DE905321C - Verfahren zur Aufarbeitung von Vanadinschlacken - Google Patents

Description

• Verfahren zur Aufarbeitung von Vanadinschlacken Der unmittelbaren metallurgischen Verwendung von Vanadinschlacken, wie sie bei der Oxydation vanadinhaltigen Roheisens gewonnen werden, steht ihr meist hoher Phosphorgehalt entgegen. Bei der unmittelbaren Reduktion. :dieser Schlacken würde ihr Phosphorgehalt vollständig in die Reduktionserzeugnisse übergehen und sie als Träger des Vanadins für Legierungszwecke nahezu wertlos machen, da je Einheit des in dieser Form den Stahlschmelzen zugesetzten Vanadins eine untragbare Steigerung des Phosphorgehaltes der Stähle eintreten würde. Diese Schlacken bedürfen daher vor ihrer Verwendung als Vanadinträger einer besonderen Aufarbeitung, die in metallurgischen und/ oder chemischen Maßnahmen besteht und das Ziel hat, aus ihnen phosphorarme und vanadinreiche Erzeugnisse zu gewinnen. Metallurgisch kann die Trennung des Vanadins der Schlacken vom Phosphor z. B. dadurch erfolgen, daß die Schlacken bei Gegenwart von metallischem Eisen und anderen milden Reduktionsmitteln unter Zusatz von viel Kieselsäure geschmolzen werden. Dabei würde der Phosphor in die Eisenschmelze übergehen, das Vanadin aber zur Hauptmenge in -der Schlacke verbleiben, allerdings stark verdünnt durch die hinzugetretene Kieselsäure, die ihrerseits die spätere Reduktion des Vanadins erschweren würde. Zu bemerken ist dazu, daß sehrkieselsäurereiche vanadinhaltige Schlacken sehr hoch schmelzen. Die chemischen Verfahren der Aufarbeitung der Vanadinschlacken gründen sich darauf, daß die Vanadinverbindungen der Schlacken zunächst durch oxydierendes Rösten mit Kochsalz und%der bei 60o bis 90o° in lösliche Alkalivanadate übergeführt werden können. Aus den Laugen .des Röstgutes wird durch Säurezusatz die Vanadinsäure gefällt. Diese chemischen Verfahren haben den Nachteil, daß die Röstung nicht immer die Gesamtmenge des Vanadins in die lösliche Form überführt, so daß der Röstprozeß wiederholt werden muß. Außerdem kann die Fällung der Vanadinsäure, die ein für die spätere aluminothermische Reduktion geeignetes, nicht zu lockeres Erzeugnis mit höherem Schüttgewicht liefern muß, erhebliche Schwierigkeiten bereiten.
• Demgegenüber hat das im folgenden zu beschreibende neue Verfahren -den besonderen Vorteil, daß es die Schmelz- und Röstprozesse und auch die Fällung der Vanadinsäure nicht benötigt und ein Erzeugnis mit hohem Vanadingehalt und sehr geringem Phosphorgehalt bei hohem Schüttgewicht liefert, das überdies auch noch erheblich geringere Kieselsäuregehalte als die Ausgangsschlacke aufweist und daher unmittelbar als Zuschlagstoff im Elektroofen oder aber als Ausgangsstoff für die aluminothermische oder silikothermische Gewinnung vanadinreicherLegierungen geeignet ist. ImGegensatz zu den bisher angewendeten chemischen Verfahren, die eine Anreicherung des Vanadins in den Laugen anstreben, wird durch das vorzuschlagende Verfahren das Vanadin in den ,Schlacken zurückgehalten und der Phosphor von ihm durch Laugen getrennt. Das Verfahren beruht auf dem Grundgedanken, daß die in den Vanadinschlacken enthaltenen Phosphate und Silikate des Kalziums, des Mangans und des Eisens von Säuren, wie Schwefelsäure, Salzsäure und Salpetersäure,:sehr leicht gelöst, die spinellartigen Verbindungen des Vanadins (Fe o - V2 03 und Mn O - V2 0,3) , die in solchen Schlacken vorliegen, hingegen nur sehr wenig von diesen Säuren angegriffen werden sollten, so daß durch Behandeln der Schlacken mit solchen Säuren notwendig eine starke Anreicherung des Vanadins im Rückstand und eine Verarmung desselben an Phosphor, Eisen. Mangan und Kieselsäure eintreten sollte.
• >`'ber den Erfolg dieser Arbeitsweise unterrichten die folgenden Ergebnisse. Eine Vanadinschlacke mit 6,5 0/0 V, 3,03 0/0 P, 12,2 0/0 S i 02, 21,1% Fe, 3560/0 Mn und 8,9% CaO lieferte nach der Behandlung mit Salpetersäure ein Vanadinkonzentrat mit 17,2'/0- V, 0,033 0/a P, 2,9'/0- S'021 23,70/0 Fe und 16,5 % Mn. Im Rückstand wurden 94.% des mit der iSchlacke eingebrachten Phosphors entfernt. Aus dem Rückstand läßt sich durch Reduktion eine sehr vanadinreiche Legierung erzeugen. So wurde durch Reduktion mit Kohlenstoff eine Legierung mit .25.11% V, °,o72 % P, 18,9 0/a Mn, 33,60/a Fe und 8,350/a C erzielt. Auf aluminothermischem Wege würde sich eine entsprechende kohlenstoffarme Legierung ergeben.
• Eine andere Van.adinschlacke mit 10,35'9/0 V und 8,q.10/.2 P liefert durch Laugen mit Salpetersäure einen vanadinreichen Rückstand mit 22;8°/o V und 0,17°/o P, durch Laugen mit Salzsäure einen solchen mit 21,8 % V und o,15 0I.2.2 P und durch Laugen mit Schwefelsäure einen solchen mit 22,5 % V und o,17 % P bei einem Ausbringen über 98 % des in .der Schlacke enthaltenen Vanadins und Entfernung von etwa 99 % des Phosphors.
• Voraussetzung für den Erfolg der Laugung ist, daß die in der Schlacke enthaltenen iGranalien vor oder nach dem Mahlen weitgehend entfernt werden, da diese Granalien, besonders wenn sie sehr phosphorreich sind, von iden@:S'äuren nur wenig angegriffen werden und einen zu hohen Phosphorgehalt des Rückstandes bedingen würden. Weiterhin ist erforderlich, daß das Vanadin in den Schlacken in der Form der Verbindung des Vanadinoxyds V203 vorliegt. Das in -höherer Oxydstufe vorliegende Vanadin würde von den Säuren gelöst werden. Diese letzte Bedingung ist aber durch, geeignete metallurgische Maßnahmen bei der Herstellung .der Schlacken zu erfüllen, .die darin bestehen müßten, daß ihr Gehalt an-.hochbasischen Oxyden wie CaO und Alkalien ziemlich gering bleibt oder durch Kieselsäure unwirksam gemacht wird und eine Überoxydation vermieden wird. In ,Schlacken, die das Vanadin in höherer Oxydstufe enthalten, können die schlecht löslichen Verbindungen des Oxyds V2 03 durch Erhitzen unter Zusatz von metallischem Eisen, Eisenoxyden und/oder Kieselsäure unter schwach reduzierenden Bedingungen gebildet werden.
• In durchaus ähnlicher Weise können auch vanadinreiche phosphorhaltige Erze aufgearbeitet werden, indem das Vanadin zuvor durch eine geeignete Zumischung von Eisenoxyden und schwach reduzierendes Glühen in dieVerbindungen des Oxyds V203 übergeführt wird, die beim Herauslösen der Phosphate durch Säuren nicht angegriffen werden.
• Auch phosphorhaltige Manganerze oder .manganreiche phosphorhaltige Schlacken können auf diese Weise entphosphort werden, da die Manganoxyde nur zum Teil von den Säuren gelöst werden. So zeigte sich, daß aus einem Gemenge aus Manganoxyden und Phosphorit der Phosphor völlig durch Salpetersäure .entfernt werden kann, ohne daß größere Anteile der Manganoxyde gelöst werden.
• Da das Chromoxyd Cr2 03 und seine Verbindungen wie Fe 0 # Cr. O. sich dem Vanadinoxyd V2 03 und seinen Verbindungen sehr ähnlich verhalten, können nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren der Auslaugung mit,Säuren auch chromhaltige Erze und Schlacken vom Phosphor befreit werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Entphosphorung, Anreicherung und metallurgischen Verwendung von Vanadinschlacken, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacken im feinkörnigen Zustand mit Säuren, wie iSalzsäure, Salpetersäure und Schwefelsäure, behandelt und die entphosphorten und an Vanadin angereicherten Rückstände unmittelbar zu Vanadinlegierungen reduziert oder mit oder ohne Zugabe von Reduktionsmitteln zu Stahlschmelzen gegeben werden. a. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß in Vanadinschlacken oder -erzen, in denen das Vanadin in einer in Säuren löslichen Form vorliegt, durch Glühen mit Kieselsäure. Eisenoxyden, metallischem Eisen und/oder anderen Reduktionsmitteln, wie Kohlepulver, das Vanadin in die in Säuren wenig löslichen Verbindungen .des Oxyds V203 übergeführt wird. 3. .Anwendung des Verfahrens nach Anspruch t zur Entphosphorung von Manganerzen oder manganreichen phosphorhaltigen Schlacken sowie chromhaltigen Erzen oder Schlacken.