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从钒钛磁铁矿中提钒工艺

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从钒钛磁铁矿中提钒工艺

发布日期:2021-01-18 作者: 点击:

 钒钛磁铁矿是一种以含铁、钛、钒为主的共生磁性铁矿,钒的绝大部分和铁矿物质呈类质同象赋存于磁铁矿中。该类矿在世界上赋存量巨大,在世界六大洲均有大型矿床分布,世界上钒产量的88%是从钒钛磁铁矿中提取出来的。本文首先归纳我国开发的提钒技术,然后再介绍国外从钒钛磁铁矿和铁矿中提钒的成熟流程。          

从钒钛磁铁矿中回收钒,常用的方法是将钒钛磁铁矿在高炉或电炉中冶炼出含钒生铁,再通过选择性氧化铁水,使钒氧化后进入炉渣,得到钒含量较高的炉渣作为下一步提钒的原料。         

目前冶钒设备厂家讲述含钒铁水的处理方法有三种:

1、吹炼钒渣法:此法是在转炉或其他炉内吹炼生铁水,得到含V2O512~16%的钒渣和半钢,吹炼的要求是“脱钒保碳”。此法是从钒钛磁铁矿中生产钒的主要方法,较从矿石中直接提钒更经济。目前世界上钒产量的66%是使用这种方法生产的。

2、含钒钢渣法:此法是将含钒铁水直接吹炼成钢。钒作为一种杂质进入炉渣,钢渣作为提钒的原材料。但这种钢渣中氧化钙含量高达45~60%,使提钒困难。这种方法不仅省去吹炼炉渣设备,节省投资,而且回收了吹炼钒渣时损失的生铁,是新一代的提钒方法。

3、钠化渣法:此法是把碳酸钠直接加入含钒铁水,使铁水中的钒生成钒酸钠,同时脱除铁水中的硫和磷。该种渣可不经焙烧直接水浸,提取五氧化二钒。所获得的半钢含硫、磷很低,可用无渣或少渣法炼钢。

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在钒钛磁铁矿精矿直接提钒工艺中,焙烧工艺对钒的提取至关重要,焙烧过程实质上是一个氧化过程,即在高温下将矿石中的三价钒氧化为四价直至五价钒,为使钒磁铁矿和榍石等主要含钒矿物的结构得到充分破坏,同时促进转价后的钒生成可溶性的盐,可在焙烧过程中加入添加剂。钒钛磁铁矿精矿直接提钒工艺根据焙烧添加剂的种类不同又分为主要两种:一种是钠化焙烧提钒法;另一种是钙化焙烧提钒法。

(1)钠化焙烧提钒法

钠化焙烧提钒是钒钛磁铁矿精矿提钒应用较多的工艺,其技术方案是以NaCl、Na2SO4或Na2CO3等钠盐作为为焙烧添加剂,通过焙烧使低价态的钒转化为可溶于水的钒酸钠。

钠化焙烧提钒法工艺相对成熟、操作简单和早期投入小,因为对钒选择性强、回收率高,一直是我国从钒钛磁铁矿精矿中提取钒的主要方法。但是钠化焙烧存在焙烧温度高、焙烧时间长等问题,且钠盐添加量较多使焙烧过程中产生大量的Cl2、HCl及SO2等有毒气体,会对环境产生较大的污染。

曾尚林等(曾尚林,曾维龙.攀枝花钒钛精矿钠化焙烧提钒新工艺研究[J].金属矿山,2008,(5):60-62)采用Na2CO3作为焙烧添加剂,在1200°C条件焙烧2h,此法焙烧温度较高,且焙烧时间较长。

(2)钙化焙烧提钒法

除了加钠盐氧化焙烧外,钙化焙烧-酸浸工艺也被广泛应用。钙化焙烧提钒中,通常加入CaO或CaCO3等钙质添加剂,使钒转化为不溶于水但可溶于酸溶液的钒酸钙。

钙化焙烧提钒法不产生HCl、Cl2等有害气体,焙烧后的浸出渣中不含钠盐而富含钙,有利于综合利用,例如用于建材行业等。但该工艺钙化剂用量偏大,存在转化率偏低和成本较高等问题,且焙烧温度较高,一般需达到1200°C以上,不适用于大规模工业生产。


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