高爐冶煉釩鈦磁鐵礦過程中釩還原特征研究.pdf

1、釩是一種價(jià)值含量很高的資源，充分回收和綜合利用釩鈦磁鐵礦中豐富的釩資源，能使得釩更為廣泛地應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)各行業(yè)中，從而創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)效益和企業(yè)效益。我國(guó)攀鋼具有相對(duì)成熟的“高爐-轉(zhuǎn)爐”冶煉釩鈦磁鐵礦工藝流程，為高效回收利用攀西地區(qū)釩鈦磁鐵礦中的釩資源提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
　　近年來，攀鋼采取提高高爐入爐爐料的釩鈦礦比例的措施來進(jìn)行高爐冶煉，由于高爐冶煉在整個(gè)“高爐-轉(zhuǎn)爐”冶煉釩鈦磁鐵礦工藝流程中扮演著提供高質(zhì)量含釩鐵水和與后續(xù)提釩轉(zhuǎn)

2、爐吹煉工序相匹配的重要角色，因此必須考慮此措施的采用是否會(huì)對(duì)高爐釩還原產(chǎn)生影響，從原料端增加入爐釩總量，是否能相應(yīng)提高進(jìn)入鐵水的釩量，是需要回答的一個(gè)問題。另外，在冶煉過程中改變相關(guān)的高爐操作條件能有利于高爐釩還原，這些條件的改變是否符合現(xiàn)有操作制度的要求，也是實(shí)際生產(chǎn)中需要關(guān)心的另一個(gè)問題?？梢?，若要很好地解答以上問題，則需要深入和全面地認(rèn)識(shí)高爐冶煉釩鈦磁鐵礦過程中釩的還原特征。
　　基于此，本文開展了高爐冶煉釩鈦磁鐵礦過程中釩

3、還原特征研究，通過研究釩在高爐中的行為、合理的改善高爐釩還原條件的途徑等問題，力求把握釩在高爐中的還原規(guī)律，從而為生產(chǎn)實(shí)踐提供理論指導(dǎo)。本文借助熱力學(xué)理論、動(dòng)力學(xué)理論、高爐配料計(jì)算等理論分析和礦相分析、XRD分析、實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)方法來實(shí)現(xiàn)上述的研究，并得出如下主要的研究成果：
　?、?gòu)母郀t上部到高爐中下部，隨著高爐冶煉條件變化，+3~+4價(jià)的釩逐步從礦石轉(zhuǎn)移到被還原的固態(tài)鐵相，并最終大部分以0價(jià)釩的形式轉(zhuǎn)移到鐵水中，其余的釩

4、以+2~+3價(jià)的形式轉(zhuǎn)移到爐渣中，賦存形態(tài)為釩氧化物。
　?、谘芯苛烁纳聘郀t釩還原的途徑。模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明軟熔滴落帶和爐缸區(qū)釩的還原度分別為58％和70%，是釩在高爐中的主要還原區(qū)域。模擬實(shí)驗(yàn)研究了高爐上部和高爐中下部不同因素對(duì)釩還原的影響規(guī)律，結(jié)果表明：爐料粒度的降低有利于釩在塊狀帶的還原；溫度的提高均有利于釩在高爐三區(qū)域的還原；釩鈦礦配比從66%提高至70%，有利于釩在塊狀帶的還原，且68%時(shí)最有利于釩在軟熔滴落帶的還原，鐵中

5、釩含量有最大值0.1299%；渣中 TiO2含量的降低和二元堿度的增加有利于爐缸區(qū)釩的還原。
　?、垩芯苛烁郀t釩還原與高爐透氣性、高爐泡沫渣、高爐富氧噴煤和高爐爐渣脫硫的關(guān)系。研究表明，20mm的燒結(jié)礦單一尺寸能保證一定的礦石還原性能和高爐透氣性；釩鈦礦配比為68%時(shí)，最有利于釩氧化物在軟熔帶的還原，同時(shí)也能保證不發(fā)生嚴(yán)重的壓力損失現(xiàn)象；富氧操作不利于釩氧化物在爐缸區(qū)的還原；渣中未燃煤粉比對(duì)鐵水釩含量的影響較小，但對(duì)爐渣粘度的影響