一种含钒钛磁铁矿冶炼含钒生铁的方法技术

一种含钒钛磁铁矿冶炼含钒生铁的方法，属于金属冶炼技术领域，该方法以钒钛磁铁矿为原料，加入适量的溶剂，在矮炉身矿热炉中埋弧冶炼。本方法可利用低级的碳质还原剂，其中粒度0mm～20mm的用作还原剂，粒度为20mm～80mm的用于在电弧燃烧区形成“残碳层”；根据电炉容量定时放铁排渣，分离炉渣和铁水，铁水冷却后即为富钒生铁；可采用一步或两步法生产。本发明专利技术可将含钒钢渣中90％的钒富集在生铁中得到含钒生铁，且生产工艺简单、可操作性强，生产成本低，便于在工业生产中展开。

A method of smelting V-bearing pig iron with V-bearing titanomagnetite

【技术实现步骤摘要】
一种含钒钛磁铁矿冶炼含钒生铁的方法
本专利技术属于金属冶炼
，特别是涉及到一种含钒钛磁铁矿冶炼含钒生铁的方法。
技术介绍
世界上已知的钒储量量有98％源于钒钛磁铁矿，集中分布在南非、俄罗斯、中国、等少数几个国家和地区。钒钛磁铁矿也是世界公认的难冶炼矿种之一，其综合利用难度大。截止目前，处理理钒钛磁铁精矿的方法有回转窑—电炉法、高炉—转炉法、还原—磨选法和熔融还原法等。这些方法在一定程度上可以实现对钒钛磁铁矿的应用，但均存在着一定的局限性。高炉法具有可控性差、强滞后性以及生产局限性等不足，且易造成环境污染。还原—磨选法通过选择性还原和球磨磁选后可获得铁粉精矿和富钒钛料。然而，还原—磨选法生产规模较小，且钒钛磁铁精矿还原温度较高，容易造成生产事故。采用回转窑—电炉法冶炼钒钛磁铁精矿时，容易产生泡沫渣，尤其当炉渣中TiO2含量大于30％时，冶炼无法进行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种含钒钛磁铁矿冶炼含钒生铁的方法，以钒钛磁铁矿为原料，加入适量的溶剂，在矮炉身矿热炉中埋弧冶炼。可将含钒钢渣中90％的钒富集在生铁中得到含钒生铁，且生产工艺简单、可操作性强，生产成本低，便于在工业生产中展开。一种含钒钛磁铁矿冶炼含钒生铁的方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，步骤一、原料选择选取原料组分为Fe：40％～62％，V2O5：0.5％～5％，TiO2：5％～15％，SiO2：0～20％，MnO：0～3％，MgO：0～2％，Al2O3：0～5％的钒钛磁铁矿，将其粉碎至粒度小于60mm的碎块矿或粉矿备用；步骤二、还原剂选择选取固定碳含量为75wt％～85wt％，且粒度小于80mm的碳质作为还原剂；步骤三、冶炼向矮炉身矿热炉炉底加入100mm～300mm厚焦炭，作为初始碳层进行送电引弧，将步骤一中选取的钒钛磁铁矿碎块矿或粉矿与含CaO、MgO、Al2O3、SiO2的溶剂以及步骤二中选取的还原剂混合，投入矮炉身矿热炉中，将矮炉身矿热炉变压器二次输出电压调到最小值，通电后一次电流升高至120A，冶炼6小时后排出熔渣温度为1500℃～1550℃的炉渣和1450℃～1500℃的铁水；步骤四、渣铁分离炉渣与铁水经流槽、避渣器进行渣铁分离，渣铁分离后获得含钒铁水和钢渣；含钒铁水可通过模铸获得含钒生铁块，或直接供吹氧提取钒渣；提取钒渣后的半钢可通过铸铁机浇筑成块。所述步骤一中的粉矿通过烧结处理获得。所述步骤二中的碳质为焦炭、兰炭、无烟煤或褐煤。所述步骤二选取的碳质还原剂中，粒度小于20mm用于还原剂，粒度20mm～80mm用于在电弧燃烧区形成残碳层。所述步骤三中矮炉身矿热炉的变压器功率为1800kVA～66000kVA，电压为73V～180V。所述步骤三冶炼获得的炉渣与钒钛磁铁矿碎块矿或粉矿混合加入碳质还原剂，投入矮炉身矿热炉中，将矮炉身矿热炉变压器二次输出电压调到最小值，通电后一次电流升高至120A，进行二次冶炼6小时，获得钢渣和富钒铁水。所述矮炉身矿热炉的炉衬为镁质材料砌筑，冶炼完成后向炉中补加氧化铁皮。通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：一种含钒钛磁铁矿冶炼含钒生铁的方法，以钒钛磁铁矿为原料，加入适量的溶剂，在矮炉身矿热炉中埋弧冶炼。可将含钒钢渣中90％的钒富集在生铁中得到含钒生铁，且生产工艺简单、可操作性强，生产成本低，清洁环保，便于在工业生产中展开。具体实施方式一种含钒钛磁铁矿冶炼含钒生铁的方法，包括以下步骤，步骤一、原料选择选取原料组分为Fe：40％～62％，V2O5：0.5％～5％，TiO2：5％～15％，SiO2：0～20％，MnO：0～3％，MgO：0～2％，Al2O3：0～5％的钒钛磁铁矿，将其粉碎至粒度小于60mm的碎块矿或粉矿备用；步骤二、还原剂选择选取固定碳含量为75wt％～85wt％，且粒度小于80mm的碳质作为还原剂；步骤三、冶炼首次开炉送电前，向矮炉身矿热炉炉底加入100mm～300mm厚焦炭，作为初始碳层进行送电引弧，将步骤一中选取的钒钛磁铁矿碎块矿或粉矿与含CaO、MgO、Al2O3、SiO2的溶剂以及步骤二中选取的还原剂混合，投入矮炉身矿热炉中，根据炉型选合适的二次电压及送电制度，待达到计划用电量时，即可开眼渣铁混出；步骤四、渣铁分离钢渣和铁水经流槽、避渣器实现渣铁分离，渣铁分离后获得含钒铁水和钢渣，含钒铁水可通过模铸获得含钒生铁块、或直接供吹氧提取钒渣，提钒后的半钢可通过铸铁机浇筑成块，其中铁水含钒量可根据使用要求，通过原料结构予以调整。本专利技术冶炼采用五元渣系：CaO-MgO-Al2O3-SiO2-TiO2，三元碱度1.2～1.8；MgO：6％～12％；Al2O3：9％～16％；TiO2：10％～50％，为了控制铁水中Si、Ti含量和渣的流动性，抑制TiO2、SiO2的还原和低价钛的形成，渣中FeO控制在3％；当FeO大于4％将影响钒的还原。出炉后可向炉中补加部分氧化铁皮，以防止炉底上涨。本专利技术碳质还原剂的用量，根据FeO等计划还原量予以调整。只有配炭准确才得到合格的含钒生铁，如果碳质还原剂的用量不够，将影响钒的还原，得不到合格的含钒生铁；如果碳质还原剂的用量太多，会加重TiO2、SiO2的还原和低价钛的形成，导致炉底上涨。本专利技术为了得到高钒铁水，可采用二步法冶炼。第一步选择性还原，按FeO还原度90％配炭，缺碳操作，得到普通铁水(微钒，V％<0.2％)，和富钒渣。第二步，以富钒渣和钒钛磁铁矿为原料，按适当比例，采用足碳冶炼。得到高钒铁水，钒的还原率90％以上。通过控制电炉变压器的功率以及电压可以改变冶炼时间及产量。由于不同电炉变压器的功率不同，则对应的电压不同，本工艺使用电炉变压器的功率可以为1800kVA～66000kVA，对应的电压则为73V～180V。实际操作过程中，如果电炉变压器的功率不在本范围内，可以根据实际情况调节相应的电压。实施例一、采用一步法冶炼含钒铁水选取的含钒钛磁铁矿的具体组分含量如下表，采用的还原剂组分如下表，还原剂成分固定碳，％灰分，％挥发分，％H2O,％烧损焦炭841421210油页岩灰渣2.8690.56.649.97采用的溶剂组分如下表，灰分组成FeOSiO2Al2O3MgOCaOP焦炭64531.24油页岩灰渣7.4755.561本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含钒钛磁铁矿冶炼含钒生铁的方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，/n步骤一、原料选择/n选取原料组分为Fe：40％～62％，V

【技术特征摘要】
1.一种含钒钛磁铁矿冶炼含钒生铁的方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，
步骤一、原料选择
选取原料组分为Fe：40％～62％，V2O5：0.5％～5％，TiO2：5％～15％，SiO2：0～20％，MnO：0～3％，MgO：0～2％，Al2O3：0～5％的钒钛磁铁矿，将其粉碎至粒度小于60mm的碎块矿或粉矿备用；
步骤二、还原剂选择
选取固定碳含量为75wt％～85wt％，且粒度小于80mm的碳质作为还原剂；
步骤三、冶炼
向矮炉身矿热炉炉底加入100mm～300mm厚焦炭，作为初始碳层进行送电引弧，将步骤一中选取的钒钛磁铁矿碎块矿或粉矿与含CaO、MgO、Al2O3、SiO2的溶剂以及步骤二中选取的还原剂混合，投入矮炉身矿热炉中，将矮炉身矿热炉变压器二次输出电压调到最小值，通电后一次电流升高至120A，冶炼6小时后排出熔渣温度为1500℃～1550℃的炉渣和1450℃～1500℃的铁水；
步骤四、渣铁分离
炉渣与铁水经流槽、避渣器进行渣铁分离，渣铁分离后获得含钒铁水和钢渣；含钒铁水可通过模铸获得含钒生铁块，或直接供吹氧提取钒渣；提取钒渣后的半钢可通过铸铁机浇筑成块。


2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡克畏，王权义，张相奎，张小辉，王守文，徐建军，李吉和，
申请(专利权)人：吉林省金源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22