SE537146C2 - Metod för selektiv oxidation av en eller flera metaller frånen järnsmälta - Google Patents
Metod för selektiv oxidation av en eller flera metaller frånen järnsmälta Download PDFInfo
- Publication number
- SE537146C2 SE537146C2 SE1250469A SE1250469A SE537146C2 SE 537146 C2 SE537146 C2 SE 537146C2 SE 1250469 A SE1250469 A SE 1250469A SE 1250469 A SE1250469 A SE 1250469A SE 537146 C2 SE537146 C2 SE 537146C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- iron
- vanadium
- converter
- temperature
- oxide
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/04—Removing impurities other than carbon, phosphorus or sulfur
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/36—Processes yielding slags of special composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/5241—Manufacture of steel in electric furnaces in an inductively heated furnace
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/072—Treatment with gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/076—Use of slags or fluxes as treating agents
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B14/00—Crucible or pot furnaces
- F27B14/06—Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat
- F27B14/061—Induction furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
- F27D11/06—Induction heating, i.e. in which the material being heated, or its container or elements embodied therein, form the secondary of a transformer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
- C21B13/143—Injection of partially reduced ore into a molten bath
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/36—Processes yielding slags of special composition
- C21C2005/366—Foam slags
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B14/00—Crucible or pot furnaces
- F27B14/06—Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat
- F27B14/061—Induction furnaces
- F27B2014/066—Construction of the induction furnace
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F27D99/0001—Heating elements or systems
- F27D99/0006—Electric heating elements or system
- F27D2099/0015—Induction heating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
dar fT, och fv,03 är vanadins respektive vanadinoxids aktivitetskoefficienter. En aktivitetskoefficient mindre an ett innebar att jamviktshalten for motsvarande komponent blir hogre an i det ideala fallet och vice versa. Medan aktivitetskoefficienten for vanadin bestams av onskad kolhalt i smaltan kan slaggbildare som sanker aktiviteten for vanadinoxid tillsattas for att driva reaktionen at hoger. Sammanfattningsvis kan konstateras att en mangd termodynamiska och kinetiska faktorer har en inverkan pa den selektiva oxidationen av vanadin fran rajarn. For att namna nagra faktorer: start och slutslaggens sammansattning, temperatur och viskositet, rajarnets sammansattning och temperatur, typ av lattreducerad oxid samt tillsatsmetod. Den kraftigaste effekten kan emellertid tillmatas temperaturen, varvid bane betingelser uppnas vid en lag temperatur. Av denna anledning är det fordelaktigt att jarnsmaltans kolhalt ligger kring den eutektiska punkten vid 4,3% kol, eftersom smalttemperaturen är lagst for denna sammansattning. Om kolhalten är lagre eller hogre kravs en hogre temperatur for att allt jam skall foreligga i small form. Foretradesvis ligger kolhalten i intervallet 3,7-4,7%. For att uppratthalla onskad kolhalt i smaltbadet kan kol tillsattas i lampliga intervall eller kontinuerligt, foretradesvis med ledning av data fran en avgasanalys. Metoden kan aven anvandas till lagkolhaltiga jamsmaltor, exempelvis av den typ som anvands vid vanadinutvinning ur LD-slagg. Oxidationen av jarnsmaltan sker i en konverter varvid smaltbadstemperaturen huvudsakligen kontrolleras medelst induktionsvarmning, eftersom typ och mangd av lattreducerbar oxid dr valda for att inte resultera i en kraftig exoterm reaktion, sasom erhalles vid blasning med ren syrgas. Anordningen for induktionsvarmning kan vara av rann- eller degeltyp. FOrdelen med denna varmning är inte bara att temperaturen kan
Description
537 146 METOD FOR SELEKTIV OXIDATION AV EN ELLER FLERA METALLER FRAN EN JARNSMALTA TEKNISKT OMRADE FOreliggande uppfinning avser en metod for att selektivt oxidera en eller flera metaller frail en jarnsmalta.
UPPFINNINGENS BAKGRUND OCH TIDIGARE KAND TEKNIK Jam som framstalls genom reduktion av jammalm i t.ex. masugnar eller elektriska lagschaktugnar innehaller ett antal metalliska element som ocksà reduceras och kommer att ligga i en utspadd losning i jamet. Av dessa är vanadin och titan av sarskilt intresse. Bada metallerna har ett Mgt marknadsvarde men är ocksà ett problem i vissa jamlegeringar, dam de bildar oonskade karbider.
Ett sat att utvinna vanadin eller titan Ors genom att oxidera dessa metaller genom tillforsel av syrgas och/eller oxider. Man efterstravar att selektivt oxidera vanadin och titan utan att samtidigt oxidera *net. Oxidation av jam medfor att vanadinoxiden/titanoxiden spads ut, vilket forsvarar efterfoljande behandling for att utvinna metallerna i ren form eller som rena oxider. Oxidation av kol är aven oonskad av termodynamiska skal och i de fall man vill anvanda restjarnet for tillverkning av gjutgods.
Oxidationsprocessen i nuvarande processer genomfors normalt i en reaktor av typen skank eller konverter, dar man ror om metallen med hjalp av ett skakbord eller med injektion av gas under metallytan. Varme genereras genom att syrgas tillfors.
Reaktionsprodukterna som bildas är framfor alit oxider av jam, vanadin, titan, mangan och kisel. Oxiderna flyter upp till jambadets yta och bildar tillsammans med eventuella tillsatser en slagg.
Pa senare tid har aven vanadinutvinning ur LD-slagg ront stort intresse, framforallt i Sverige. Darvidlag reduceras i ett forsta steg den varma LD-slaggen, varvid en metallfas med hog vanadinhalt erhalles. Darefter genomfors en selektiv vanadinoxidation. I ett tredje steg reduceras den vanadinrika slaggen for framstallning av fenovanadin. En sammanfattning av metoder for att utvinna vanadin vid tillverkning av jam och stal ges i Jernkontorets rapport D 816, Recovery of vanadium from LD slag, (Ye, 2006) och i tva examensarbeten fran Lulea tekniska universitet, Vanadinutvinning ur LD-slagg, (S. 1 537 146 Jonsson, LTU 2006:127 CIV) och Selective oxidation of vanadium prior to iron and phosphorus (M. Lindvall, LTU 2006:288 CIV).
En nackdel med existerande metoder är att varme tillfors genom att framfor alit kol och jam oxideras med syre. Lokalt uppstar da hoga temperaturer, som gynnar koloxidation pa bekostnad av oxidation av vanadin och titan. Vidare blir det sv'art att reglera reaktionstemperaturen och kylmedel som skrot och jarnoxid maste ofta tillsattas. Andra nackdelar är lag vanadinhalt och hog andel fast jam i slaggen samt stank, vilket leder till lagt utbyte. Skakborden är ocksa forknippade med mekaniska problem.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Foreliggande uppfinning syftar till att losa eller atminstone reducera en del av ovanstaende problem. I synnerhet syftar uppfinningen till att forbattra utbytet for den selektiva oxidationen.
Detta syfte uppnas enligt uppfinningen genom en forbattrad kontroll av reaktionsbetingelsema. Detta astadkoms genom en metod sasom definierad i krav 1.
Enligt denna metod anvandes huvudsakligen ett oxidationsmedel som ger upphov till en endoterm reaktion eller en endast svag exoterm reaktion, varvid jarnsmaltans temperatur stalls in medelst induktionsvarmning.
All oxid tillsatts i form av lattreducerbar oxid. Foretradesvis anvands jarnmalm eller andra former av jamoxid. Varmebalansen uppratthalls med induktionsvarmning med rain- eller degelugn. Oxiden kan tillforas pa badytan eller under badytan genom injektion av jarnoxiden. Tillsats genom injektion under badytan är tekniskt nagot mer komplicerad men ger termodynamiska och kinetiska fordelar som behandlas nedan. Oxidationen av den eller de onskade metallerna kan saledes ske lokalt under optimala forhallanden.
Om FeO anvands som oxidationsmedel kan reaktionen skrivas: Me + FeO Me0 + Fe dar Me dr en metall i jarnsmaltan, sasom Cr, Mn, Si, Ti, V eller Nb och Me0 dr den bildade oxiden som aterfinns i slaggen.
DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN 2 537 146 Foreliggande uppfinning syftar till att utvinna en eller flera metaller fran en jarnsmalta genom selektiv oxidation. I enlighet med uppfinningen anvandes huvudsakligen ett oxidationsmedel, som ger upphov till en endoterm reaktion varvid jarnsmaltans temperatur stalls in medelst induktionsvarmning. Anordningen for induktionsvarmning kan utgOras av en ranninduktor, alternativt kan induktorn vara av degeltyp. Exempelvis kan en konverter med ranninduktor av den typ som är beskriven i US3971547 anvandas.
Uppfinningen är definierad i patentkraven.
Jarnsmaltan är i normalfallet ett rajarn men kan aven utgoras av en lagkolhaltig smalta erhallen exempelvis genom reduktion av LD-slagg. Haltangivelser är i det foljande gjorda i vikt % for fasta och flytande element och i volym % for gaser.
Element som garna bildar oxider sags ha hog affinitet till syre och analogt har amnen som inte latt bildar oxider lag affinitet till syre. Den kemiska reaktionen, dar ett element binder syre och bildar en oxid, gynnas av en hog aktivitet av reaktanterna, d.v.s. elementet och syrekallan, och en lag aktivitet av reaktionsprodukten (oxiden). For losningar galler att ett amne som forekommer i hog halt har hog aktivitet medan ett amne som forekommer i lag halt har lag aktivitet. Till viss del paverkar ocksa amnen i losningen varandra och aktiviteterna okar eller minskar i nagon grad beroende pa denna paverkan. Att satta aktiviteten for ett amne i losning lika med dess halt dr dock ofta en giltig approximation for utspadda losningar. Reaktionsproduktens, oxidens, aktivitet bestams aven av oxidens halt och av hur den loser sig i andra oxider. Ju enklare amnet loser sig med andra oxider i slaggen ju lagre blir amnets aktivitet. Gasers aktivitet anges nastan uteslutande som deras partialtryck.
Om syre tillfors som syrgas kan reaktionen mellan en metall och syre i en jamlosning skrivas Me +1/202 Me0 Om syret i stallet tillfors som oxid (har jarnoxid) skrivs reaktionen Me + FeO —> Me0 + Fe Nettoreaktionen kan inte ga langre an till jamvikt utan stannar upp, nar ett visst forhallande mellan halterna (eg. aktiviteterna) av Me och Me0 har uppnatts. Detta lage 3 537 146 beskrivs med en jamviktskonstant, som är unik for olika reaktioner. I exemplen ovan dar syre tillfors som syrgas galler for janaviktskonstanten K K —ame° ame.a0122 dar ame är metallens aktivitet etc. Om syre tillfors som jarnoxid galler analogt K _ aMeO'aFe aMe'aFe0 Ju lagre aktivitet av reaktionsprodukten Me0, desto langre drivs reaktionen at hoger och desto lagre blir jamviktshalten av Me.
Som oxidationsmedel kan aven overhettad vattenanga och/eller koldioxid anvandas eftersom bada dessa gaser är forknippade med starkt endoterma reaktioner. Saledes kan dessa gaser till viss del blandas med ren syrgas utan att aventyra varmebalansen.
I ovanstaende fall är metallen Me tvavard men ett antal metaller kan ha flera olika valenstal. Reaktionen med jarnoxid kan da skrivas mMe + nFe0 —> MemOn + nFe dar Me dr en metall ijärnsmältan, sasom Cr, Mn, Si, Ti, V eller Nb och MemOn ar den bildade oxiden som aterfinns i slaggen. Uttrycket for jamviktskonstanten modifieras da till ,n aMemOn "Fe am • an Me FeO I det foljande exemplet diskuteras betydelsen av nagra termodynamiska och kinetiska faktorer for den selektiva oxidationen av vanadin. Detta da det detta element är sarskilt intressant i Sverige, eftersom rajarnet fran svensk malmravara innehaller cirka 0,3% V.
De principiella overlaggningarna galler naturligtvis pa analogt salt for andra metaller Me som kan finnas i jarnsmaltan.
Vanadin kan oxideras till sh val vanadin(III)-, vanadin(IV)- som vanadin(V)-oxid beroende pa betingelserna. Fiera valenser kan forkomma samtidigt. I det foljande antas att enbart vanadin(III)-oxid bildas, eftersom vanadin huvudsakligen kan antas foreligga K= 4 537 146 som vanadin(III)-oxid i den erhallna slaggen. For enkelhets skull beskrivs enbart denna oxidation.
For oxidation av vanadin i utspadd losning av jam med hematit galler da 2V + Fe203 —> V203 + 2Fe 2 K = av2 03. aFe ,2 ull“.Fe20, Givet vissa villkor kan uttrycket for jamviktskonstanten forenklas avsevart. Det kan i detta fall antas att halten och darmed aktiviteten av jam inte forandras namnvart under reaktionens gang samt att jarnoxid i form av hematit bildar en egen fas och dammed aven den har konstant aktivitet. Under dessa forutsattningar kan jamviktskonstanten skrivas K' = av20,[%17203] av2(%V)2 Symbolen anvands for att sarskilja jamviktskonstanterna i ekvationerna ovan. I den andra likheten har vi uttryckt aktiviten for vanadinoxid som dess halt i slaggfasen, [%V2 03], och aktiviteten for vanadin som dess halt i metallfasen, (%V). Vi ser att reaktionen kan drivas langre at hoger om halten vanadinoxid i slaggen kan hallas lag.
Praktiskt sker detta sker detta genom att losa in den bildade vanadinoxiden i kiseloxid (Si02). Denna jamviktskonstant temperaturberoende.
Termodynamiska berakningar kan endast anvandas for att forutsaga hur langt en reaktion maximalt kan drivas och forutsatter att jamvikt verkligen uppnas. I verkligheten kravs ofta mycket lang tid for att na janavikt och kinetiska barriarer avgor snarare hur langt reaktioner hinner ga. I foreliggande fall forekommer reaktanter och produkter i atminstone tva separata faser (jamlosning samt minst en slaggfas). Oxidation av vanadin kan darfor endast ske i gransytan mellan fasema och ett rimligt antagande dr att reaktionshastigheten dr proportionell mot denna yta. En jamforelse av de tva foreslagna metodema for tillforsel av jarnoxid visar darfor att det yore mer effektivt injicera den i botten av reaktorn an att applicera den pa toppen.
For att uppratthalla konstant temperatur kravs att varmeforluster balanseras av tillford varme. Varmeforlusten per tidsenhet dr latt att uppskatta genom att observera hur snabbt 537 146 temperaturen avtar om ingen varme tillfors. Varme kan tillforas som reaktionsentalpier eller som elektrisk energi. I det aktuella fallet (1) 2V + 3/202 —> V203 AH = -1093kJ/mol (2) 2Fe + 3/202 —> Fe203 AH = -826 kJ/mol Reaktionerna (1)-(2) ger 2V + Fe203 —> V203 + 2FeAH = -268 kJ/mol Varme utvecklas saledes av reaktionen. Hansyn maste dock tas till att den tillforda jamoxiden kraver varme for upphettning. Temperaturhojningen fran 300 K till 1500 K kan berdknas krava 171 kJ/mol varfor den totala entalpisankningen är forsumbara 97 kJ/mol. Reaktionen kan darfor genomforas utan att oonskade lokala temperaturmaxima uppsta.r. Dock innebar det att tillforsel av elektrisk energi kravs for upprdtthallande av konstant temperatur.
Eftersom kol ocksa har affinitet for syre maste aven foljande oonskade bireaktion beaktas 3C + Fe203 —> 3C0 + 2Fe ,3 ,2 "'CO "Fe a3 'a CFe2 03 I analogi med jamviktskonstanten for vanadins reaktion med hematit kan 25 jamviktskonstanten forenklat skrivas 33 aco Pco K = — = (%C)3 For att forskjuta jamvikten at vanster finns i princip tva alternativ. Det forsta att arbeta vid sà hoga partialtryck for koloxid som mojligt. Praktiskt kan detta losas genom att antingen injicera jarnoxid langt ner i reaktorn for att oka det ferrostatiska trycket eller genom att forsluta kdrlet sà att ett Mgt tryck ovanfor badet byggs upp. Det andra altemativet är att reducera jamviktskonstanten. Eftersom densamma Aar monotont med 6 537 146 okande temperatur är det darfor fordelaktigt att operera vid sa lag temperatur som mojligt.
I beskrivningen ovan antas att vanadin i losning uppfor sig idealt, d.v.s. att dess aktivitet är lika med dess halt och oberoende av ovriga komponenter i losningen. Om sa inte är fallet maste uttrycket for jamvikten modifieras till fV203 [%V203] avMI7)2 2 dar fT, och fv,03 är vanadins respektive vanadinoxids aktivitetskoefficienter. En aktivitetskoefficient mindre an ett innebar att jamviktshalten for motsvarande komponent blir hogre an i det ideala fallet och vice versa. Medan aktivitetskoefficienten for vanadin bestams av onskad kolhalt i smaltan kan slaggbildare som sanker aktiviteten for vanadinoxid tillsattas for att driva reaktionen at hoger.
Sammanfattningsvis kan konstateras att en mangd termodynamiska och kinetiska faktorer har en inverkan pa den selektiva oxidationen av vanadin fran rajarn. For att namna nagra faktorer: start och slutslaggens sammansattning, temperatur och viskositet, rajarnets sammansattning och temperatur, typ av lattreducerad oxid samt tillsatsmetod.
Den kraftigaste effekten kan emellertid tillmatas temperaturen, varvid bane betingelser uppnas vid en lag temperatur. Av denna anledning är det fordelaktigt att jarnsmaltans kolhalt ligger kring den eutektiska punkten vid 4,3% kol, eftersom smalttemperaturen är lagst for denna sammansattning. Om kolhalten är lagre eller hogre kravs en hogre temperatur for att allt jam skall foreligga i small form. Foretradesvis ligger kolhalten i intervallet 3,7-4,7%. For att uppratthalla onskad kolhalt i smaltbadet kan kol tillsattas i lampliga intervall eller kontinuerligt, foretradesvis med ledning av data fran en avgasanalys.
Metoden kan aven anvandas till lagkolhaltiga jamsmaltor, exempelvis av den typ som anvands vid vanadinutvinning ur LD-slagg.
Oxidationen av jarnsmaltan sker i en konverter varvid smaltbadstemperaturen huvudsakligen kontrolleras medelst induktionsvarmning, eftersom typ och mangd av lattreducerbar oxid dr valda for att inte resultera i en kraftig exoterm reaktion, sasom erhalles vid blasning med ren syrgas. Anordningen for induktionsvarmning kan vara av rann- eller degeltyp. FOrdelen med denna varmning är inte bara att temperaturen kan K' = av,o, 7 537 146 kontrolleras pa ett oovertraffat bra sat utan aven att reaktionsbetingelserna aven blir vasentligt forbattrade varvid ett vasentligt forbattrat utbyte for den selektiva oxidationen kan erhallas.
Som oxidationsmedel anvands foretradesvis jarnoxid eller jarnmalm. Som tidigare namnts kan aven Overhettad vattenanga och/eller koldioxid anvandas, eftersom bada dessa gaser är forknippade med starkt endoterma reaktioner. Det är ocksa mojligt att blanda dessa gaser med syrgas forutsatt att en okontrollerad temperaturhojning inte intraffar. Av denna anledning bor syrgasmangden begransas till 50%, foretradesvis till maximalt 10% inblandning. Avsaknaden av och/eller begransningen av tillford mangd syrgas resulterar aven i en mindre haftig koloxidutveckling vilket leder till lagre kolforluster och mindre stank.
Konvertern kan vara forsedd med en eller flera injektionslansar och/eller bottendysor och/eller sidodysor for att mojliggora tillforsel av gaser och/eller fasta amnen.
Foretradesvis anvands en konventionellt keramiskt kladd injektionslans. Det är emellertid tankbart att anvanda vattenkylda lansar eller stalror av den typ som anvands for att blasa in kol i smaltbadet i elektrostalugnar. De en eller flera lansarna infors foretradesvis genom konverteroppningen. Alternativt eller som komplement dartill kan en eller flera lansar inforas genom konvertervaggen, foretradesvis snett nedat i en vinkel fran 30-60° i forhallande till konvertervaggen.
Den selektiva oxidationen kan ske i flera steg med darmed sammanhangande avslaggning och nybildning av slagg. Om rajarnet är tillverkat fran vanadin-titan magnetit kan man tanka sig att forst oxidera titan och dra av den forsta slaggen innan vanadin oxideras i ett andra steg. 8
Claims (15)
1. En metod for att selektivt oxidera en eller flera metaller fran en jarnsmalta innefattande stegen tillhandahallande av en jarnsmalta i en konverter, tillforsel av lattreducerbar oxid till jarnsmaltan for att darigenom oxidera en eller flera av nedan namnda metaller kannetecknat av att konvertern är forsedd med en anordning for induktionsvarmning medelst vilken varmebalansen i konvertern kan kontrolleras helt eller delvis.
2. Metod enligt krav 1 varvid anordningen for induktionsvarmning utgors av en ranninduktor eller är av degeltyp.
3. Metod enligt na.got av forega.ende krav varvid konvertern är forsedd med en eller flera injektionslansar och/eller bottendysor och/eller sidodysor for att mojliggora tillforsel av gaser och fasta amnen, foretradesvis en keramiskt kladd injektionslans.
4. Metod enligt nagot av foregaende hay varvid konverteroppningen är forsedd med ett lock medelst vilket konvertern kan forslutas sà att ett overtryck kan byggas upp i konvertern, varvid trycket i konvertern foretradesvis ligger inom intervallet 1-10 atm.
5. Metod enligt nagot av foregaende krav varvid de en eller flera metallerna Me är valda ur gruppen Me = Cr, Mn, Si, Ti, V och Nb.
6. Metod enligt nagot av foregaende krav varvid den anvanda latt reducerbara oxiden är en jarnoxid eller jarnmalm.
7. Metod enligt nagot av foregaende krav varvid aven syrgas och/eller koldioxid och/eller overhettad vattenanga anvands for att oxidera namnda en eller flera metaller fran stalsmdltan varvid 0-50%, foretradesvis 0-10%, av syrebehovet av utgors av syrgas.
8. Metod enligt nagot av foregaende krav varvid jarnsmaltan utgors av rajarn, foretradesvis med en kolhalt av 3,7-4,7%. 9 537 146
9. Metod enligt nagot av foregaende krav varvid kol tillsatts intermittent eller kontinuerligt for att reglera jarnsmaltans kolhalt, foretradesvis med hjalp av data fran en avgasanalys.
10. Metod enligt nagot av foregaende krav varvid jarnbadets temperatur är 1150- 1450°C, foretradesvis 1200-1380°C, mer foretradesvis 1250-1350°C.
11. Metod enligt nagot av foregaende krav varvid den selektiva oxidationen sker i flera steg med (farmed sammanhangande avslaggning och nybildning av slagg.
12. Metod enligt nagot av foregaende hay varvid den erhallna slaggen innefattar minst tre av foljande komponenter: CaO, MnO, A1203, Si02, MgO, V203, V205, Ti02, Fe0x och Fe203.
13. Metod enligt na.got av forega.ende krav varvid konvertern aven är forsedd med anordning for att spola en inert gas genom smaltan, foretradesvis en gasspolsten i konverterns botten.
14. Metod enligt nagot av foregaende krav varvid vanadin utvinns genom selektiv oxidation, varvid i den erhallna slaggen kvoten V/Si foretradesvis uppgar till minst 1,0 och/eller vanadinhalten foretradesvis uppgar till minst 10%.
15. Metod enligt nasot av foregaende krav 1-7 eller 11-13 varvid jarnsmaltan har en kolhalt understigande 1%.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1250469A SE537146C2 (sv) | 2012-05-08 | 2012-05-08 | Metod för selektiv oxidation av en eller flera metaller frånen järnsmälta |
CN201380029487.XA CN104471083B (zh) | 2012-05-08 | 2013-04-24 | 选择性氧化 |
PCT/SE2013/050441 WO2013169175A1 (en) | 2012-05-08 | 2013-04-24 | Selective oxidation |
EP13787656.1A EP2847357B1 (en) | 2012-05-08 | 2013-04-24 | Selective oxidation |
ZA2014/08714A ZA201408714B (en) | 2012-05-08 | 2014-11-26 | Selective oxidation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1250469A SE537146C2 (sv) | 2012-05-08 | 2012-05-08 | Metod för selektiv oxidation av en eller flera metaller frånen järnsmälta |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE1250469A1 SE1250469A1 (sv) | 2013-11-09 |
SE537146C2 true SE537146C2 (sv) | 2015-02-17 |
Family
ID=49551058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE1250469A SE537146C2 (sv) | 2012-05-08 | 2012-05-08 | Metod för selektiv oxidation av en eller flera metaller frånen järnsmälta |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2847357B1 (sv) |
CN (1) | CN104471083B (sv) |
SE (1) | SE537146C2 (sv) |
WO (1) | WO2013169175A1 (sv) |
ZA (1) | ZA201408714B (sv) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112095043A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-18 | 常州大学 | 一种高钛磷铁合金脱钛方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE371211B (sv) * | 1973-03-12 | 1974-11-11 | Uddeholms Ab | |
SE381586B (sv) * | 1973-08-23 | 1975-12-15 | Asea Ab | Sett och anordning vid avgjutning av smelta fran en tippbar konverter |
IT1025039B (it) * | 1973-11-28 | 1978-08-10 | Uddenolms Aktiebolag | Metodo di riduzione diretta in convertitore metallurgico |
DE2505725A1 (de) * | 1974-02-21 | 1975-09-04 | Uddeholms Ab | Metallurgischer reaktor |
AR007955A1 (es) * | 1996-07-24 | 1999-11-24 | Holderbank Financ Glarus | Procedimiento para separar titanio y/o vanadio de hierro bruto |
RU2172783C2 (ru) * | 1997-09-15 | 2001-08-27 | "Хольдербанк" Финансьер Гларус АГ | Способ переработки сталеплавильных шлаков и носителей железа для получения чугуна и экологичных шлаков |
AT412481B (de) * | 2003-06-30 | 2005-03-25 | Patco Engineering Gmbh | Verfahren zum aufbereiten von schlacken und stäuben aus der edelstahlherstellung |
CN101050478B (zh) * | 2006-10-26 | 2010-07-14 | 刘东业 | 转炉熔炼方法及实施该方法的设备 |
-
2012
- 2012-05-08 SE SE1250469A patent/SE537146C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-04-24 WO PCT/SE2013/050441 patent/WO2013169175A1/en active Application Filing
- 2013-04-24 EP EP13787656.1A patent/EP2847357B1/en active Active
- 2013-04-24 CN CN201380029487.XA patent/CN104471083B/zh active Active
-
2014
- 2014-11-26 ZA ZA2014/08714A patent/ZA201408714B/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013169175A1 (en) | 2013-11-14 |
CN104471083A (zh) | 2015-03-25 |
EP2847357A1 (en) | 2015-03-18 |
EP2847357B1 (en) | 2019-01-02 |
EP2847357A4 (en) | 2016-01-06 |
SE1250469A1 (sv) | 2013-11-09 |
CN104471083B (zh) | 2016-08-24 |
ZA201408714B (en) | 2015-12-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2956874C (en) | Process for smelting lithium-ion batteries | |
CA1088757A (en) | Process for extracting nickel, nickel-copper, nickel- cobalt and nickel-copper-cobalt from concentrates or slags bearing the same | |
SE413780B (sv) | Sett for reglering av stalferskning | |
CN106086431A (zh) | 对钒渣进行综合处理的方法及其应用 | |
CN105063363A (zh) | 一种阳极泥制备粗银合金的方法和装置 | |
EP0207656B1 (en) | Recovery of metals from their alloys with lead | |
AU646463B2 (en) | A process and plant for the preparation of alkaline chromates from chromium minerals | |
SE537146C2 (sv) | Metod för selektiv oxidation av en eller flera metaller frånen järnsmälta | |
SE448307B (sv) | Forfarande for framstellning av en rajernssmelta med hog kromhalt | |
US20160186291A1 (en) | Continuous Ore Process and Apparatus Using Plasma | |
JP5507889B2 (ja) | 電気製錬炉 | |
CN209836260U (zh) | 一种液态炉渣铝热还原反应装置 | |
JP2020076121A (ja) | Pgmの回収方法 | |
McCullough et al. | Pyrometallurgical iron removal from a PGM-containing alloy | |
JP2022531896A (ja) | 金属含有原料の製錬のための方法 | |
CN111500813A (zh) | 一种电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法 | |
CN105838969B (zh) | 重熔法生产钛铁的方法 | |
CN113444884B (zh) | 一种微碳铬铁合金的制备方法 | |
Ho et al. | Energy audit of a steel mill | |
US5382278A (en) | Pretreatment of chromium-bearing metal scrap to remove chromium | |
Monteiro et al. | Metallothermic reduction of manganese-bearing slags | |
Petrov et al. | Carbothermic and aluminothermic reduction of an agglomerate from obrochishte’s manganese concentrate and waste vanadium catalyst in a tamman furnace | |
Gasik et al. | Metallurgy of Ferroniobium | |
US5240496A (en) | Pretreatment of chromium-bearing metal scrap to remove chromium | |
WO2024127061A1 (en) | Process for the oxidative pre-melting and smelting of a metalliferous feedstock material-containing agglomerate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |