中时,得到一种含有八面体钒酸根离子VO43-的无色溶液。
它与Na2CO3一起共熔得到不同的可溶性钒酸钠。
第二章五氧化二钒生产工艺方法概述五氧化二钒生产工艺大致历经了70年,通过几代人的不断总结、探讨,已初步形成了不同的生产工艺模式。
第五章钒材料制备原理及主要工艺5.1 钒渣5.1.1 钒渣的生产原理世界上钒铁磁铁矿冶炼,主要是用回转窑-电炉或用高炉,冶炼出含钒铁水。
含钒铁水提钒的主要任务有三:一是把含钒铁水吹炼成高含碳量的满足下一步炼钢的要求的半钢;二是最大限度地把铁水中的钒氧化进入钒渣;三是通过提钒得到适合于下一步提取V 2O 5要求的钒渣。
5.1.1.1铁水提钒过程的主要反应 铁水中元素氧化的T G -∆ϑ图吹钒过程是氧气流与金属熔体表面相互作用的过程,铁水中铁、钒、碳、硅、锰、钛、磷、硫等元素的氧化反应过程,这些元素的氧化反应进行的速度取决于铁水本身的化学成分、吹钒时的热力学和动力学条件。
气-液相间的氧化反应可用通式表示为:m/n[Me]+1/2{O 2}=1/n(Me m O n )式中 [Me]─为铁水中的组元; {O 2}─为气相中的氧气;(Me m O n )─为炉渣中的氧化物或气体氧化物; m 、n ─为化学反应的平衡系数。
反应能力的大小取决于铁水组分与氧的化学亲合力,通常称之为标准生成自由能ϑG ∆。
ϑG ∆值越负,氧化反应越容易进行。
许多资料提供了氧化物的标准生成自由能ϑG ∆与温度的方程式。
表5-1和表5-2中列出了一些元素反应的标准生成自由能和某些元素在铁液中的标准溶解自由能ϑ∆G -T 的关系式ϑG ∆=A+BT 中的A 、B 数值。
表5-1 某些反应的ϑG ∆=A+BT 关系式表5-2 某些元素在铁液中的标准溶解自由能(ϑG ∆=A+BT)注:以1%溶液为标准态,γ°I 为活度系数。
图5-1示出了铁水中各元素与氧生成氧化物的标准生成自由能ϑG ∆与温度T 的关系曲线。
图5-1 铁水中元素氧化的ϑG ∆-T图由图5-1可见,在铁水中各元素原始活度相等和不存在动力学困难的情况下,各元素氧化的情况。
钛的氧化优先,硅和钒的氧化较慢。
同时,从图中还可以求出标准状态下铁水中某元素与碳的氧化顺序交换的温度──选择性氧化的转化温度T 转 (P CO =0.1MPa 下被固体碳还原的初始温度)。
含钒钢渣提钒研究背景、意义、目的与方法研究1钒化合物性质及其应用 (1)2钒资源在我国的分布情况 (2)3 提钒工艺的发展 (3)4现行含钒钢渣提钒方法简述 (3)4.1 酸浸-碱溶法 (3)4.2 钠化焙烧提钒法 (4)4.3 钙化焙烧提钒法 (4)4.4 溶剂萃取法 (4)4.5 离子交换提钒法 (5)5研究目的和意义 (5)5.1 目的 (5)5.2 意义 (6)1钒化合物性质及其应用如果说钢是虎,那么钒就是翼,钢含钒犹如虎添翼。
只需在钢中加入百分之几的钒,就能使钢的弹性、强度大增,抗磨损和抗爆裂性极好,既耐高温又抗奇寒,难怪在汽车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部门,到处可见到钒的踪迹。
此外,钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一,有“化学面包”之称。
主要用于制造高速切削钢及其他合金钢和催化剂。
把钒掺进钢里,可以制成钒钢。
钒钢比普通钢结构更紧密,韧性、弹性与机械强度更高。
钒钢制的穿甲弹,能够射穿40厘米厚的钢板。
但是,在钢铁工业上,并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢,而是直接采用含钒的铁矿炼成钒钢。
钒的盐类的颜色真是五光十色,有绿的、红的、黑的、黄的,绿的碧如翡翠,黑的犹如浓墨。
如二价钒盐常呈紫色;三价钒盐呈绿色,四价钒盐呈浅蓝色,四价钒的碱性衍生物常是棕色或黑色,而五氧化二钒则是红色的。
这些色彩缤纷的钒的化合物,被制成鲜艳的颜料:把它们加到玻璃中,制成彩色玻璃,也可以用来制造各种墨水。
五氧化二钒的半导体性质的发现和其在光学工业中作为抗静电涂层的应用,为它的研究开辟了新纪元。
近年来,对作为功能材料的五氧化二钒的研究已经受到了广泛的重视,它的溶胶—凝胶制备技术也取得了鼓舞人心的进步。
具有层状结构的五氧化二钒凝胶膜显示出有趣的电子、离子和电化学性质,此外,五氧化二钒还具有光电导性质。
根据这些性质开展的应用研究也取得了长足的进步,例如,五氧化二钒可作为普通离子吸收基质材料、湿敏传感器、微电池、电致变色材料, 智能窗、热辐射检测材料或光学记忆材料等。
钒及钒生产工艺The final revision was on November 23, 2020钒及钒生产工艺第一章钒的性质及应用一、钒的性质:钒是一种十分重要的战略物资,在钢铁、电子、化工、宇航、原子能、航海、建筑、体育、医疗、电源、陶瓷等在国民经济和国防中占有十分重要的位置。
常温下钒的化学性质较稳定,但在高温下能与碳、硅、氮、氧、硫、氯、溴等大部分非金属元素生成化合物。
例如:钒在空气中加热至不同温度时可生成不同的钒氧化物。
在180℃下,钒与氯作用生成四氯化钒(VCl4);当温度超过800℃时,钒与氮反应生成氮化钒(VN);在800~1000℃时,钒与碳生成碳化钒(VC)。
钒具有较好的耐腐蚀性能,能耐淡水和海水的侵蚀,亦能耐氢氟酸以外的非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)和碱溶液的侵蚀,但能被氧化性酸(浓硫酸、浓氯酸、硝酸和王水)溶解。
在空气中,熔融的碱、碱金属碳酸盐可将金属钒溶解而生成相应的钒酸盐。
此外,钒亦具有一定的耐液态金属和合金(钠、铅、铋等)的腐蚀能力。
钒有多种氧化物。
V2O3和V2O4之间,存在着可用通式V n O2n-(3≤n≤9)表示的同族氧化物,在V2O4到V2O5之间,已知有V3O5、1V3O7、V4O7、V4O9、V5O9、V6O11、V6O13等氧化物。
工业上钒氧化物主要是以V2O5、V2O4和V2O3形式存在,特别是V2O5和生产尤为重要。
它们的主要性质列于下表:二、钒的应用三、五氧化二钒的性质V2O5是一种无味、无嗅、有毒的橙黄色或红棕色的粉末,微溶于水(质量浓度约为L),溶液呈黄色。
它在约670℃熔融,冷却时结晶成黑紫色正交晶系的针状晶体,它的结晶热很大,当迅速结晶时会因灼热而发光。
V2O5是两性氧化物,但主要呈酸性。
当溶解在极浓的NaOH中时,得到一种含有八面体钒酸根离子VO43-的无色溶液。
它与Na2CO3一起共熔得到不同的可溶性钒酸钠。
第二章五氧化二钒生产工艺方法概述五氧化二钒生产工艺大致历经了70年,通过几代人的不断总结、探讨,已初步形成了不同的生产工艺模式。
提钒与转炼钢工艺概述提钒与转炼钢工艺是一种用于加工和精炼钢材的工艺流程。
通过提钒工艺,钢材的含碳量得以提高,从而提高钢材的硬度和强度。
而转炼钢工艺则用于进一步减少钢材中的杂质,并调整钢材的成分和结构,以满足具体的要求。
本文将介绍提钒和转炼钢的基本概念和原理,以及相关的工艺流程和操作。
提钒工艺提钒原理提钒是指通过向钢材中添加合适的元素,使钢材中的碳含量提高,从而提高钢材的硬度和强度。
提钒过程中会有一个合适的温度范围,同时需要在氧化气氛中进行。
常用的提钒元素包括铬、钛、钒等。
提钒工艺流程提钒工艺的基本流程如下:1.准备工作:选择合适的钢材和提钒元素,准备好所需的设备和工具。
2.加热:将钢材加热至合适的温度范围,通常在800℃到1000℃之间。
加热时需要控制好加热速度和温度均匀性。
3.添加提钒元素:在加热过程中,将提钒元素逐渐添加到钢材中。
添加提钒元素的方式有多种,可以是粉末、块状或液体等。
4.搅拌和保温:在添加完提钒元素后,需要搅拌钢材以保证提钒元素均匀分布,并保持一定的保温时间,使提钒元素与钢材充分反应。
5.冷却:将经过提钒处理的钢材冷却至室温。
转炼钢工艺转炼钢原理转炼钢是指通过炼钢过程中的一系列操作,来进一步减少钢材中的杂质,并调整钢材的成分和结构。
转炼钢工艺可以改善钢材的力学性能和物理性能,提高钢材的质量和使用价值。
转炼钢工艺流程转炼钢工艺的基本流程如下:1.准备工作:选择合适的钢材和转炼剂,准备好所需的设备和工具。
2.预处理:将钢材进行预处理,去除表面的铁锈和杂质等。
3.熔融:将钢材加热至熔点以上,使其成为液体状态。
在熔融过程中,可以添加一定比例的转炼剂,如石灰石、脱硫剂等。
4.搅拌和保温:在熔融过程中,需要搅拌钢液以均匀混合转炼剂,并保持一定的保温时间,使转炼剂与钢液充分反应。
5.去除杂质:通过逐渐加大的磁场或引入气体等方式,将钢液中的杂质和气泡等逐渐移除。
6.过滤和冷却:在去除杂质后,通过过滤等方式进一步净化钢液,并将其冷却至室温。
浅析含钒钢渣湿法提钒生产工艺与发展前景 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020浅析含钒钢渣湿法提钒生产工艺与发展前景钒是一种稀有、柔软而黏稠的过渡,它的矿物形态一般与其它金属的矿物混合在一起,一般被用于材料工程中作为合金成分,把钒掺进里制成钒钢,可使钒钢结构比普更紧密、更有韧性、弹性,强度更高。
目前全球钒渣、氧化钒、钒铁的主要产地是南非、中国、俄罗斯、美国、澳大利亚、新西兰和日本等七国。
南非、俄罗斯和中国一直是三个最大的产钒国,除美国和日本从石油残渣和电厂飞灰中提取钒外,其他各国都是从矿石冶炼过程中提取钒[1]。
中国钒工业的崛起主要得益于攀枝花钒钛磁铁矿的开发利用,目前国内各工厂钒的提取工艺基本相同,均是采用钒渣钠法焙烧、多钒酸铵沉淀焙烧法生产V2O5。
具体工艺为钒钛磁铁矿原矿经选矿得到的含钒铁精矿送入烧结、炼铁工序,得到含钒铁水经提钒转炉生产钒渣(含V2O5平均15%)。
钒渣经过添加氯化钠或碳酸钠进行钠法焙烧、水浸取、多钒酸铵沉钒等过程获得多钒酸铵,最后经反射炉熔化得到片状V2O5[2]。
本文在此介绍一种钢渣提钒新生产工艺——湿法提钒工艺,并从生产工艺、资源能源利用、经济技术指标、污染物排放等方面与传统钠法焙烧工艺进行比较,分析探讨湿法提钒工艺的发展前景。
1、湿法提钒工艺概况湿法提钒工艺是以含钒钢渣为原料,而不是传统钠法焙烧生产工艺使用的经提钒转炉生产的标准钒渣,该含钒钢渣是钒钛磁铁矿经过炼钢转炉生产钢水后废弃的钢渣,该钢渣中V2O5平均含量仅为4%。
该钢渣的成分见下:湿法提钒工艺是将钢渣直接酸浸—净化—沉钒—熔化制得片状五氧化二钒,不同于传统钠法工艺需要焙烧,为了区别传统工艺,本文将该新工艺称为湿法提钒工艺。
具体工艺流程叙述如下:①含钒钢渣预处理含钒钢渣经原料预处理,磨细达到所需粒径并除去所夹带的铁后,送入酸浸工段。
②酸浸酸浸工段是该生产工艺的核心。
钒渣生产原理(钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池)原创邹建新崔旭梅教授等1 钒渣生产方法简介提钒原料有钒钛磁铁矿、石煤等。
要从钒钛磁铁矿中回收钒,首先需将钒钛磁铁矿在高炉或电炉中冶炼出含钒铁水。
含钒铁水提钒的主要任务有以下几方面:⑴把含钒铁水吹炼成满足下一步炼钢要求的高碳含量的半钢;⑵最大限度的把铁水中钒选择性氧化进入到钒渣中;⑶得到的钒渣能作为下一步提取五氧化二钒的原料。
提钒的方法很多,但有些方法已经被淘汰(如雾化提钒)。
目前世界上铁水提钒的方法主要有四种:⑴摇包提钒(南非海威尔德用);⑵铁水包提钒(新西兰);⑶空气底吹转炉提钒(俄罗斯丘索夫);⑷氧气顶吹(复合吹炼)转炉提钒(俄罗斯下塔吉尔和中国攀钢、马钢、承钢)。
钒钛磁铁矿的火法提钒工艺流程图如图5.1.1所示。
图5.1.1 火法提钒工艺2 转炉提钒的主要化学反应转炉提钒过程:转炉提钒是氧射流与金属熔体表面相互作用,与铁水中铁、钒、碳、硅、锰、钛、磷、硫等元素的氧化反应过程。
这些元素氧化反应进行的速度取决于铁水本身化学成分、吹钒时的动力学条件和热力学条件。
转炉提钒中的化学反应:转炉提钒就是利用选择性氧化的原理,采用高速氧射流在转炉中对含钒铁水进行搅拌,将铁水中钒氧化成稳定的钒氧化物,以制取钒渣的一种物理化学反应过程。
在反应过程中,通过加入冷却剂控制熔池温度在碳钒转化温度以下,达到“去钒保碳”的目的。
元素的氧化反应可用以下通式表示:m/n[Me]+1/2{O 2}=1/n(Me m O n )式中 [Me]─为铁水中的组元;{O 2}─为气相中的氧气;(Me m O n )─为炉渣中的氧化物或气体氧化物,m 、n ─为化学反应的平衡系数。
V 的氧化主反应为:2/3 [V] + 1/2 {O 2} =1/3 (V 2O 3) 2/5 [V] + 1/2 {O 2} =1/5 (V 2O 5) 1/3 (V 2O 3) + 1/2 {O 2} = 1/5 (V 2O 5)其他杂质的氧化副反应为:1/2 [Si] +1/2 {O 2}=1/2 (SiO 2) [Ca] +1/2 {O 2} = (CaO) [Mn] + 1/2 {O 2} = (MnO) [Fe] + 1/2 {O 2} = (FeO) 2(FeO) + 1/2 {O 2} = (Fe 2O 3)(C) +{O 2} ={CO 2}反应能力的大小取决于铁水组分与氧的化学亲合力,即标准生成自由能θG ∆。