CN1752237A - 一种含钒钢渣中钒的富集方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含钒钢渣中钒的富集方法，属于冶金渣综合利用技术领域。该富集方法包括以下步骤：在含钒钢渣中加入渣量5－16％的一种或几种以下添加剂：SiO2、Al2O3、莫来石(3SiO2·2Al2O3)，在大气氧位或高于大气氧位条件下熔化处理，然后冷却、保温后，将含钒钢渣取出，在空气中淬冷。该富集方法使含钒钢渣中弥散分布的钒80％以上转移到一个富含钒的新相中富集，并结晶析出，得到富钒相品位的富钒相，有利于钒从钢渣中的分离、提取。该富集方法工艺简单、成本低、钒的富集度高，具有较大的经济社会效益。

Description

一种含钒钢渣中钒的富集方法
技术领域：
本发明属于冶金渣综合利用技术领域，具体涉及一种含钒钢渣中钒的富集方法。
背景技术：
世界上已探明的钒资源储量有98％共生于钒钛磁铁矿。中国攀西地区，安徽马鞍山，河北承德在采用钒钛磁铁矿冶炼铁，部分被还原进入铁水中，而进入铁水中的钒在炼钢过程中大部分转入钢渣中，形成含钒量(以V2O5计)在2-4％的含钒钢渣。含钒量低的含钒钢渣数量巨大，不仅含钒品位低、且钒弥散分布于多个矿物相中；含钒相物相组成复杂、嵌布粒度细小，因此直接对其进行选矿、冶炼的技术难度大、成本高，且难以大宗量进行处理。
目前利用含钒钢渣生产钒或V2O5的主要方法有火法-湿法流程和湿法-火法流程两种。前一种方法是将低钒铁水直接炼钢所得的钢渣经烧结配料再返回高炉富集，炼出的高钒铁水经转炉吹钒而得到V2O5品位较高的富钒渣，此高钒渣可用湿法制取V2O5。该方法最大缺点是在富集钒的同时也富集了磷，导致高钒铁水及由此吹出的钒渣和冶炼出的钒铁合金的含磷量升高；或者将含钒钢渣经过筛分、磁选后配入NaCl和Na2CO3等钠盐。在回转窑中于750-850℃氧化焙烧，冷却后采用碳酸化浸出进行提钒，该方法的缺点是钠盐消耗量，能耗较高，钒收得率低。后一种方法是用工业硫酸直接处理含钒钢渣，形成粗钒，再用碱浸，得到多钒酸铵，然后用固定床或流化床进行焙烧；其缺点是生产设备庞大，占地面积大，工艺流程长，金属钒回收率低，酸、碱耗量大，焙烧时产生大量酸性气体，环境污染严重，生产效率低，产品成本高。
发明内容：
本发明针对上述现有技术存在的问题，提供一种含钒钢渣中钒的富集方法，以利于钒从钢渣中的分离、提取。本发明所指含钒钢渣为含钒铁水经转炉冶炼后所剩的渣体，含钒品位较低(含2-4％V2O5)、钒弥散赋存于多个矿物相的钢渣。
本发明中所提供的含钒钢渣中钒的富集方法包括以下步骤：
(1)向含钒钢渣中加入渣量5-16％的一种或几种以下添加剂：SiO2、Al2O3、莫来石(3SiO2·2Al2O3)。
(2)在大气氧位或高于大气氧位条件下，以3-5℃/min升温速率升至1500-1550℃进行熔化处理30min；然后以0.5-5℃/min的冷却速率冷却到1250-1300℃，进行保温，保温时间在30-300min。
(3)保温结束后，将含钒钢渣取出，在空气中淬冷。
经以上富集方法处理后的含钒钢渣中80％以上的钒已经富集进入一个富钒相中。含钒钢渣中钒的富集度的计算方法如下：
Figure A20051009496300041
富钒相中钒的品位，w(V2O5％)，是以富钒相中V2O5的百分含量计算。
该方法的工艺原理如下：
(1)在大气或高于大气氧位条件下，对含钒钢渣进行熔化、改性、缓冷处理，使渣中多价态赋存的钒，绝大部分统一到+5价，实现价态的统一，便于其易于转移至同一渣相。
(2)添加一种或几种以下添加剂SiO2，Al2O3，莫来石(3SiO2·2Al2O3)，在高温熔化条件下达到了对含钒钢渣的改性，降低了含钒钢渣的碱度
Figure A20051009496300042
这样，渣中钒的绝大部分以[VO4 3-]形式与[PO4 3-]固溶，形成一个固溶的含钒富集相。
(3)添加一种或几种以下添加剂：SiO2，Al2O3，莫来石(3SiO2·2Al2O3)的含钒钢渣熔融并保温，使钢渣与添加剂能够达到成分均匀，然后进行冷却、保温，使富钒相在含钒钢渣中能够析出。
本发明的优点是通过添加一种或几种以下添加剂SiO2，Al2O3，莫来石(3SiO2·2Al2O3)，并在大气或高于大气氧位条件下熔融和冷却固化，将钢渣中弥散分布、无法大宗量直接经济有效分离的钒，富集到含钒的富钒相中，钒的富集度达80％以上，富钒相中钒的品位达到12-20％，获得可用物理方法进行大宗量分离并利用的富钒相。该富集方法工艺简单、成本低、钒的富集度高，具有较大的经济社会效益。
具体实施方式：
实施例1：为实际的含钒钢渣，其组分为：39.2％CaO，29.4％Fe2O3，13.3％SiO2，5.2％Al2O3，4.7％MgO，3.6％V2O5，2.5％P2O5，0.9％TiO2，1.2％MnO。添加16％渣重的Al2O3，在大气氧位下于1530℃熔化30分钟，然后以3℃/min速度冷却到1250℃下保温120min，空气中淬冷凝固后，渣样切割并磨片，经扫描电镜和能谱分析，钒的富集度达到87.5％，富钒相中钒的品位为20％。
实施例2：为实际的含钒钢渣，其组分为：39.2％CaO，29.4％Fe2O3，13.3％SiO2，5.2％Al2O3，4.7％MgO，3.6％V2O5，2.5％P2O5，0.9％TiO2，1.2％MnO。添加5％渣重的SiO2，在大气氧位下于1530℃熔化30分钟，然后以3℃/min速度冷却到1250℃下保温120min，空气中淬冷凝固后，渣样切割并磨片，经扫描电镜和能谱分析，钒的富集度达到86.5％，富钒相中钒的品位为12％。

Claims (2)

1、一种含钒钢渣中钒的富集方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)向含钒钢渣中加入渣量5-16％的一种或几种以下添加剂：SiO2、Al2O3、3SiO2·2Al2O3；
(2)在大气氧位或高于大气氧位条件下，以3-5℃/min升温速率升至1500-1550℃进行熔化处理30min；然后以0.5-5℃/min的冷却速率冷却到1250-1300℃，进行保温，保温时间在30-300min；
(3)保温后，将含钒钢渣取出，在空气中淬冷。
2、根据权利要求1所述的一种含钒钢渣中钒的富集方法，其特征在于所述的含钒钢渣为含钒铁水经转炉冶炼后所剩的渣体。
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