[發(fā)明專利]高碳50釩鐵的低成本生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410755102.4
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN104498743B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李東明;李九江;陳東輝;孟旭光;朱立杰;盧永杰;白瑞國
• 申請（專利權(quán)）人: 河北鋼鐵股份有限公司承德分公司
• 主分類號(hào): C22C1/02
• 分類號(hào): C22C1/02;C22C27/02;C22C33/04;C22C38/12;C22B5/10
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 劉偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種釩鐵的生產(chǎn)方法，尤其是一種高碳50釩鐵的低成本生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

50釩鐵（FeV50）是指含釩48%～55%的釩鐵合金，目前國內(nèi)外普遍采用電硅熱法生產(chǎn)，即將氧化釩、鐵屑（廢鋼）、還原劑（硅鐵、硅鋁鐵等）及白灰等分批次加入電弧爐中，經(jīng)三到四期初煉還原、一期精煉后得到產(chǎn)品，其工藝流程如圖1所示，其具體實(shí)施方法是：在釩鐵冶煉過程中，將廢鋼和返爐精渣加入電弧爐后通電進(jìn)入預(yù)處理期，完成預(yù)處理后分期加入氧化釩、石灰及還原劑，相繼進(jìn)行初煉一、二、三期冶煉，每期冶煉后出貧渣，初煉三期（或四期）完成后進(jìn)入精煉期，精煉后停電出釩鐵水，澆注、破碎后得到中釩鐵。該方法具有過程釩損失率低、成品率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性高等優(yōu)勢。

但隨著近年國內(nèi)釩產(chǎn)能的增加，釩鐵、釩氮合金等產(chǎn)量逐年增加，而作為釩鐵、釩氮合金主要消耗產(chǎn)業(yè)的鋼鐵行業(yè)普遍不景氣，造成了釩鐵等釩合金的價(jià)格偏低，迫于市場競爭壓力，降低50釩鐵的生產(chǎn)成本，成為提高其產(chǎn)品效益和市場占有率的主要因素。

為降低生產(chǎn)成本，當(dāng)前釩鐵生產(chǎn)企業(yè)采取了以下措施：

（1）降低含釩原料的成本：

公開號(hào)為CN101104891A的專利申請?zhí)峁┝艘环N從釩的低含量溶液中制取釩鐵的方法，其從釩的低含量溶液中沉淀釩酸鐵，再與鋁粒、石灰混合冶煉釩鐵。該方法適用于從低品位含釩礦石焙燒后的中性、酸性浸出液中富集提取釩而制備中釩鐵，由于采用了釩酸鐵作為含釩原料，替代了原有技術(shù)中的氧化釩，而釩酸鐵能夠降低含釩原料的工序成本，故能起到一定降本作用。

公開號(hào)為CN?102477509A的專利申請?zhí)峁┝艘环N中釩鐵的制備方法，其在提釩浸出液與水溶性三價(jià)鐵鹽接觸過程中加入一定量氫氧化鈣/氧化鈣，經(jīng)固液分離、煅燒脫水后得到釩酸鐵和釩酸鈣的混合物，作為含釩物料冶煉中釩鐵。該方法解決了沉淀產(chǎn)物成分復(fù)雜，造成洗滌和過濾困難，同時(shí)雜質(zhì)Cr(OH)₃進(jìn)入沉淀物會(huì)使釩鐵冶煉過程中帶入雜質(zhì)鉻的問題，同時(shí)適用于含釩濃度較高的溶液；本方法同樣采用了低成本含釩原料，能起到一定降本作用。

以上兩種工藝通過使用生產(chǎn)成本較低、綠色環(huán)保的釩酸鐵、釩酸鈣代替釩氧化物作為含釩原料冶煉釩鐵，避免了傳統(tǒng)工藝氨氮及重金屬離子廢水處理的問題，有效的降低了生產(chǎn)中釩鐵的原料成本。

（2）優(yōu)化過程工藝、資源綜合利用：

公開號(hào)為CN102115800A的專利申請?zhí)峁┝艘环N釩鐵合金清潔生產(chǎn)工藝，該工藝通過將電硅熱法與電鋁熱法兩種生產(chǎn)工藝在同一場地實(shí)施，充分利用兩種冶煉釩鐵合金過程原、材料互補(bǔ)性，釩鐵成品破碎產(chǎn)生的釩鐵粉直接用于氮化釩鐵生產(chǎn)，不再返回流程二次熔煉；對電鋁熱法工藝的爐渣、爐襯、工藝廢料，回收用于電硅熱法生產(chǎn)；對兩種工藝產(chǎn)生的冶煉貧渣、除塵灰、工業(yè)廢水進(jìn)行資源化再利用。該工藝通過優(yōu)化過程工藝，降低工藝流程的綜合能耗，提高冶煉釩鐵合金的資源利用率。

上述降低含釩原料的成本、優(yōu)化過程工藝、資源綜合利用等措施對降低50釩鐵的生產(chǎn)成本具有一定的效果，但總體來說目前行業(yè)基本還是采用上世紀(jì)90年代初就有的以硅鐵為還原劑，硅鋁鐵為爐渣貧化劑（例如專利申請?zhí)?0106462.9提供的一種釩鐵爐渣貧化劑及其應(yīng)用）電硅熱法冶煉的方法，先用硅鐵使?fàn)t渣還原到一定程度后，當(dāng)爐渣中含釩較低（折V₂O₅≤2%）時(shí)，加入硅鋁鐵合金對爐渣進(jìn)行貧化還原，使?fàn)t渣中殘存釩含量V₂O₅≤0.35%時(shí)，即視為貧渣棄去。該方法有效的提高了鋁的利用率，使鋁材消耗降低34～40%，可從一定程度上降低釩鐵的生產(chǎn)成本，目前，國內(nèi)主要生產(chǎn)廠家均采用硅鐵和硅鋁鐵為還原劑的方式冶煉中釩鐵。

該工藝生產(chǎn)50釩鐵生產(chǎn)過程中發(fā)生的主要還原反應(yīng)為式Ⅰ和式Ⅱ：

2V₂O₅+5Si+5CaO==高溫==4V+5CaO·SiO₂???Ⅰ

2V₂O₅+20/3Al==高溫==4V+10/3Al₂O₃???Ⅱ