含釩鉻鐵水轉(zhuǎn)爐提取釩鉻的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉領(lǐng)域，具體涉及一種含釩鉻鐵水轉(zhuǎn)爐提釩鉻的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是釩鈦磁鐵礦大國，主要分布在四川攀西、河北承德等地區(qū)；按照Cr2O3含量的高低，釩鈦磁鐵礦又分為普通型釩鈦磁鐵礦和高鉻型釩鈦磁鐵礦(簡稱高鉻釩鈦磁鐵礦)。高鉻型釩鈦磁鐵礦作為一種特殊的釩鈦磁鐵礦資源，除含有鐵、釩、鈦之外還伴生有珍貴的鉻資源，攀枝花地區(qū)的紅格釩鈦磁鐵礦是我國最大的鉻礦資源，儲量36億噸，含有Cr2O3高達(dá)1800萬噸，是全國其他地區(qū)已探明儲量的近兩倍。
[0003]高鉻型紅格釩鈦磁鐵礦不僅是攀西四大礦區(qū)之最，也是國內(nèi)目前最大的釩鈦磁鐵礦礦床。礦床賦存于海西早期形成的巨大層狀一似層狀中堿性一基性一超基性分異雜巖體中，巖漿分異作用好，屬晚期巖漿結(jié)晶分異礦床。礦體形成相對獨(dú)立的8個大中型礦區(qū)，其中路枯礦區(qū)巖體厚度大，各類含礦層齊全，礦體規(guī)模大，研宄程度最高，該區(qū)即所稱“紅格礦區(qū)”，又分為“南礦區(qū)”和“北礦區(qū)”。與周邊的攀枝花礦、白馬礦等資源不同，紅格礦除富含鐵、釩、鈦等金屬外，還共伴生鉻、鎳、鈷等金屬，是我國為數(shù)不多的特大型多元素共生礦，具有很高的綜合利用價值。以伴生的鉻元素為例，紅格南礦區(qū)Cr2O3品位達(dá)0.34%，鉻資源儲量十分可觀。我國是世界第一大不銹鋼生產(chǎn)國，國內(nèi)鉻礦遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了消費(fèi)需求，每年都需從國外進(jìn)口高品位的鉻鐵礦和鉻鐵合金。我國的鉻冶金和鉻鹽工業(yè)對國外鉻鐵礦具有很高的依賴度。因此，對于我國這樣一個鉻資源短缺的國家而言，實現(xiàn)高鉻型釩鈦磁鐵礦中鉻資源的規(guī)?；厥站哂惺种匾慕?jīng)濟(jì)價值和戰(zhàn)略意義。
[0004]攀枝花高格型釩鈦磁鐵礦礦物種類多，礦石結(jié)構(gòu)復(fù)雜，選冶分離礦石中的鐵、釩、鈦、鉻、鎳、鈷等金屬技術(shù)難度大，是一項待攻克的世界性技術(shù)難題。通常情況下，釩鈦礦物中釩以V3+的形態(tài)固溶于磁鐵礦晶格內(nèi)，形成釩鐵尖晶石；鈦主要以氧化物T12的形式存在于鈦鐵晶石和鈦鐵礦中。Cr3+與Fe 3+離子半徑近似，三價鉻置換鈦磁鐵礦中三價鐵離子，呈內(nèi)質(zhì)同象。鉻與釩一樣，與鐵共生在一起，礦物為Fe0.(V，Cr)203尖晶石。在選礦過程中鉻與釩80%以上富集在鐵精礦中，為通過冶金方法共同提取釩鉻奠定了較好的原料基礎(chǔ)。許多科研院所及高校已經(jīng)對紅格礦從采選、冶煉、提取及后續(xù)釩鉻分離都做了大量的工作，奠定了一定的理論和實踐基礎(chǔ)。目前已攻克多個技術(shù)難題，但距產(chǎn)業(yè)化還有不少的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，工藝技術(shù)尚不成熟。
[0005]目前公開的關(guān)于高鉻型釩鈦磁鐵礦提取釩鉻方法的報道有:
[0006]原地礦部礦產(chǎn)綜合利用研宄所采用選礦一回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原一電爐煉鐵一試驗轉(zhuǎn)爐吹高鉻型釩渣一從高鉻型釩渣提取V2O5和Cr 203，再經(jīng)傳統(tǒng)的焙燒一浸出一沉淀法得到了兩種產(chǎn)品，五氧化二釩品位和三氧化二鉻品位分別大于90%和98%，從原礦至產(chǎn)品的綜合收得率:鐵65%、釩40%?52%、鉻40%?55%。(張建廷.紅格鐵礦鉻的賦存、分布與回收利用[J].四川有色金屬，2005，(I): 1-5.)。
[0007]攀研院向鐵礦粉中直接加蘇打和芒硝的混合料氧化焙燒先提取釩鉻、浸出后精礦用豎爐氣體還原一磁選分離、簡單沉淀法從溶液中提取釩、鉻沉淀，并研宄了各種雜質(zhì)對釩鉻沉淀及產(chǎn)品質(zhì)量的影響規(guī)律，最終得到了品位都大于98%的V2O5和Cr 203產(chǎn)品。(張建廷，陳碧.攀西釩鈦磁鐵礦主要元素賦存狀態(tài)及回收利用[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用，2008，
(5):38-41.)
[0008]從上述已有技術(shù)看，采用氧氣轉(zhuǎn)爐進(jìn)行提釩鉻還未見報導(dǎo)，尚屬先例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明是為了解決高鉻型含釩鉻鐵水的釩、鉻提取難度大的問題，提供了一種新的含釩鉻鐵水提取鉻釩的方法。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0011]本發(fā)明提供一種含釩鉻鐵水轉(zhuǎn)爐提取釩鉻的方法，具體為:將含釩鉻鐵水兌入到轉(zhuǎn)爐，然后對含釩鉻鐵水進(jìn)行吹氧，吹氧量控制在15?35Nm3/tFe，吹氧過程中加入冷卻劑來控制含釩鉻鐵水的溫度在1320?1390°C ;其中，吹氧采用氧槍進(jìn)行噴吹，冷卻劑分三次加入:氧槍下降到位、成功點(diǎn)火后加入10%?30%的冷卻劑，吹煉I?3min后再加入20%?50%的冷卻劑，剩余的冷卻劑在停止吹煉前至少2min時加入。
[0012]所述含釩鉻鐵水的成分為:[V]+ [Cr]的總量為0.5%?1.0%，碳含量為4.0%?5.
[0013]優(yōu)選的，上述方法中，吹氧過程中，轉(zhuǎn)爐的氧氣壓力控制在0.65?l.0MPa，氧氣流量控制在8000?24000Nm3/h，吹氧時間控制在6?12min。
[0014]優(yōu)選的，上述方法中，所述冷卻劑為鐵氧化物或含鐵氧化物，冷卻劑的加入量為30?80kg/tFe。所述冷卻劑為鐵礦粉、氧化鐵皮或鐵紅中一種或幾種的組合物。
[0015]優(yōu)選的，上述方法中采用氧氣底吹轉(zhuǎn)爐。
[0016]進(jìn)一步，上述方法中，含釩鉻鐵水轉(zhuǎn)爐提取釩鉻后得到半鋼及釩鉻渣，所得半鋼運(yùn)至煉鋼轉(zhuǎn)爐進(jìn)行煉鋼。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
[0018]本發(fā)明與能夠保證較高的釩氧化率，同時克服碳鉻轉(zhuǎn)換溫度低的困難，保證鉻的氧化率，有利于釩鉻資源的綜合利用。此外，本發(fā)明工藝簡單，僅僅采用吹氧和加入冷卻劑的方式即可實現(xiàn)含釩鉻鐵水提取釩鉻過程中降低碳氧化率的目的，具有預(yù)料不到的技術(shù)效果O
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明提供一種含釩鉻鐵水轉(zhuǎn)爐提取釩鉻的方法，具體為:將含釩鉻鐵水兌入到轉(zhuǎn)爐，然后對含釩鉻鐵水進(jìn)行吹氧，吹氧量控制在15?35Nm3/tFe，吹氧過程中加入冷卻劑來控制含釩鉻鐵水的溫度在1320?1390°C ;其中，吹氧采用氧槍進(jìn)行噴吹，冷卻劑分三次加入:氧槍下降到位、成功點(diǎn)火后加入10%?30%的冷卻劑，吹煉I?3min后再加入20%?50%的冷卻劑，剩余的冷卻劑在停止吹煉前至少2min時加入。
[0020]本發(fā)明中，如果吹氧量過大則會造成碳的大量燒損，不利于后續(xù)煉鋼的熱源保證，如果吹氧量不夠則會造成釩、鉻的氧化率低、提取率低。冷卻劑分三次加入，氧槍下降到位、成功點(diǎn)火后加入10%?30%的冷卻劑，吹煉I?3min (優(yōu)選1.5min)后再加入20%?50%冷卻劑，剩余的冷卻劑在停止吹煉前至少2min時加入。本發(fā)明中，冷卻劑分三次加入的好處在于:由于鉻的氧化與碳的氧化存在轉(zhuǎn)折溫度，即超過轉(zhuǎn)折溫度后Cr2O3會被鐵水中的碳所還原，而釩鉻鐵水中碳鉻轉(zhuǎn)換溫度一般在1320?1340°C之間，因此點(diǎn)火成功后加入冷卻劑是將鐵水溫度控制在1320°C以下，該溫度下可以有效提高鉻的氧化率；隨著氧化的進(jìn)行溫度升高后再加入20%?50%冷卻劑控制溫度在1320?1350°C ;到吹煉結(jié)束前為了保證半鋼溫度在1320?1390°C之間，加入剩余冷卻劑。
[0021]所述含釩鉻鐵水的成分為:[V]+ [Cr]的總量為0.5%?1.0%，碳含量為4.0%?5.0%，其余成分無特殊要求。本發(fā)明中，含釩鉻鐵水采用現(xiàn)有工藝制得，如采用工藝為:高鉻釩鈦磁鐵礦一高爐或電爐冶煉一含釩鉻鐵水。本發(fā)明中，[V] + [Cr]代表釩含量與鉻含量的總和，其他類似的相同。
[0022]優(yōu)選的，上述方法中，吹氧過程中，轉(zhuǎn)爐的氧氣壓力控制在0.65?1.0