一种连续冶炼含钒磷铁的方法技术

本发明专利技术公开了一种连续冶炼含钒磷铁的方法，通过电炉或点燃煤气喷吹对含钒磷铁进行加热升温至红热状态，在加热电炉内或倒入吹炼炉对高温含钒磷铁进行吹氧气，利用反应热进一步融化和冶炼含钒磷铁；加入氧化钙或纯碱，吹氧，冶炼出渣，分别得到高品位钒渣和高磷镍铁水；撇出钒渣提钒；部分高磷镍铁水浇铸铁锭，部分高磷镍铁水与继续补入炉内的常温态含钒磷铁混合，重复补料，间断性倒出高磷镍铁水浇铸获得高磷镍铁锭，实现连续冶炼含钒磷铁。该方法从根本上解决了火法冶炼能耗高的缺陷，既保证了铁镍磷等元素的综合回收，又大大缩短了冶炼周期，提高了钒、磷的回收利用率。钒的最终回收率可达70-95%，铁、磷和镍的回收率可达60%以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金和化工
，特别是涉及。
技术介绍
金属钒和钒的氧化物的用途非常广泛，在冶金行业中是一种重要的合金元素。我国钒矿资源总量较大，但是钒矿品位较低，现有技术对于国内相当一部分的低品位钒矿都无法提取。而随着我国经济的迅速发展，对于钒的需求量是越来越大。随着国外含钒磷铁大量进入我国，国内对含钒磷铁研究时间尚短，还存在金属钒回收率低、资源未被综合回收等问题。为解决上述所存在的问题，中国专利CN101550492A公开了 “从含钒磷铁中提取五氧化二钒的方法”，具体如下:(I)将含钒磷铁和石灰破碎后混合进入球磨机磨细，球磨料加纯碱后制粒在焙烧，焙烧料加水进湿式球磨机湿球磨，球磨矿浆用机械搅拌浸出，浸出矿浆过滤，含钒溶液送贮槽冷却澄清后，送阴离子交换树脂吸附钒，吸附的钒经洗脱、沉淀结晶、热解得到高品位的五氧化二钒产品。(2)根据I所述的配入石灰量为含钒磷铁重量的15-35%，配入纯碱重量为钒磷铁重量的30-50%。(3)根据1、2所述焙烧料需先制粒，球粒直径控制在3-15mm的范围内，焙烧温度兰750°C、< 900°C，焙烧时间> 2小时、兰5小时。(4)I或2中所述焙烧排出热料直接溜入水槽，混合进入湿式球磨机浆化球磨(球磨过程实际也是浸出过程)，料:水=1:1.5-5，利用热料将水温升到50-95°C，不需外加热。(5)球磨矿浆送机械搅拌槽，温度35_39°C,浸出时间为0.5-1.5小时,浸出过程的同时,可向槽内鼓入部分焙烧烟气，烟气中的CO2和热量对钒的浸出更有利。虽然此工艺技术对钒进行了有效的回收，但由于生产过程中原料中存在大量的铁，提高了生产的难度。且未对铁、镍等元素进行综合的回收。中国专利CN1970803A公开了“利用含钒磷铁提钒冶炼钒铁的工艺”具体如下:(I)首先将含钒磷铁(含V5%)与碳酸钠按含钒比例为1.5倍量投入到电炉中，加热至2000°C，熔炼2小时后倒入铁水包内，当温度降`到1400°C时向熔体中吹入富氧空气，撇出含钒磷的浮渣；(2)将铁水包内熔融的铁水铸锭冷却为成品铁锭；(3)把步骤I所撇出的含钒磷的浮渣经冷却、破碎成粉(细度达100目)，配加钠盐粉造球团、焙烧2小时；焙烧过程温度控制在9000C ； (4)通过水浸球将球团中可溶物溶解到水中获得钒酸钠和磷酸钠混合溶液，在该溶液中加入CaO，历经24小时沉淀，经压滤，磷渣滤饼再经轻化工熟化，和冶炼炉渣配比混合制成磷肥；(5)在步骤4所产生的滤液中加入硫酸，得到五氧化二钒固体沉淀物；经压滤、熔成片钒，再送到电炉冶炼生产成钒铁成品。此工艺技术结合传统的冶炼铁矿技术首先进行氧化去铁造钒渣，实现了初步的渣铁分离，有利于后续工艺中提钒，降低铁的影响提高钒的回收率，一定程度上实现了综合利用。但由于采用电炉冶炼时冶炼周期较长导致耗电量较大，生产成本增高，还会造成环境污染等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决现存工艺中所存在的问题，提出一种连续低能耗冶炼含钒憐铁生广闻品位I凡禮:和闻憐镇铁副广品的方法，从根本上解决了火法冶炼能耗闻的缺陷，既保证了铁镍等元素的综合回收，又大大缩短了冶炼周期，提高了钒、磷的回收利用率。本专利技术的目的是通过下述技术方案来实现的。一种连续冶炼含钒磷铁方法，该方法包括下述步骤:步骤一，将含钒磷铁在电炉内加热或点燃煤气喷吹加热至红热状态或熔融态；步骤二，在加热炉内或将高温的含钒磷铁倒入吹炼炉内进行吹氧，利用化学反应热助熔烧红热状态或熔融态的含钒磷铁；步骤三，待含钒磷铁完全融化之后，温度较高时按照质量比加入碱性化合物，继续吹氧冶炼10-50min出渣，分别得到含钒量较高的钒渣和高磷镍铁水；步骤四，钒渣撇出，利用传统钠化焙烧的方法对钒渣进行提钒；倒出30-60%高磷镇铁水烧铸铁淀；步骤五，剩余高磷镍铁水与继续补入(可分批加)炉内熔体质量的40-150%常温态含钒磷铁混合，重复步骤二至步骤四；间断性倒出铁水浇铸获得高磷镍铁锭，实现连续冶炼含钒磷铁。钒的最终回收率可达70-95%，铁、磷和镍的回收率可达60%以上。该方法进一步包括:所述步骤二中，在加热炉内吹氧，铁液中的部分钒和磷氧化过程中产生气态P2O5和V2O5烟气被回收至烟气回收系统；回收系统将烟气经过碱溶液水合吸收，得到含磷和钒的水溶液，含磷和钒的水溶液经提取分离后，最终获得钒和磷产品。所述碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钙溶液。所述在加热炉内添加用于中和吹氧产生的酸性氧化物造钒渣的碱性化合物为氧化钙、碳酸钠或碳酸钙。所述加入碱性化合物添加量按照质量比为含钒磷铁:碱性化合物=10:0.9-10:1.3。所述加热至红热状态是将含钒磷铁在电炉内或点燃煤气喷吹加热至800_1500°C。所述含钒磷铁倒入吹炼炉内进行吹氧为吹纯氧、富氧空气或空气。所述温度较高时加入氧化钙、碳酸钙或纯碱，继续吹氧确保温度恒定在1100-1500°C的范围之内。本专利技术的优势在于:在整个冶炼过程中能耗极少，在低能耗的前提下实现了首先分离回收铁镍等元素，排除了后续提钒工艺的干扰，有利于提高钒的回收率，而且很好地处理了火法冶炼被烟气带走的钒磷资源浪费、 污染环境等问题，相对于现有工艺具有创新性突破。【附图说明】图1是本专利技术工艺流程图。【具体实施方式】以下结合附图和原理对本专利技术作进一步的详细说明。 参见图1所示，本专利技术连续冶炼含钒磷铁方法，包括下述步骤:I)采用电炉加热或点燃煤气喷吹火焰使含钒磷铁升温至800-1500摄氏度，加热至红热状态或熔融态；2)在电炉内或倒出在吹炼设备内对烧红热状态或熔融态的含钒磷铁料的进行吹氧气、富氧空气或空气使之发生氧化反应产生反应热助熔；3)待含钥;磷铁完全融化，由于鼓吹氧气量或富氧量较大时反应较为剧烈,放出大量的热可能导致炉内温度较高，因此可以鼓吹一定量的空气，降低温度；温度较低时吹氧气或富氧空气，温度较高时按照质量比含钒磷铁:碱性化合物=10:0.9-10:1.3比例加入碱性化合物氧化钙、碳酸钠或碳酸钙，吹氧冶炼10-50min，确保温度恒定在一定的冶炼范围之内，防止温度过高过低时炉况不稳定，影响冶炼效果，有利于选择性氧化提钒的顺利进行；4)渣量较大时倒出钒渣，分别得到高品位钒渣和高磷镍铁水；而且可以减少渣层对耐火材料的侵蚀，还有利于钒的氧化继续进行；分别撇出钒渣，利用传统钠化焙烧的方法对钒渣进行提钒和倒出30-60%高磷镍铁水浇铸成高磷镍铁锭，实现渣铁分离；5)吹炼炉出渣铁之后，根据炉温适当的加入炉内熔体质量的40-150%常温态含钒磷铁，然后继续吹氧助熔，不断重复步骤2) -4)实现连续冶炼生产高磷镍铁和高品位钒渣。整个步骤2) -4)连续生产过程中不耗费其他的能量，完全依靠反应热，自给自足实现冶炼。在上述吹氧或空气过程中由于磷和钒的含量较高，铁液中的部分钒和磷氧化过程中会产生气态P2O5和V2O5随着烟气被大量带出。利用烟气回收系统将烟气经过钠溶液或氢氧化钠和氢氧化钙等溶液水合吸收，得到含磷和钒的水溶液，含磷和钒的水溶液经提取分离之后最终获得钒和磷产品。下面通过具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。实施例1进行冶炼的含钒磷铁主要成份具体如下:P22.6%、V9%、Nil%、Fe61%、Gr4%，在加热炉内加IOOkg含钒磷铁点燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续冶炼含钒磷铁方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：步骤一，将含钒磷铁在电炉内加热或点燃煤气喷吹加热至红热状态或熔融态；步骤二，在加热电炉内或将高温的含钒磷铁倒入吹炼炉内进行吹氧，利用化学反应热助熔烧红热状态或熔融态的含钒磷铁；步骤三，待含钒磷铁完全融化之后，温度较高时按照质量比加入碱性化合物，继续吹氧，冶炼10?50min出渣，分别得到含钒量较高的钒渣和高磷镍铁水；步骤四，钒渣撇出，利用传统钠化焙烧的方法对钒渣进行提钒；倒出30?60%的高磷镍铁水浇铸铁锭；步骤五，剩余高磷镍铁水与重新补入炉内熔体质量的40?150%常温态含钒磷铁混合，重复步骤二至步骤四，不断的获得含钒量较高的钒渣和高磷镍铁锭，实现连续冶炼含钒磷铁。

【技术特征摘要】
1.一种连续冶炼含钒磷铁方法，其特征在于，该方法包括下述步骤: 步骤一，将含钒磷铁在电炉内加热或点燃煤气喷吹加热至红热状态或熔融态； 步骤二，在加热电炉内或将高温的含钒磷铁倒入吹炼炉内进行吹氧，利用化学反应热助熔烧红热状态或熔融态的含钒磷铁； 步骤三，待含钒磷铁完全融化之后，温度较高时按照质量比加入碱性化合物，继续吹氧，冶炼10-50min出渣，分别得到含钒量较高的钒渣和高磷镍铁水； 步骤四，钒渣撇出，利用传统钠化焙烧的方法对钒渣进行提钒；倒出30-60%的高磷镍铁水烧铸铁淀； 步骤五，剩余高磷镍铁水与重新补入炉内熔体质量的40-150%常温态含钒磷铁混合，重复步骤二至步骤四，不断的获得含钒量较高的钒渣和高磷镍铁锭，实现连续冶炼含钒磷铁。2.根据权利要求1所述的连续冶炼含钒磷铁方法，其特征在于，该方法进一步包括: 所述步骤二中，在加热炉内吹氧，铁液中的部分钒和磷氧化过程中产生气态P2O5和V2O5烟气被回收至烟气回收系统；回收系统将烟气经过碱溶液水合吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁守谦，冯振平，黄祥萍，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：