轉爐提釩過程同時造渣脫磷的應用基礎研究.pdf

1、釩及其產品具有良好的物理、化學性質，被廣泛應用于航空航天、冶金、化工等領域。目前攀鋼提釩的主要工藝流程為釩鈦磁鐵礦高爐還原-轉爐氧化制備釩渣-釩渣鈉化焙燒水浸提釩。但提釩后半鋼煉鋼脫磷負荷大，冶煉低磷、超低磷鋼困難。鈉化提釩工藝焙燒過程釋放污染氣體，不符合清潔生產的要求。在轉爐提釩過程加入石灰造渣脫磷是解決半鋼冶煉過程造渣困難、脫磷負荷高和實現后續(xù)清潔提釩工藝可能的有效方法。本文以含釩鐵水提釩脫磷為研究對象，從堿性釩渣浸出、轉爐提釩脫磷

2、熱力學和動力學三方面進行研究，探索轉爐提釩過程同時脫磷的可行性。
　　為確定堿性釩渣直接焙燒-堿/酸性水溶液浸出的可行性及最佳釩渣成分，本文以不同堿度的堿性釩渣為原料進行浸出實驗。研究發(fā)現采用160g/L碳酸鈉溶液浸出堿度為1.5的釩渣時，釩的轉浸率達到了84.02％。在本實驗范圍內，堿性釩渣直接焙燒-堿性浸出的方法可行，最佳的釩渣堿度為1.5。
　　以化學熱力學理論為基礎，采用正規(guī)離子溶液模型和離子分子共存理論模型構建堿性

3、釩渣的熔渣熱力學模型，并在此基礎上對不同爐渣成分和反應溫度的釩、磷在渣金間的分配行為進行了研究，同時進行了熱態(tài)實驗。計算結果顯示釩在渣金間的分配比隨著渣中 FeO、V2O3和MnO的增加而增加，隨著渣中 CaO、TiO2和P2O5的增加和反應溫度的升高而降低。磷在渣金間的分配比隨著渣中P2O5、FeO、CaO和MnO的增加而增加，隨著渣中V2O3和TiO2的增加和反應溫度的增加而降低。實驗結果表明，在終渣堿度為1.5，終渣FeO含量為3

4、5%、反應溫度為1380℃的條件下，提釩率和脫磷率分別達到89.67%和66.67%。反應溫度為1380℃時，隨著堿度從0.6增加到2.1，LogLp明顯增加；釩分配比數值LogLv在2.21~2.33之間，與傳統轉爐提釩過程的釩分配比基本一致。轉爐提釩過程加入石灰造渣脫磷后對提釩過程不造成負面影響。
　　在不同爐渣組分、反應溫度以及攪拌強度條件下，對提釩脫磷過程磷、釩的傳質規(guī)律進行了動力學實驗研究?；陔p膜理論建立動力學方程對實

5、驗數據進行了解析。本實驗中各爐次的表觀脫磷速率常數和提釩速率常數分別在0.413~0.740×10-32g/(cm?s)和0.247~0.378×10-32g/(cm?s)之間。磷的初始傳質參量在0.025~0.084cm3/s之間，釩的初始傳質參量在0.18~0.30cm3/s之間。隨著反應的進行，傳質參量逐漸減小，在有回磷、回釩的爐次變?yōu)樨撝?。在本實驗范圍內，終點磷、釩的傳質參量分別在-5.00~0×10-3cm3/s，-4.98~