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西昌钢钒转炉提钒工艺优化研究与应用

西昌钢钒转炉提钒工艺优化研究与应用
西昌钢钒转炉提钒工艺优化研究与应用

提钒工艺

1 背景 1.1 钒的性质及应用 钒是高熔点金属之一,呈浅灰色。密度5.96克/厘米3。熔点1890±10℃,沸点3380℃,化合价+2、+3、+4和+5。其中以5价态为最稳定,其次是4价态。电离能为6.74电子伏特。有延展性,质坚硬,无磁性。具有耐盐酸和硫酸的本领,并且在耐气-盐-水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好。于空气中不被氧化,可溶于氢氟酸、硝酸和王水。 我国是钒资源比较丰富的国家,钒矿主要分布在四川的攀枝花和河北的承德,大多数是以石煤的形式存在。 大约80%的钒和铁一起作为钢里的合金元素。只需在钢中加入百分之几的钒,就能使钢的弹性、强度大增,抗磨损和抗爆裂性极好,既耐高温又抗奇寒,在汽车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部门,到处可见到钒的踪迹。此外,钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一,有“化学面包”之称。其应用如下: (1)、用作合金元素,例如: 1)运用在医疗器械中的特别的不锈钢 2)运用在工具中的不锈钢 3)与铝一起作为钛合金物运用在高速飞机的涡轮喷气发动机中 4)含钒的钢经常被用在轴、齿轮等关键的机械部分中 (2)、在其它领域的应用: 1)钒吸收裂变中子的半径很小,因此被用在核工业中 2)在炼钢过程中钒被用来导致碳化物的形成 3)在给钢涂钛的时候钒往往被作为中介层 4)钒与镓的合金可以用来制作超导电磁铁,其磁强度可达175,000高斯 5)在制造缩苹果酸酐和硫酸的过程中钒被用来做催化剂 6)五氧化二钒(V 2O 5 )被用来制做特殊的陶瓷作为催化剂 1.2 五氧化二钒及金属钒的制备方法 (1)工业上金属钒的制备方法: 工业上常以各种含钒矿石为原料制备钒。如在钒炉渣中加入NaCl,经空气

浅析含钒钢渣湿法提钒生产工艺与发展前景

浅析含钒钢渣湿法提钒生产工艺与发展前景 钒是一种稀有、柔软而黏稠的过渡金属,它的矿物形态一般与其它金属的矿物混合在一起,一般被用于材料工程中作为合金成分,把钒掺进钢里制成钒钢,可使钒钢结构比普通钢更紧密、更有韧性、弹性,机械强度更高。目前全球钒渣、氧化钒、钒铁的主要产地是南非、中国、俄罗斯、美国、澳大利亚、新西兰和日本等七国。南非、俄罗斯和中国一直是三个最大的产钒国,除美国和日本从石油残渣和电厂飞灰中提取钒外,其他各国都是从矿石冶炼过程中提取钒[1]。 中国钒工业的崛起主要得益于攀枝花钒钛磁铁矿的开发利用,目前国内各工厂钒的提取工艺基本相同,均是采用钒渣钠法焙烧、多钒酸铵沉淀焙烧法生产V2O5。具体工艺为钒钛磁铁矿原矿经选矿得到的含钒铁精矿送入烧结、炼铁工序,得到含钒铁水经提钒转炉生产钒渣(含V2O5平均15%)。钒渣经过添加氯化钠或碳酸钠进行钠法焙烧、水浸取、多钒酸铵沉钒等过程获得多钒酸铵,最后经反射炉熔化得到片状V2O5[2]。 本文在此介绍一种钢渣提钒新生产工艺——湿法提钒工艺,并从生产工艺、资源能源利用、经济技术指标、污染物排放等方面与传统钠法焙烧工艺进行比较,分析探讨湿法提钒工艺的发展前景。 1、湿法提钒工艺概况 湿法提钒工艺是以含钒钢渣为原料,而不是传统钠法焙烧生产工艺使用的经提钒转炉生产的标准钒渣,该含钒钢渣是钒钛磁铁矿经过炼钢转炉生产钢水后废弃的钢渣,该钢渣中V2O5平均含量仅为4%。该钢渣的成分见下: 湿法提钒工艺是将钢渣直接酸浸—净化—沉钒—熔化制得片状五氧化二钒,不同于传统钠法工艺需要焙烧,为了区别传统工艺,本文将该新工艺称为湿法提钒工艺。具体工艺流程叙述如下: ①含钒钢渣预处理 含钒钢渣经原料预处理,磨细达到所需粒径并除去所夹带的铁后,送入酸浸工段。 ②酸浸 酸浸工段是该生产工艺的核心。含钒钢渣在蒸汽保温的条件下,用一定浓度的硫酸溶液(添加助浸剂)进行两段逆流酸浸浸取,使钢渣中的钒(也包括其他杂质)融入酸浸液中。浸渣采用两段浸取,每段浸取又分为三级,确保工艺的连续性。第一段通过控制pH在4左右,使钒以钒酸钙沉淀的形态留入渣中,而大部分的铁、铬、锰、硅、磷、硫等杂质被浸出以离子态进入上清液,其中大部分的铁以硫酸亚铁形式存在上清液中,铬在硫酸亚铁的还原作用下主要以六价铬存在于上清液中。经固液分离,底流(钒酸钙以及其它不溶物)进入第二段酸浸阶段,而大部分的铁、铬、锰、硅、磷、硫等杂质随上清液而分离。上清液通过加入氨水使铁以黄铵铁矾(NH4Fe3(SO4)2(OH)6)形态沉淀析出,黄铵铁矾利用真空带式过滤机压滤回收,然后送烧结厂综合利用。沉黄铵铁矾后的废水返回配酸槽配酸回用。 第二段酸浸同样在蒸汽保温条件下用硫酸浸取,通过控制浸出液pH为1左右,钒被浸出进入上清液,并以三价和五价形态共存,同时第一次酸浸后未分离完的铁、铬等杂质也被浸出进入上清液。经固液分离去除不溶物,上清液送往萃前处理罐暂存。 ③氧化 经固液分离后的酸浸液中钒以三价和五价形态存在,为了保证后序净化工段产品质量,

炼钢生产流程详细讲解

钢铁生产工艺主要包括:炼铁、炼钢、轧钢等流程。 (1)炼铁:就是把烧结矿和块矿中的铁还原出来的过程。焦炭、烧结矿、块矿连同少量的石灰石、一起送入高炉中冶炼成液态生铁(铁水),然后送往炼钢厂作为炼钢的原料。 (2)炼钢:是把原料(铁水和废钢等)里过多的碳及硫、磷等杂质去掉并加入适量的合金成分。 (3)连铸:将钢水经中间罐连续注入用水冷却的结晶器里,凝成坯壳后,从结晶器以稳定的速度拉出,再经喷水冷却,待全部凝固后,切成指定长度的连铸坯。 (4)轧钢:连铸出来的钢锭和连铸坯以热轧方式在不同的轧钢机轧制成各类钢材,形成产品。 炼钢工艺总流程图

炼焦生产流程:炼业是将焦煤经混合,破碎后加入炼焦炉经干馏后产生热焦碳及粗焦炉气之制程。

烧结生产流程:烧结作业系将粉铁矿,各类助熔剂及细焦炭经由混拌、造粒后,经由布料系统加入烧结机,由点火炉点燃细焦炭,经由抽气风车抽风完成烧结反应,高热之烧结矿经破碎冷却、筛选后,送往高炉作为冶炼铁水之主要原料。 高炉生产流程:高炉作业是将铁矿石、焦炭及助熔剂由高炉顶部加入炉,再由炉下部鼓风嘴鼓入高温热风,产生还原气体,还原铁矿石,产生熔融铁水与熔渣之炼铁制程。

转炉生产流程:炼钢厂先将熔铣送前处理站作脱硫脱磷处理,经转炉吹炼后,再依订单钢种特性及品质需求,送二次精炼处理站(RH真空脱气处理站、Ladle Injection盛桶吹射处理站、VOD真空吹氧脱碳处理站、STN搅拌站等)进行各种处理,调整钢液成份,最后送大钢胚及扁钢胚连续铸造机,浇铸成红热钢胚半成品,经检验、研磨或烧除表面缺陷,或直接送下游轧制成条钢、线材、钢板、钢卷及钢片等成品。 连铸生产流程:连续铸造作业乃是将钢液转变成钢胚之过程。上游处理完成之钢液,以盛钢桶运送到转台,经由钢液分配器分成数股,分别注入特定形状之铸模,开始冷却凝固成形,生成外为凝固壳、为钢液之铸胚,接着铸胚被引拔到弧状铸道中,经二次冷却继续凝固到完全凝固。经矫直后再依订单长度切割成块,方块形即为大钢胚,板状形即为扁钢胚。此半成品视需要经钢胚表面处理后,再送轧钢厂轧延.

石煤提钒的工艺和设备(钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池)

石煤提钒的工艺和设备(钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池) 原创邹建新崔旭梅教授等 石煤提钒 石煤是一种由菌藻类低等生物在还原环境下形成的黑色劣质可燃有机页岩,多属于变质程度高的腐泥无烟煤或藻煤,具有高灰分、高硫、低发热量和结构致密、比重大,着火点高等特点。石煤中除含Si、C和H元素外,还含有V、Al、Ni、Cu、Cr等多种伴生元素。石煤矿的含钒品位各地相差悬殊,一般品位在0.13%~1.00%,以V2O5计含量低于0.50%的占60%。我国各地石煤中钒品位差异较大,在目前技术条件下,只有品位达到 0.8%以上才有开采价值。 1 石煤提钒工艺现状 我国的石煤提钒工业起步于70年代末期,此后经历了两次大的发展时期(即八十年代的初步发展期,以及2004年到现在的大发展期),至今已有四十多年的历史,含钒石煤提钒的生产技术和科学研究已有了较大发展。 总的来说,石煤提钒工艺技术可以归纳为两种代表性的类型:焙烧提钒工艺(火法提钒工艺)和湿法提钒工艺。 (1)火法焙烧湿法浸出提钒工艺 矿石经过高温氧化焙烧,低价钒氧化转化为五价钒,再进行湿法浸出得到含钒液体实现矿石提钒的工艺过程。 (2)湿法酸浸提钒工艺 含钒原矿直接进行酸浸,包括在较高浓度酸性条件下,甚至是加热加压、氧化剂存在的环境下,实现矿物中钒溶解得到含钒液体的工艺过程。 (3)焙烧工艺分类 传统食盐钠化焙烧-水浸-沉钒工艺、无盐焙烧-酸浸-溶剂萃取工艺、复合添加剂焙烧-

水浸或酸浸-离子交换工艺、钙化焙烧-酸浸出工艺。 (4)石煤提钒的技术改革 一方面是焙烧添加剂的多样化、焙烧设备的优化、浸出工艺的变化以及从含钒稀溶液中分离富集钒的方法的改进等几个方面;焙烧添加剂的多样化:食盐添加剂、低氯复合添加剂、无氯多元添加剂、无添加剂。焙烧添加剂的多样化,使得钒浸出率得到了提高,但总的来说钒的浸出率还是偏低。 另一方面为湿法提取钒工艺的改进。 (5)石煤提钒工艺制定 由于不同地区含钒石煤矿的物质组成、钒的赋存状态、钒的价态等差异很大,故选择含钒石煤提钒工艺技术流程应根据不同地区石煤的物质组成、钒的赋存状态、价态等特性进行全面考察并以含钒石煤矿中钒的氧化、转化、浸出作为制定合适提钒流程的依据。 (6)石煤提钒技术关键 石煤中钒的氧化、转化和浸出,即石煤中钒怎样才能进入溶液实现固液分离是石煤提钒技术关键。 2 石煤提钒工艺路线 火法根据焙烧过程添加剂的不同或焙烧机理的区别,分为:钠盐焙烧提钒工艺、空白焙烧提钒工艺、钙化焙烧提钒工艺等。湿法分为酸浸法和碱浸法。 (1)钠化焙烧工艺 a.1912年Bleeker发明用钠盐焙烧一水浸工艺提矿中的钒。 b.工艺流程为:石煤一磨矿一食盐焙烧一水浸一酸沉钒一碱溶一铵盐沉淀—偏钒酸铵热解一精V2O5。 c.以氯化钠为添加剂,均匀混合在破碎至一定细度的含钒石煤矿中,通过高温氧化焙烧,将多价态的钒转化为水溶性五价钒的钠盐,用工艺水直接浸取焙烧产物(即水浸),得到含钒浓度较低的浸取液,然后加入氯化铵沉钒制得偏钒酸铵沉淀,煅烧后得到V2O5,再将粗钒经碱溶、除杂、氯化铵二次沉钒得偏钒酸铵,热分解后得到纯度大于98%的V2O5产品。

钒及钒生产工艺

钒及钒生产工艺 第一章钒的性质及应用 一、钒的性质: 钒是一种十分重要的战略物资,在钢铁、电子、化工、宇航、原子能、航海、建筑、体育、医疗、电源、陶瓷等在国民经济和国防中占有十分重要的位置。 常温下钒的化学性质较稳定,但在高温下能与碳、硅、氮、氧、硫、氯、溴等大部分非金属元素生成化合物。例如:钒在空气中加热至不同温度时可生成不同的钒氧化物。在180℃下,钒与氯作用生成四氯化钒(VCl4);当温度超过800℃时,钒与氮反应生成氮化钒(VN);在800~1000℃时,钒与碳生成碳化钒(VC)。 钒具有较好的耐腐蚀性能,能耐淡水和海水的侵蚀,亦能耐氢氟酸以外的非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)和碱溶液的侵蚀,但能被氧化性酸(浓硫酸、浓氯酸、硝酸和王水)溶解。在空气中,熔融的碱、碱金属碳酸盐可将金属钒溶解而生成相应的钒酸盐。此外,钒亦具有一定的耐液态金属和合金(钠、铅、铋等)的腐蚀能力。 钒有多种氧化物。V2O3和V2O4之间,存在着可用通式V n O2n-1(3≤n≤9)表示的同族氧化物,在V2O4到V2O5之间,已知有V3O5、V3O7、V4O7、V4O9、V5O9、V6O11、V6O13等氧化物。工业上钒氧化物主要是以V2O5、V2O4和V2O3

形式存在,特别是V2O5和生产尤为重要。它们的主要性质列于下表: 二、钒的应用 三、五氧化二钒的性质 V2O5是一种无味、无嗅、有毒的橙黄色或红棕色的粉末,微溶于水(质量浓度约为L),溶液呈黄色。它在约670℃熔融,冷却时结晶成黑紫色正交晶系的针状晶体,它的结晶热很大,当迅速结晶时会因灼热而发光。V2O5是两性氧化物,但主要呈酸性。当溶解在极浓的NaOH 中时,得到一种含有八面体钒酸根离子VO43-的无色溶液。它与Na2CO3

炼钢连铸工艺流程介绍

连铸工艺流程介绍 将高温钢水浇注到一个个的钢锭模内,而是将高温钢水连续不断地浇到一个或几个用强制水冷带有“活底”(叫引锭头)的铜模内(叫结晶器),钢水很快与“活底”凝结在一起,待钢水凝固成一定厚度的坯壳后,就从铜模的下端拉出“活底”,这样已凝固成一定厚度的铸坯就会连续地从水冷结晶器内被拉出来,在二次冷却区继续喷水冷却。带有液芯的铸坯,一边走一边凝固,直到完全凝固。待铸坯完全凝固后,用氧气切割机或剪切机把铸坯切成一定尺寸的钢坯。这种把高温钢水直接浇注成钢坯的新工艺,就叫连续铸钢。

【导读】:转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后,需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序,主要设备包括回转台、中间包,结晶器、拉矫机等。本专题将详细介绍转炉(以及电炉)炼钢生产的工艺流程,主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限,专题中难免出现遗漏或错误的地方,欢迎大家补充指正。? 连铸的目的: 将钢水铸造成钢坯。?将装有精炼好钢水的钢包运至回转台,回转台转动到浇注位置后,将钢水注入中间包,中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一,它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用,将结晶器内的铸件拉出,经冷却、电磁搅拌后,切割成一定长度的板坯。?连铸钢水的准备 一、连铸钢水的温度要求: 钢水温度过高的危害:①出结晶器坯壳薄,容易漏钢;②耐火材料侵蚀加快,易导致铸流失控,降低浇铸安全性;③增加非金属夹杂,影响板坯内在质量;④铸坯柱状晶发达;⑤中心偏析加重,易产生中心线裂纹。 钢水温度过低的危害:①容易发生水口堵塞,浇铸中断;②连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷; ③非金属夹杂不易上浮,影响铸坯内在质量。 二、钢水在钢包中的温度控制: 根据冶炼钢种严格控制出钢温度,使其在较窄的范围内变化;其次,要最大限度地减少从出钢、钢包中、钢包运送途中及进入中间包的整个过程中的温降。 实际生产中需采取在钢包内调整钢水温度的措施: 1)钢包吹氩调温 2)加废钢调温 3)在钢包中加热钢水技术 4)钢水包的保温 中间包钢水温度的控制

炼铁炼钢工艺流程

1.3 企业基本情况 新绛县祥益工贸有限公司根据山西省发展和改革委员会(晋发改备案【2007】146号)批文,建设450m3高炉,并配套建设90m3带式烧结机等。 新绛县祥益工贸有限公司位于运城市新绛县煤化工业园区,厂址距新绛县城10km,距离同蒲铁路侯马北货站10km,距大运高速公路出口2.5km,距晋韩高速公路出口3km,交通运输十分便利,地理位置非常优越。 新绛县祥益工贸有限公司占地面积约28万m2,目前拥有职工600余人,其中中层管理人员20人,各类专业技术人员40余人(其中高级技术人员3人,中级技术人员20人),职工队伍稳定,职工素质普遍提高。公司紧紧依托当地丰富的矿产资源优势,艰苦创业,我稳步发展。 新绛县祥益工贸有限公司始终坚持质量第一、信誉为本的宗旨,依靠全体员工团结拼搏、积极开拓、艰苦创业、自强不息的努力,企业迅速发展壮大,为新绛县经济发展做出贡献。 1.4 高炉生产工艺简述 高炉冶炼用的焦炭、含铁原料、溶剂在原料厂和烧结厂加工处理合格后,用皮带机运至料仓贮存使用。 各种炉料在仓下经二次筛分、计量后,按程序由仓下皮带机送到高炉料坑,由料车将炉料至炉顶加入炉内进行冶炼。 高炉冶炼的热源主要来源于焦炭和煤粉的燃烧。各种原料在炉内进行复杂的理化反应,炉内承受着高温高压作用。为此,高炉内要砌耐火材料,并在高温区和重要部位设冷却壁,确保高炉安全生产。 高炉冶炼用风由鼓风机站供给,冷风以热风炉加热后送入高炉。 高炉冶炼主要产品是生铁,副产品为煤气、炉渣、炉尘等。 高炉的铁水用铁水罐拉至铸铁机进行铸铁,或用汽车将铁水罐直接送至铸铁机进行铸铁,或用汽车将铁水罐直接送至炼钢厂进行炼钢。 高炉煤气经除尘、净化后一部分供热风炉烧炉,余下部分供烧结机、喷煤和6000kw发电机组。 高炉炉渣在炉前进行水冲渣,水渣送至建材厂制砖,或送至水泥厂作为制作水泥的原料。 高炉产生的各种原料、重力除尘拉到烧结厂进行配料烧结,煤气除尘的布袋拉到建材厂进行综合利用。 高炉生产工艺流程见图二。 1.6烧结生产工艺简述 90m3烧结机主要包括烧结机及相应配套的原料系统、配料系统、混料系统、破碎、筛分系统、鼓风冷却系统、成品贮存系统以及供风、供水、供电等辅助设施。 该工程主要由生产设施、辅助设施和生活设施三大部分组成,其中生活设施由建设单位同意考虑,故本设计只考虑生产设施和辅助设施。 生产设施包括原料及配料系统,主烧结室、带冷几室、风机房、烟卤,一混合室、二混合室、成品中间仓等。 辅助设施包括原料及配料系统除尘及配套风机,机头除尘室及配套风机、烟卤,机尾布袋出尘室及配套风机、变配电室、水泵房等。 生产设施的总图布置为带冷机室在、主烧结室东西方向布置,除尘室的南侧。原料上料及配料系统布置在主烧机室的东侧,一混合室、二混合室布置在主烧机室的南侧。成品中间仓布置在带冷机室的南侧,距高炉储矿槽100余米,由成品皮带将成品烧结矿送至高炉储矿槽上。 烧结生产工艺流程见图三。 1.8 高炉喷煤生产工艺简述 高炉喷煤配套工程,是节约焦炭、降低高炉炼铁生产成本的重要措施。自从六十年代我国鞍钢、首钢高炉喷煤会的成功以来很快在国内普遍推广应用,并且高炉喷煤在工艺及其相关技术得到了迅速发展。尤其是近几年发展的富氧大喷煤技术(宝钢喷煤煤比打达到≥200kg/Tfe水平)给高炉生产注入县的生机。国内炼铁生产规模不断扩大与高炉生产效率的提高,对焦炭需求量业日趋增加,由于国内

提钒的原理和工艺设计

攀枝花学院本科课程设计 提钒的原理及工艺设计 学生姓名:罗浩 学生学号:201111101041 院(系):材料工程学院 年级专业:2011级材料科学与工程指导教师:李亮 二〇一三年十二月

摘要 钒是一种重要的战略物资,具有广泛的用途。钒被称为“现代工业味精”,是发展现代工业、现代国防和现代科学技术不可缺少的重要材料,可以添加于钢中、铁中,并以钛-铝-钒合金的形式用于航天领域。钒的化合物也十分有用,可以被广泛地用来生产如催化剂、化妆品、燃料以及电池等。在其它领域的应用也在不断扩展,且具有良好发展前景。基于钒的广泛用途,以提取和使用钒为目的全球产业也随之得以发展。石煤是我国独特的一种矶矿资源,储量极为丰富。从石煤中提取v205是获得钒的重要途径。文中旨在对传统提钒工艺流程进行评价的基础上,总结了石煤提钒中的一些新工艺,并对石煤提钒工艺前景进行了展望。 关键词石煤,提钒,焙烧,浸出

ABSTRACT Vanadium is an important strategic material and has many uses. Vanadium is called "industrial monosodium glutamate", is an important material in the development of modern industry, modern national defense and indispensable part of the modern science and technology, can be added to thesteel, iron, and the titanium aluminum vanadium alloys form used in the field of aerospace. Vanadium compounds are very useful, can be widely used in the production of cosmetics, such as catalyst, and fuel cell. In other fields of application has been extended, and has good prospects for development.Based on the extensive use of vanadium in vanadium extraction, and used for the purpose of global industry also developed. Stone coal is a unique vanadium mineral resource in China and is abundant. Extracting V2O5 from stone coal is an important method to get vanadium. On the basis of evaluation of conventional vanadium extraction processes, some new vanadium extraction processes from stone coal were summarized and prospect of the vanadium extraction process from stone cal was forecasted. Key Words Stone coal, Vanadium extraction, Roasting, Leaching

含钒石煤提钒工艺研究

含钒石煤提钒工艺研究 2008级材料冶金2班郭宇行学号200811103018 一导言 我国有丰富的钒资源,除钒钛磁铁矿外,还有一低品位单一钒矿资源,即作为钒的单独矿床开采的含钒碳质页岩,俗称石煤。石煤既是一种含碳氢少,发热量低,灰分高的劣质煤,也是一种低品位多金属矿石,其中最具有商业意义的金属元素是钒。钒在石煤中价态分析结果表明【1】,绝大部分地区石煤中的钒都是以酸碱不溶的V( Ⅲ)和V( 1 V)为主,这就是在石煤提钒过程中需要采用氧化焙烧使低价钒变为V( V) 的原因。我国石煤中钒的总储量为钒钛磁铁矿中钒总量的6—7倍,超过世界上各国钒储量的总和【2】。因此,以石煤为原料生产钒制品在我国具有良好的发展前景。 二钒的性质、用途及赋存状态 钒的原子序数23、原子50.94,是一种过渡元素。熔点1890±1 0℃,沸点为3380℃,密度为4.6 g/c m。金属钒呈银白色,质软,可塑性好,在室温下不氧化,在高温下空气中可燃烧,抗腐蚀能力较强【3】。目前,钒主要应用于生产合金钢和化工催化剂等,在其它领域的应用也在不断扩展。我国各地石煤中钒品位差异较大,在目前技术条件下,只有品位达到0.8%以上才有开采价值【4】。含钒石煤的物质组成较复杂,钒的赋存状态和赋存价态因地各异,但大部分是以类质同象形式赋存于云母类及高岭石等黏土矿物中,部分取代硅氧四面体复网层和铝氧八面体单网层中的 A l(Ⅲ);其次是以有机物形式和离子吸附形式赋存的;极少以钒石榴石、砷硫钒铜矿等钒矿物形式存在【5】。 三提钒工艺 3.1 传统工艺 钠盐焙烧一水浸工艺提取钒矿中的钒,这种沿用近百年的传统工艺的基本原理是以氯化钠为添加剂,通过焙烧将多价态的钒转化为水溶性五价钒的钠盐,再对钠化焙烧产物直接水浸,可得含有钒及少量杂质的浸取液,然后加入铵盐沉得粗钒,再将粗钒经碱溶、除杂并用铵盐二次沉钒得偏钒酸铵,热分解可得纯度大于98%的五氧化二钒,工艺流程如图1所示。 某些提钒工艺采用复合添加剂焙烧,以减少N a C 1 的添加量【6,7】,本文将这类工艺也归为传统工艺。钠化焙烧工艺的优点在于【8】:传统石煤提钒工艺的优点在于:工艺流程较简单,工艺条件不苛刻,设备不复杂,投资较少,基建时间较短等。但是,其明显缺点是:1金属回收率低,不到4 5 %;2环境污

炼钢工艺流程图

炼钢工艺流程 1炼钢厂简介 炼钢厂主要将铁水冶炼成钢水,再经连铸机浇铸成合格铸坯。现有5座转炉,5台连铸机,年设计生产能力为500万吨,现年生产钢坯400万吨。其中炼钢一分厂年生产能力达到240万吨;炼钢二厂年生产能力为160万吨。 2炼钢的基本任务 钢是以Fe为基体并由C、Si、Mn、P、S等元素以及微量非金属夹杂物共同组成的合金。 炼钢的基本任务包括:脱碳、脱磷、脱硫、脱氧去除有害气体和夹杂,提高温度,调整成分,炼钢过程通过供氧造渣,加合金,搅拌升温等手段完成炼钢基本任务,“四脱两去两调整”。 3氧气转炉吹炼过程 氧气顶吹转炉的吹氧时间仅仅是十分钟,在这短短的时间内要完成造渣,脱碳、脱磷、脱硫、去气,去除非金属夹杂物及升温等基本任务。 由于使用的铁水成分和所炼钢种的不同,吹炼工艺也有所区别。氧气顶吹转炉炼钢的吹炼过程,根据一炉钢吹炼过程中金属成分,炉渣成分,熔池温度的变化规律,吹炼过程大致可以分为以下3个阶段: (1)吹炼前期。(2)吹炼中期。(3)终点控制。 炼好钢必须抓住各阶段的关键,精心操作,才能达到优质、高产、低耗、长寿的目标。 装入制度 装入制度是保证转炉具有一定的金属熔池深度,确定合理的装入数量,合适的铁水废钢比例。

3.1.1装入量的确定 装入量是指转炉冶炼中每炉次装入的金属料总重量,它主要包括铁水和废钢量。目前国内外装入制度大体上有三种方式: (1)定深装入;(2)分阶段定量装入;(3)定量装入 3.2.2装入次序 目前永钢的操作顺序为,钢水倒完后进行溅渣护炉溅渣完后装入废钢,然后兑入铁水。 为了维护炉衬,减少废钢对炉衬的冲击,装料次序也可以先兑铁水,后装废钢。若采用炉渣预热废钢,则先加废钢,再倒渣,然后兑铁水。如果采用炉内留渣操作,则先加部分石灰,再装废钢,最后兑铁水。 供氧制度 制订供氧制度时应考虑喷头结构,供氧压力,供氧强度和氧枪高度控制等因素。 3.2.1氧枪喷头 转炉供氧的射流特征是通过氧枪喷头来实现的,因此,喷头结构的合理选择是转炉供氧的关键。氧枪有单孔,多孔和双流道等多种结构。永钢使用的是4孔拉瓦尔喷头形式喷枪。 3.2.2氧气压力控制 氧气压力控制受炉内介质和流股马赫数的影响。经测定,炉内介质压力一般为—,流股马赫数在—之间。因此目前在转炉上使用的工作压力为—,视各种扎容量而定。一般说来,转炉容量大,使用压力越高。 3.2.3氧气流量和供氧强度 (1)氧气流量:

炼钢工艺流程

【导读】:转炉炼钢是把氧气鼓入熔融的生铁里,使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量(含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度),可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧,去除有害气体和非金属夹杂物,提高温度和调整成分。归纳为:“四脱”(碳、氧、磷和硫),“二去”(去气和去夹杂),“二调整”(成分和温度)。采用的主要技术手段为:供氧,造渣,升温,加脱氧剂和合金化操作。本专题将详细介绍转炉炼钢生产的工艺流程,主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限,专题中难免出现遗漏或错误的地方,欢迎大家补充指正。 转炉冶炼目的:将生铁里的碳及其它杂质(如:硅、锰)等氧化,产出比铁的物理、化学性能与力学性能更好的钢。 【相关信息】钢与生铁的区别:首先是碳的含量,理论上一般把碳含量小于2.11%称之钢,它的熔点在1450-1500℃,而生铁的熔点在1100-1200℃。在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体,随着碳含量的增加,其强度、硬度增加,而塑性和冲击韧性降低。钢具有很好的物理、化学性能与力学性能,可进行拉、压、轧、冲、拔等深加工,其用途十分广泛。 转炉冶炼原理简介: 转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨,内壁有耐火砖,炉侧有许多小孔(风口),压缩空气从这些小孔里吹炉内,又叫做侧吹转炉。开始时,转炉处于水平,向内注入1300摄氏度的液态生铁,并加入一定量的生石灰,然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应,使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣,利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用,使反应遍及整个炉内。几分钟后,当钢液中只剩下少量的硅与锰时,碳开始氧化,生成一氧化碳(放热)使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后,磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙,一起成为炉渣。当磷与硫逐渐减少,火焰退落,炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时,表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风,并把转炉转到水平位置,把钢水倾至钢水包里,再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果氧气是从炉底吹入,那就是底吹转炉;氧气从顶部吹入,就是顶吹转炉。 转炉冶炼工艺流程简介:

碱性电弧炉炼钢工艺流程

碱性电弧炉炼钢工艺流程 碱性电弧炉氧化法炼钢工艺过程主要包括原材料准备、补炉、配料及装料、熔化期、氧化期、还原期及出钢等7个阶段。 一、原材料准备 废钢是电弧炉炼钢的主要材料,废钢质量的好坏直接影响钢冶的质量、成本和生产率,因此,对废钢质量有如下几点要求。 1)废钢表面应清洁少锈,因废钢中沾有的泥沙等杂物会降低炉料的导电性能,延长熔化时间,还会影响氧化期去鳞效果及侵蚀炉衬。废钢锈蚀严重或沾有油污时还会降低钢和合金元素的收得率,并增加钢中的含氢量。 2)废钢中不得混有铅、锡、砷、锌和铜等有色金属。铅的密度大,熔点低,不溶于钢液,易沉积在炉底缝隙中造成漏钢事故;锡、砷和铜易引起钢的热脆。 3)废钢中不得混有密封容器,以及易燃、易爆物和有毒物,以保证安全生产。 4)废钢化学成分应明确,且需按成分分类存放,硫、磷含量不宜过高。 5)废钢外形尺寸不能过大(截面积不宜超过300mm×300mm,最大长度不宜超过350mm)。 二、补炉 一般情况下,每炼完一炉钢后,在装料前要进行补炉,其目的是修补炉底和被侵蚀的渣线及被破坏的部位,以维持正常的炉体形状,从而保证冶炼的正常进行和安全生产,补炉的要点如下:

1)出钢后立即检查炉衬,需填补炉底时,应先将炉底残渣全部扒出,然后进行填补。补炉的原则是高温、快补、薄补,维护炉膛原状。 2)补炉料要提前半个小时混合均匀,补炉后放下电极烘烤30min,若补镁砂量较大,应酌情延长烘烤时间。 三、配料及装料 配料是电炉炼钢工艺中不可缺少的组成部分,配料是否合理关系到炼钢工能否按照工艺要求正常地进行冶炼操作。合理的配料能缩短冶炼时间。配料时应注意以下几点:一是必须正确地进行配料计算和准确地称量炉料装入量;二是炉料的大小要按比例搭配,以达到好装、快速熔化的目的;三是各类炉料应根据钢液的质量要求和冶炼方法搭配使用;四是配料成分必须符合工艺要求。 装料前应先在炉底铺上一层石灰,其重量约为炉料重量的2%,以便提前造好熔化渣,有利于早期去磷,减少钢液吸气和加速升温。 装料时应将小料的一半放入底部,小料的上部、炉子中心区放入全部大料、低碳废钢和难熔炉料,大料之间放入小料,中型料装在大料的上面及四周,大料的最上面放入小料。凡在配料中使用的电极块应砸成50~lOOmm,装在炉料下层,且要紧实,装好的炉料为半球形,二次加料不使用大块料及湿料。 四、熔化期 在电弧炉炼钢工艺中,从通电开始到炉料全部熔清为止称为熔化期。熔化期的任务是将固体炉料迅速熔化成钢液,并进行脱磷,减少钢液吸收气体和金属的挥发。熔化期的操作工艺如下: 1)启弧阶段。通电启弧时炉膛内充满炉料,电弧与炉顶距离很近,如果输入功率过大、电压过高,炉顶容易被烧坏,因此一般选用中级电压和输入变压器额定功率的2/3左右。

石煤提钒工艺研究现状

石煤提钒工艺研究现状 石煤是我国储量巨大的钒矿资源,但大多数为低品位云母类及高岭土类粘土矿物,开发利用较为困难。石煤提钒工艺多种多样,浸出是石煤选矿中最为主要的分选方法,文章简单叙述了几种应用较为广泛的石煤提钒工艺,并分析了各自的优缺点及其优化改良。此外,介绍了相关新工艺,并对工艺进一步发展提出了看法。 标签:石煤;提钒;浸出;工艺 石煤是一种无机成分含量远超于有机成分的劣质“煤炭”,其主要性质[1,2]表现为:灰分高、燃烧值低、伴生元素种类多,因此石煤常作为有价元素的低品位多金属矿被提取利用。其中V2O5含量大于0.8%的石煤,可作为钒矿资源利用[3,4]。由于类质同像等原因,石煤中的钒通常以V(Ⅲ)与V(Ⅳ)等较低价态存在于层状硅酸盐矿物中,或以四次配位的钒氧四面体取代硅氧四面体或铝氧四面体,或以六次配位钒氧八面体取代铝氧八面体,属于难溶解物质。 目前,石煤提钒的应用常规工艺是先焙烧后浸出,即先破坏石煤的矿物结构,并将钒氧化成V(V)的可溶性钒酸盐,然后通过浸出,使其由固相转为液相,并从溶液中提取精钒[5]。目前种类繁多的石煤提钒工艺大致可分为火法-湿法联合提钒工艺与全湿法提钒工艺两大类。根据文献资料分析,文章主要综述了石煤浸出的工艺条件以及各自的优缺点,另外还介绍了相关的新工艺,并对此提出了看法。 1 火法-湿法联合提钒工艺 1.1 传统工艺 传统工艺为钠化焙烧水浸工艺,是高温条件下,由于金属氧化物的存在,氯化钠加速分解,产生活性氯和Na2O,活性氯与低价钒作用产生中间产物VOCl3,VOCl3高温条件下发生分解,反应生成可溶于水的钒酸钠盐[6]。传统工艺的基本流程为氯化钠焙烧→水浸出→酸沉粗钒→碱溶铵盐沉钒→热解脱氨制得精钒。该工艺的优点是工艺适用条件范围广,投资回收期短;其缺点是废气污染严重、回收率低、废液离子复杂。 传统工艺的焙烧一水浸的钒回收率仅45%-55%,究其原因是焙烧时V(V)与石煤中的钙、铁等反应生成如Fe(VO3)2、Fe(VO3)3、Ca(VO3)2等化合物及焙砂中有未完全氧化的V(IV)的化合物,它们均不溶于水,但溶于酸。因此邓庆云[7]等人提出了NaC焙烧一水浸一水浸渣酸浸——901树脂吸附提钒,钒总回收率达73%,比传统工艺提高25%以上。 石煤钠化焙烧提钒工艺缺点突出,但优势也很明显。如普适性强,成本低,钒浸出率高,并且浸出液中杂质含量少,钒易回收,废水也易处理和循环使用。

攀钢提钒炼钢厂工艺技术及装备进步

攀钢提钒炼钢厂工艺装备及技术进步 1 前言 攀钢提钒炼钢厂是我国第一座自行设计、制造、建设大型转炉炼钢厂,1971年10月1日建成投产后,经过二期工程建设、三期工程建设和三期技术改造,技术装备水平不断提高,生产规模逐渐扩大,目前已成为我国西南地区最大、中国重要的钢钒生产基地。 攀钢提钒炼钢厂已投入生产使用的工艺装备包括5座120吨炼钢转炉、2座120吨提钒转炉、2部混合喷吹脱硫装置、1部复合喷吹脱硫装置、2台1350板坯连铸机、1台6机6流和1台4机4流大方坯连铸机,配套设置RH真空处理装置2台、LF电加热炉4台,已形成年产钒渣18万吨、连铸坯500万吨、炼钢600万吨的生产能力。 在工艺技术和产品开发方面,开发了独具特色的世界先进水平的低钒铁水转炉提钒工艺技术,其主要技术经济指标达世界先进水平;炼钢转炉炉龄突破10000炉大关,创世界半钢炼钢条件下转炉炉龄之最;国内首家在大方坯连铸上开发应用了凝固末端动态轻压下技术。转炉冶炼品种多达200多个,是国内首家生产350km/h高速重轨钢的企业,同时也是国内仅有的几家具备批量性生产IF 钢、纯净钢的大型炼钢厂之一。 2 工艺流程 攀钢提钒炼钢厂的工艺流程见图1。 图1 攀钢提钒炼钢厂工艺流程 3 含钒铁水转炉提钒 攀钢1971年~1995年采用雾化提钒法技术,1995年改为转炉提钒。2座120吨转炉提钒的设计能力为年产钒渣11万吨。 3.1提钒主要技术 经过技术攻关,自主研究并形成了以下技术:

(1)渣态调整工艺技术。 (2)多炉出钒渣工艺技术和挡渣出半钢技术。 (3)铁矿石和冷固球团作冷却剂的有效冷却工艺。 (4)339专用提钒氧枪提钒供氧工艺。 (5)提高提钒转炉炉龄技术。 (6)深吹半钢开炉工艺。 (7)复吹提钒技术。 3.2转炉提钒主要技术指标 攀钢转炉提钒的技术经济指标已达到了世界先进水平,见表1。 通过铁水提钒工艺的研究和改进,攀钢钒渣产量大幅度提高,实现了钒资源的综合回收和利用,2006年的钒渣产量达到18.2万吨,见图2。 4 半钢炼钢 采用提钒后的半钢炼钢工艺不同于普通铁水的炼钢工艺,攀钢经过多年的研究,并结合转炉炼钢的发展趋势,形成了独具特色的半钢炼钢工艺。 4.1顶底复合吹炼 攀钢五座炼钢转炉已全面使用顶底复合吹炼技术,采用吹炼前、中期供N2,后期供Ar 的底部供气方式,目前底吹供气强度已具备0.10Nm3/(min.t)的供气能力。在(0.02~0.06)Nm3/(min.t)的供气强度下,与LD 相比,钢水终点氧活度降低(50~200)×10-6 ,渣中TFe 降低2%~4%,出钢过程的合金收得率也有所提高。 4.2钒钛钢渣溅渣护炉 攀钢转炉采用含钒钛铁水提钒后的半钢为原料进行炼钢,钢渣中含[V]、[Ti]氧化物,1996年的转炉炉龄为1217炉。在半钢炼钢、钒钛钢渣及细长形炉型条件下进行溅渣护炉,无国内外的经验借鉴。从1997年开始,通过对钒钛钢渣性质的研究、造渣工艺的改进、终点控制制度、吹氮溅渣参数、炉体维护的研究和完善,攀钢成功解决了钒钛钢渣的抗侵蚀难题,开发出半钢炼钢及钒钛钢渣条件 下的溅渣护炉工艺,形成了炉衬砖材质、砖型及砌筑技术,半钢炼钢造渣技术, 图2 1971年~2006年钒渣产量趋势图 30000 60000900001200001500001800002100001971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 年份 吨

国内石煤提钒工艺现状分析及面临问题

国内石煤提钒工艺现状分析及面临问题 邹晓勇 (吉首大学化工学院副教授,吉首市诚技科技开发有限公司总经理,湖南省) 邹晓勇,男,41岁 从事石煤提钒新技术研究十多年,在石煤提钒领域发表论文十多篇; 主持研发的钙化焙烧低酸浸出离子交换法提钒技术已实现规模化工业运行两年多; 采用该项技术的石煤提钒项目已获得国内多个省市环保部门的项目批复。 石煤提钒,通常指以含钒碳质页岩、含钒煤矸石等为原料提取钒化合物的工业过程。 我国的石煤提钒工业起步于70年代末期,此后经历了两次大的发展时期,即八十年代的初步发展期,以及2004年到现在的大发展期。石煤提钒工业经过三十年的发展,在钒行业已经具有较重要的地位,产量估计已经达到钒总产量的40%左右。在工业行业里,石煤提钒是个较年轻的行业,在工艺、设备方面仍然处于较落后的状况,仍然存在较大的技术和经济提升空间。 1 石煤提钒工艺现状 经过三十年的发展,石煤提钒工艺发展为两大工艺路线,即火法焙烧湿法浸出提钒工艺和湿法酸浸提钒工艺。火法焙烧湿法浸出提钒工艺,指的是矿石经过高温氧化焙烧,低价钒氧化转化为五价钒,再进行湿法浸出得到含钒液体实现矿石提钒的工艺过程;湿法酸浸提钒工艺,指的是含钒原矿直接进行酸浸,包括在较高浓度酸性条件下,甚至是加热加压、氧化剂存在的环境下,实现矿物中钒溶解得到含钒液体的工艺过程。 1.1火法焙烧湿法浸出提钒工艺 火法焙烧湿法浸出提钒工艺,根据焙烧过程添加剂的不同或焙烧机理的区别,分为加盐焙烧提钒工艺、空白焙烧提钒工艺、钙化焙烧提钒工艺等。 1.1.1加盐焙烧提钒工艺 1976年,湖南冶金研究所与岳阳新开公社合作进行石煤提钒的试验研究并建厂生产。焙烧设备选用安化钒厂的平窑,并对之进行了改进。到1979年,石煤加盐氧化钠化焙烧—水浸—水解沉粗钒—粗钒碱溶精制—精钒的传统工艺流程己经形成,此工艺也就是行业传统上说的“钠法焙烧、两步法沉钒工艺”或“加盐焙烧提钒工艺”。

攀钢转炉提钒工艺的开发与优化

第34卷增刊1999年10月 钢铁 IRONANDS1E£L V01.34.Suppl. October,1999攀钢转炉提钒工艺的开发与优化 戈文荪张大德籍可镔杨素波王建 张玉东陈勇林茂强许华 (攀枝花钢铁(集用)公司) 摘要针对攀钢低钒铁水特征及转炉提钒工岂现状,5ifi;fxf攀钢转炉提钒f‘艺的采统开发与忱化.使转炉提钒工岂技术指标大幅慢提高,达到世界先进水平。Lc一357“.[V]“0.028%tl’。i375(.罐综合样 (V20。)18.06%,(TFe)、(MFe)分别为28.7%、128“,钒Ⅲ牧苹80,9%.钒钒化筝90.4%,半钢收得率93.94%。还分析r转炉提钒过程Ji素氰化特征。 关键词转炉提钒]:艺 DEVELOPMENTANDOPTIMlZATIoNoFVANADIUMRECoVERY PRoCESSINCoNVERTERSATPANCANG GEWensanZHAN(;1)adeJIKebinYANGSuboWANGJian ZHANGYudongCHENgongI.INMao{liangX1.JHua (PanzhihuaIronandSteel((;roup)【:().) ABSTRACTInaccordancewith1hecharacleristicsof10TVvanadiumbearinghotmetalandthepresentsituationofvanadiumrecoveryprocess.£hetargelsofvanadimnrecoveryprocessinconvertersarerisengreatlybythesystematicdevelopmentandoptimizationoftheprocessatPangang,andtheyCOllieI】pIoadvancedworldlevel.i.c.Lcj3.57%.Ev2L0.028蟛insemi-steel,andsemisteel’s{emperaturej375C;(V二OE)18.06%,(,【IFc)28.7%and(MFe)12.8%invanadiumslag,vanadiumrecoveryrate80.9%;vanadiumoxidizingrate90.4%;semi—steelyieldrate93.94%.Thispaperalsoanalysestheelementoxidizingcharacteristicsduringvanadiumrecoveryprocessinconverters? KEYWORDSconverter,vanadiumrecovery,process 1前言 钒是攀钢高炉铁水的有益元素。钒的提取及其 产品深加工对攀西地区钒钛磁铁矿综合利用意义重大。在当前市场经济环境下,“多提钒、多产钒渣”,就 能为攀钢多获实益。因此,开发与优化转炉提钒工艺,生产出合格而优质的钒渣和半钢,将为“攀钢钒 产品成为新的支柱产品.形成规模效益,同时,生产 出顺应市场的钢铁产品,参与国内外市场的强力竞争”奠定坚蛮基础。 1995年攀钢自雾化提钒改为转炉提钒后,经过 J995、1996年的努力,取得了较好的经济技术指标.联系人:置文荪,高墩工程师.攀桂花(6170671攀枝花钢铁(集用)公口J但仍不先进。主要表现在:①[V]t略高;(TFe)、(MFe)、钒氧化率、钒回收率与俄罗斯下塔吉尔钢厂转炉提钒丁-艺差距大;蓬喑々炉提钒工艺技术指标大多与原雾化提钒相当.转炉提钒的优越性未显现。 住2年转炉提钒实践的基础上.经1997、1998年系统研究。从转炉提钒上艺整体出发,不断开发与优化各项工艺技术,理顺了前部脱硫工序与后段炼钢f序的匹配、衔接,生产出合格而优质的钒渣和半,帮j,fFl:断满足钒产品深加1:和转炉炼钢工艺要求。2试验条件与方法 2.1试验条件

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