專利名稱：利用釩磁鐵精礦提釩冶煉FeV80釩鐵的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵合金制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及利用釩磁鐵精礦提釩冶煉FeVSO釩鐵的工藝。
背景技術(shù)：
釩鐵主要用作煉鋼的合金添加劑。鋼中加入釩鐵之后，可以顯著提高鋼的硬度、強(qiáng)度、耐磨度、延展性等物理特性，應(yīng)用廣泛。釩鐵分為FeV40、FeV50、FeV80牌號，其中FeVSO釩鐵需求量逐年增大。冶煉釩鐵方法一般都是由釩渣直接冶煉釩鐵，不同的生產(chǎn)廠家根據(jù)不同的釩渣成分含量，具體做法也不盡相同。常見的是從釩磁鐵礦或高釩鐵爐渣中提取釩的工藝是將釩磁鐵礦粉或高釩鐵爐渣燒結(jié)、先冶煉含釩生鐵再吹煉成釩渣，對釩渣進(jìn)行提釩處理得到五氧化二釩，再將五氧化二釩和鋁反應(yīng)自身放熱來完成釩鐵生產(chǎn)。而提釩多采用的是酸性銨鹽沉釩工藝，但是此工藝的沉釩廢水中含有大量NH4+、V5+、Cr6+等有害離子，導(dǎo)致廢水氨氮、C0D、重金屬等多項 指標(biāo)不合格，不能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，而且惡劣的生產(chǎn)環(huán)境嚴(yán)重?fù)p害著操作人員的身體健康。對沉釩廢水的無公害處理，很大程度的增加了生產(chǎn)成本。通常釩磁鐵礦成分為(Fe2+、Fe3+、V2O3、含V2O5在5%以下。是含釩的磁鐵礦亞種，性質(zhì)與磁鐵礦相似。2008年I月16日，中國發(fā)明專利申請公開號CNlOl 104891A，提供了一種從釩的低含量溶液中制取釩鐵的方法，該方法先將溶液的PH值調(diào)節(jié)至5-6，然后加入二價的鐵離子，再調(diào)節(jié)溶液的PH為7-8. 5，生成沉淀，調(diào)整沉淀中釩和鐵的比例，在沉淀中加入鋁粒和石灰，混合均勻，放入感應(yīng)爐中升溫反應(yīng)生產(chǎn)不同的釩鐵。在該方法中，因為在酸性溶液中部分Fe2+會氧化為Fe3+同時部分V03_會還原為四價釩氧基離子V02+，所以生成的沉淀物是組成不固定的混合物，其中有Fe(V03)2、Fe (VO3) 3> VO2 · χΗ20和Fe(OH)2等。由于該方法所得到的釩酸鐵中釩和鐵的高低價的氧化物共存，所以該方法難以穩(wěn)定的進(jìn)行生產(chǎn)。此外，由于該方法所得到的釩酸鐵沉淀物中V / Fe摩爾比為1:1，所以這種釩酸鐵沉淀物一般用來生產(chǎn)釩含量在50%以下的釩鐵，且還原劑利用率低，生產(chǎn)成本高，缺乏經(jīng)濟(jì)性，從而難以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決傳統(tǒng)工藝中的環(huán)境污染和高成本等問題，本發(fā)明提供一種利用釩磁鐵精礦提釩冶煉FeVSO釩鐵的工藝，可以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)釩重量百分比在70 % -80 %的釩鐵合金。本發(fā)明的一種利用釩磁鐵精礦提釩冶煉FeVSO釩鐵的工藝，包括以下步驟
①將釩磁鐵精礦與NaCO3混合投入電爐中，NaCO3的投入量按釩磁鐵精礦中含釩重量的1.8倍計；加熱至1500°C -1800°C，熔煉3小時后倒入鐵水包內(nèi)，當(dāng)溫度降到1250°C時向熔體中吹入富氧空氣，撇出含釩浮渣；
②將鐵水包內(nèi)熔融的鐵水倒入鐵水中間包；由鐵水中間包將熔融的鐵水送入非氧化性氣氛中的氣霧化系統(tǒng)，在氣霧化系統(tǒng)中，熔融的鐵水進(jìn)入噴嘴，霧化器對熔融的鐵水噴粉， 噴粉冷卻，落入霧化室下側(cè)的集料器，經(jīng)送料管進(jìn)出為鐵粉；將鐵粉加入過量的濃度為IM 稀硫酸溶解，得到硫酸亞鐵和稀硫酸混合液；向混合液中加雙氧水，直到硫酸亞鐵溶液由淡綠色變?yōu)辄S色為止，得到硫酸鐵溶液；③把步驟①所撇出含釩浮渣經(jīng)冷卻、磨碎成粉，通過水浸將釩浮渣中可溶物溶解到水中獲得釩酸鈉溶液，歷經(jīng)2-4小時沉淀，取上清液為釩溶液；在攪拌條件下，將釩溶液加熱至50-60°C，調(diào)節(jié)pH值至5-6 ;將硫酸鐵溶液按比例導(dǎo)入釩溶液中，以形成釩元素和鐵元素摩爾比為3 1的混合溶液；加熱該混合溶液至沸騰，反應(yīng)至少45min，得到釩酸鐵沉淀物；④將沉淀有釩酸鐵的溶液靜置30min，排出上清液；采用板框壓濾機(jī)，來洗滌并過濾釩酸鐵沉淀物，然后將釩酸鐵在300°C干燥lh，使得干燥后的釩酸鐵中H2O的含量小于1% ；⑤取干燥后的釩酸鐵，按比例配加鋁粒和氧化鈣，并將物料混合均勻形成冶煉爐料，其中，鋁粒的加入重量為釩酸鐵重量的O. 42倍，氧化鈣的加入重量為釩酸鐵重量的O. 09倍； 將冶煉爐料加入電弧爐中進(jìn)行冶煉，以生成FeV80釩鐵。
綜上所述，在滿足環(huán)保要求的前提下，本發(fā)明利用釩磁鐵精礦提釩冶煉制得釩重量百分比在70% -80%的釩鐵合金，而且通過在冶煉過程中大幅度地提高還原劑的利用率,降低了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，創(chuàng)造性地把電爐冶煉方法除鐵和水浸濕法冶煉提釩工藝結(jié)合在一起，并突破了兩大技術(shù)關(guān)鍵，其一是利用冶煉浮渣技術(shù)可以將釩磁鐵精礦的鐵與含釩渣徹底分離，創(chuàng)新了提釩工藝；其二是利用霧化技術(shù)將鐵水直接霧化為鐵粉；高效率制得了硫酸鐵溶液；其三是為達(dá)到生產(chǎn)合格釩鐵產(chǎn)品，巧妙地控制硫酸鐵溶液與釩溶液的比例；達(dá)到較好的控制效果；本發(fā)明工藝簡單、投資少、回收率可達(dá)75-82%、冶煉產(chǎn)品符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4139-2004 FeV80A. B牌號，合格率大于95%。
具體實施方式
下面用具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行描述。
一種利用釩磁鐵精礦提釩冶煉FeVSO釩鐵的工藝，包括以下步驟①將釩磁鐵精礦與NaCO3混合投入電爐中，NaCO3的投入量按釩磁鐵精礦中含釩重量的1.8倍計；加熱至1500°C -1800°C，熔煉3小時后倒入鐵水包內(nèi)，當(dāng)溫度降到1250°C時向熔體中吹入富氧空氣，撇出含釩浮渣；②將鐵水包內(nèi)熔融的鐵水倒入鐵水中間包；由鐵水中間包將熔融的鐵水送入非氧化性氣氛中的氣霧化系統(tǒng)，在氣霧化系統(tǒng)中，熔融的鐵水進(jìn)入噴嘴，霧化器對熔融的鐵水噴粉， 噴粉冷卻，落入霧化室下側(cè)的集料器，經(jīng)送料管進(jìn)出為鐵粉；將鐵粉加入過量的濃度為IM 稀硫酸溶解，得到硫酸亞鐵和 稀硫酸混合液；向混合液中加雙氧水，直到硫酸亞鐵溶液由淡綠色變?yōu)辄S色為止，得到硫酸鐵溶液；③把步驟①所撇出含釩浮渣經(jīng)冷卻、磨碎成粉，通過水浸將釩浮渣中可溶物溶解到水中獲得釩酸鈉溶液，歷經(jīng)2-4小時沉淀，取上清液為釩溶液；在攪拌條件下，將釩溶液加熱至50-60°C，調(diào)節(jié)pH值至5-6 ;將硫酸鐵溶液按比例導(dǎo)入釩溶液中，以形成釩元素和鐵元素摩爾比為3 1的混合溶液；加熱該混合溶液至沸騰，反應(yīng)至少45min，得到釩酸鐵沉淀物；④將沉淀有釩酸鐵的溶液靜置30min，排出上清液；采用板框壓濾機(jī)，來洗滌并過濾釩酸鐵沉淀物，然后將釩酸鐵在300°C干燥lh，使得干燥后的釩酸鐵中H2O的含量小于
I% ;在此，f凡Ife鐵中個兀素的重量百分比為^40%,鐵15*%，娃< O. 1*%，憐< O. 1*%，硫≤O. 1%，鉻≤O. 01%，鉀和鈉的和≤1%，余量為氧；
⑤取干燥后的釩酸鐵，按比例配加鋁粒和氧化鈣，并將物料混合均勻形成冶煉爐料，其中，鋁粒的加入重量為釩酸鐵重量的O. 42倍，氧化鈣的加入重量為釩酸鐵重量的O. 09倍；將冶煉爐料加入電弧爐中進(jìn)行冶煉，得到重量百分比如下的釩鐵釩70-80%，碳< O. 2%，硅≤O. 1%，磷≤O, 1%，硫≤O. 1%，鋁≤2.0%，錳≤0.5%，鉻VO. 01%，鉀VO. 05%，鈉≤O. 05%，余量為鐵。
權(quán)利要求
1.一種利用釩磁鐵精礦提釩冶煉FeVSO釩鐵的工藝，其特征在于包括以下步驟①將釩磁鐵精礦與NaC03混合投入電爐中，NaC03的投入量按釩磁鐵精礦中含釩重量的1. 8倍計；加熱至1500°C -1800°C，熔煉3小時后倒入鐵水包內(nèi)，當(dāng)溫度降到1250°C時向熔體中吹入富氧空氣，撇出含釩浮渣；②將鐵水包內(nèi)熔融的鐵水倒入鐵水中間包；由鐵水中間包將熔融的鐵水送入非氧化性氣氛中的氣霧化系統(tǒng)，在氣霧化系統(tǒng)中，熔融的鐵水進(jìn)入噴嘴，霧化器對熔融的鐵水噴粉， 噴粉冷卻，落入霧化室下側(cè)的集料器，經(jīng)送料管進(jìn)出為鐵粉；將鐵粉加入過量的濃度為IM 稀硫酸溶解，得到硫酸亞鐵和稀硫酸混合液；向混合液中加雙氧水，直到硫酸亞鐵溶液由淡綠色變?yōu)辄S色為止，得到硫酸鐵溶液；③把步驟①所撇出含釩浮渣經(jīng)冷卻、磨碎成粉，通過水浸將釩浮渣中可溶物溶解到水中獲得釩酸鈉溶液，歷經(jīng)2-4小時沉淀，取上清液為釩溶液；在攪拌條件下，將釩溶液加熱至50-60°C，調(diào)節(jié)pH值至5-6 ;將硫酸鐵溶液按比例導(dǎo)入釩溶液中，以形成釩元素和鐵元素摩爾比為3 1的混合溶液；加熱該混合溶液至沸騰，反應(yīng)至少45min，得到釩酸鐵沉淀物；④將沉淀有釩酸鐵的溶液靜置30min，排出上清液；采用板框壓濾機(jī)，來洗滌并過濾釩酸鐵沉淀物，然后將釩酸鐵在300°C干燥lh，使得干燥后的釩酸鐵中H2O的含量小于1% ；⑤取干燥后的釩酸鐵，按比例配加鋁粒和氧化鈣，并將物料混合均勻形成冶煉爐料，其中，鋁粒的加入重量為釩酸鐵重量的O. 42倍，氧化鈣的加入重量為釩酸鐵重量的O. 09倍； 將冶煉爐料加入電弧爐中進(jìn)行冶煉，以生成FeV80釩鐵。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用釩磁鐵精礦提釩冶煉FeV80釩鐵的工藝，屬于鐵合金制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明先將釩磁鐵精礦與NaCO3混合投入電爐中，熔煉出鐵水和含釩浮渣；鐵水霧化為鐵粉制得硫酸鐵溶液；含釩浮渣通過水浸為釩溶液；將硫酸鐵溶液按比例導(dǎo)入釩溶液中，加熱，得到釩酸鐵沉淀物；釩酸鐵干燥后，再按比例配加鋁粒和氧化鈣，加入電弧爐中進(jìn)行冶煉，生成FeV80釩鐵。本發(fā)明在滿足環(huán)保要求的前提下，利用釩磁鐵精礦提釩冶煉制得釩重量百分比在70％-80％的釩鐵合金，而且通過在冶煉過程中大幅度地提高還原劑的利用率，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號C22C27/02GK103060524SQ20131002016
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者張春雨 申請人:張春雨