一种锰钒渣及转炉造锰钒渣的方法技术

一种锰钒渣及转炉造锰钒渣的方法，属于钒冶金技术领域。该转炉造锰钒渣的方法是将含钒铁水放入转炉中进行冶炼，在冶炼过程中，向转炉顶部吹入氧气，吹炼1～30min后，再加入富锰矿，继续吹炼1～15min，吹炼结束后，得到锰钒渣和半钢。该方法中可制备出一种全新的富含锰和钒的锰钒渣，并且制备过程中加入的富锰矿替代了转炉中冷却剂和部分氧化剂，提高了钒的氧化率，并降低了碳的氧化率，降低了钒渣中的铁含量，同时提高了炼钢中的铁的收率和炼铁效率，其对于提高转炉炼钢提钒效率具有重大的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种锰钒渣及转炉造锰钒渣的方法
本专利技术涉及钒冶金
，尤其涉及转炉炼钢制备锰钒渣的技术，更具体地涉及一种锰钒渣及转炉造锰钒渣的方法。
技术介绍
钒是一种重要的金属元素，被称为“现代工业的味精”，是现代工业的重要添加剂之一，在冶金、化工、医疗器械等行业有着广泛的用途。中国是钒钛磁铁矿大国，攀钢、承钢、建龙钢铁等企业都是采用钒钛磁铁矿进行冶炼，钒钛磁铁矿在高炉中冶炼出的铁水含钒为0.25～0.5％，为了提取铁水中的钒，含钒铁水炼钢前需要进行提钒，目前这些企业广泛采用间接提钒法进行提钒，其中以转炉提钒工艺最优：主要是将钒钛磁铁矿利用高炉冶炼成含钒铁水，然后再将含钒铁水放入转炉进行吹钒制备钒渣，最后将形成的钒渣进行氧化焙烧提钒。钒渣是提钒工艺中最直接的原材料，钒渣中成分主要为铁、钒、钛、锰、铬、铝、镁、钙等金属元素，其具有极高的综合利用价值。转炉吹钒造渣是一个选择性氧化的过程，在含钒铁水中，Si和Mn因其氧化性优于钒，所以V提出前，Si和Mn必定被提出，而C、V转化温度相近，所以二者十分难分离，而提钒的主要目的就是将含钒铁水中的钒氧化使其进入钒渣，而使得产生的半钢中具有高的含碳量并满足下一步炼钢的成分和温度；因此，要获得V的高氧化率和V收率的钒渣，在提钒过程中，必须加入提钒冷却剂，控制熔池温度使之逼近C、V转化温度，达到提钒保碳的目的。目前，生产工艺方面的改进主要为冷却剂、过程温度、吹炼时间等方面，基本仅着眼于提出钢水中的钒，制备过程中加入废钢或氧化铁皮等冷却剂而造出普通钒渣，制备的普通钒渣，在后续进行五氧化二钒制备时，因为传统钒渣焙烧需要添加钠盐或钙盐等添加剂进行焙烧的原因，使得在后续提钒过程中，存在污染大、提钒尾渣难利用的问题，现有技术中，并没有出现采用制备出特种钒渣来达到解决后期提钒这方面的问题的技术。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提出了一种锰钒渣及其转炉造锰钒渣的方法，其主要通过在转炉制备钒渣过程中，加入富锰矿代替传统工艺所用氧化物添加剂，并获得不同于传统钒渣的锰钒渣的方法，该方法可制备出一种全新的富含锰和钒的锰钒渣，并且制备过程中加入的富锰矿替代了转炉中冷却剂和部分氧化剂，提高了钒的氧化率，并降低了碳的氧化率，降低了钒渣中的铁含量，同时提高了炼钢中的铁的收率和炼铁效率，其对于提高转炉炼钢提钒效率具有重大的意义。制备的锰钒渣解决了现有传统钒渣制备工艺所得的钒渣在后续提钒污染大、提钒尾渣难利用的问题。为了解决上述专利技术的问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的一种转炉造锰钒渣的方法，包括以下步骤：将含钒铁水放入转炉中进行冶炼，在冶炼过程中，向转炉顶部吹入氧气，吹炼1～30min后，优选为1～15min，再加入富锰矿，继续吹炼1～15min，优选为1～6min，吹炼结束后，得到锰钒渣和半钢。所述的转炉的容积为50t～200t。所述的转炉造锰钒渣的方法中，含钒铁水中的钒的氧化率≥94％，碳的氧化率≤9.86％，锰钒渣中铁的质量百分含量降低了30％以上，相应的增加了炼钢的铁收率。所述的转炉造锰钒渣的方法中，吹炼过程中，含钒铁水的温度为1250～1650℃。所述的转炉造锰钒渣的方法中，所述的吹炼，其氧气的吹氧速度为1～6m3/h·t，供氧压力为0.50-1.20MPa，枪位为≥950mm。所述的转炉造锰钒渣的方法中，每吨含钒铁水中，加入富锰矿的质量为5～30kg。所述的富锰矿为含锰的质量百分数≥30％的含锰铁氧化物的矿物，具体为软锰矿、硬锰矿、黑锰矿、褐锰矿其中的一种或多种混合矿物。所述的转炉造锰钒渣的方法中，吹炼结束后，半钢的钒的质量百分含量≤0.05wt％，碳的质量百分含量≥3.00wt％，半钢的温度为1350-1450℃。本专利技术的一种锰钒渣，采用上述方法制得。所述的锰钒渣，其含有的成分及其质量百分比分别为：氧化钒为14～25％，氧化硅为10～24％，氧化锰为10～30％，氧化铬为1～12％，氧化钛为6～14％，氧化钙为0.3～3％，全铁为10～25％，余量为不可避免的杂质。该锰钒渣具有较高的锰含量和较低的铁含量。本专利技术的一种锰钒渣的应用，为采用制得的锰钒渣进行提钒。本专利技术一种锰钒渣及其转炉造锰钒渣的方法的原理：转炉制备钒渣过程中，通常是对含钒铁水直接吹氧或空气，使得含钒铁水中的游离钒与游离氧结合生成氧化钒，并以此为核心进行结晶，最后与其它元素(Si、Fe、Mn、Al、Ca、Mg等)的氧化物结合形成最终的钒渣形态。本专利技术通过在转炉制备钒渣过程中，将富锰矿放入熔池中可能发生的几种氧化反应如下所示：2Fe(l)+O2(g)→2(FeO)(s)(1-1)2Mn(l)+O2(g)→2(MnO)(s)(1-2)4/3V(l)+O2(g)→2/3(V2O3)(s)(1-3)FeO+MnO2→FeO+MnO(1-4)2FeO+MnO2→Fe2O3+MnO(1-5)以上反应在反应温度为1873K(假定造渣温度为1873K)时，上述三个反应的吉布斯自由能分别为ΔGο(1-1)＝-294867.74J/mol，ΔGο(1-2)＝-348942.76J/mol，ΔGο(1-3)＝-505325.02J/mol，ΔGο(1-4)＝-208381.9J/mol，ΔGο(1-5)＝-112138.9J/mol。可以得出，在熔池内部时，游离锰与氧的结合能力弱于钒强于铁，造渣过程中锰元素几乎全部进入渣中；且加入富锰矿如软锰矿(含MnO2)时，可以替代部分氧气作为氧化剂，加速渣相的形成。最终，转炉中制备出相应的锰含量较高的锰钒渣，锰钒渣中，含有的钒存在形式为MnV2O6。本专利技术一种锰钒渣及其转炉造锰钒渣的方法，其具有以下优点：1.本专利技术的方法可有效降低转炉吹氧量和渣中铁含量，加入的富锰矿起到一定氧化剂及冷却剂作用，从而替代了传统的冷却剂、减少碳的氧化率、提高钒的氧化率，可有效提高资源利用率并降低提钒全流程的成本；2.本专利技术的方法可高效利用富锰矿，转炉造渣成本相对较低，能提高效益。3.本专利技术的方法生成富含锰元素的锰钒渣，锰钒渣中锰含量远高于传统造渣工艺，从而还解决了后续钒渣提钒阶段高污染及提钒尾渣难处理问题，该锰钒渣氧化焙烧时无需任何添加剂可直接空白焙烧，焙烧熟料浸出后提钒尾渣可直接返回烧结或高炉直接利用；具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1本专利技术实施例提供一种转炉造锰钒渣的方法，包括以下步骤：步骤a、将含钒铁水兑入容量为120t的钢包中，含钒铁水深度为1.5m，含钒铁水的温度为1360℃；步骤b、通过在含钒铁水的钢包顶部吹入氧气，枪位为950mm，其中，吹氧压力为0.75MPa，总吹炼时间为6min，在吹氧速度为6m3/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转炉造锰钒渣的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将含钒铁水放入转炉中进行冶炼，在冶炼过程中，向转炉顶部吹入氧气，吹炼1～30min后，再加入富锰矿，继续吹炼1～15min，吹炼结束后，得到锰钒渣和半钢。/n

【技术特征摘要】
1.一种转炉造锰钒渣的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将含钒铁水放入转炉中进行冶炼，在冶炼过程中，向转炉顶部吹入氧气，吹炼1～30min后，再加入富锰矿，继续吹炼1～15min，吹炼结束后，得到锰钒渣和半钢。


2.根据权利要求1所述的转炉造锰钒渣的方法，其特征在于，所述的转炉的容积为50t～200t。


3.根据权利要求1所述的转炉造锰钒渣的方法，其特征在于，吹炼过程中，含钒铁水的温度为1250～1650℃。


4.根据权利要求1所述的转炉造锰钒渣的方法，其特征在于，吹炼过程中，氧气的吹氧速度为1～6m3/h·t，供氧压力为0.50-1.20MPa，枪位为≥950mm。


5.根据权利要求1所述的转炉造锰钒渣的方法，其特征在于，所述的转炉造锰钒渣的方法中，每吨含钒铁水中，加入富锰矿的质量为5～30kg。


6.根据权利要求1所述的转炉造锰钒渣的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛向新，滕艾均，陈东辉，张学飞，高明磊，程功金，刘建兴，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21