釩渣體系物化性能及相平衡的研究.pdf

1、金屬釩被稱為“現(xiàn)代工業(yè)的味精”，廣泛應(yīng)用于鋼鐵、化工、航空航天等領(lǐng)域。我國的攀西地區(qū)擁有豐富的釩鈦磁鐵礦資源。我國目前主要是利用高爐工藝從釩鐵磁鐵礦中冶煉得到含釩鐵水，然后將含釩鐵水入轉(zhuǎn)爐氧化獲得釩渣和半鋼。半鋼作為煉鋼的原料，釩渣則主要通過濕法冶金工藝提取產(chǎn)品V2O5。
　　在轉(zhuǎn)爐提釩工藝中，釩渣的高溫物理化學(xué)性能直接影響到含釩鐵水中釩的收得率和提釩工藝能否順利進(jìn)行。含釩鐵水中各元素氧化過程的物理化學(xué)性質(zhì)如何，影響到釩渣的質(zhì)量和

2、釩渣的物理化學(xué)特性；釩渣的粘度特性主要反映渣的流動(dòng)性能，其優(yōu)劣影響到釩渣冶煉過程渣-鐵界面各種反應(yīng)進(jìn)行的難易程度及渣鐵分離是否徹底；釩渣中尖晶石的生成及長大研究關(guān)系到后續(xù)濕法提釩過程的效率高低；釩渣中存在各相的具體組成及平衡關(guān)系，是衡量釩渣質(zhì)量高低的重要指標(biāo)；對(duì)釩渣基礎(chǔ)渣系的相平衡關(guān)系的研究，則是提釩工藝?yán)碚撝笇?dǎo)的基本要求。
　　本文基于攀鋼轉(zhuǎn)爐提釩工藝過程，研究了含釩鐵水中各元素氧化的物理化學(xué)特性，釩渣的粘度特性，釩渣中尖晶石的

3、生成及長大影響因素和鐵釩體系的相平衡，初步構(gòu)建了釩渣基礎(chǔ)渣系的相圖，擬為提釩工藝的進(jìn)一步優(yōu)化、釩渣質(zhì)量的更加提高提供理論支撐。
　　本文通過對(duì)釩渣體系物理化學(xué)性能及相平衡的研究，得到的結(jié)論如下：
　?、賹?duì)含釩鐵水中各元素氧化過程物理化學(xué)特性的研究結(jié)果表明，弱氧化劑CO2作為含釩鐵水的氧化氣體，能夠氧化鐵水中各元素，但氧化速度有明顯差異，用強(qiáng)氧化劑 O2吹煉含釩鐵水，V的氧化明顯增強(qiáng)，但整個(gè)過程中，始終滯后于Ti的氧化速度和氧

4、化程度，即只要鐵水中有鈦元素，釩渣中將優(yōu)先形成TiO2。
　?、阝C在釩渣中以正式釩鐵尖晶石 FeV2O4和反式釩鐵尖晶石 Fe2VO4的形式存在。釩渣中釩鐵尖晶石結(jié)晶的生成和長大需要一定的過冷度，其最適宜的生長溫度為1250℃。釩渣中尖晶石的數(shù)量和粒徑與 V2O3含量和w(FeO)/w(SiO2)比值都有關(guān)系。
　?、垅C渣粘度與溫度的關(guān)系符合阿累尼烏斯方程，即溫度升高，釩渣的粘度降低。渣中組分 SiO2對(duì)釩渣粘度的影響較為明

5、顯，低 SiO2含量時(shí)，提高其濃度可以降低釩渣的粘度，但是當(dāng)SiO2含量較高時(shí)，提高其濃度反而會(huì)使釩渣粘度升高。釩渣的粘度隨V2O3含量的增加而升高，隨w(FeO)/w(SiO2)比值的升高而下降。
　?、茉阼F釩體系中，由于FeO的存在，F(xiàn)eO將與VO2發(fā)生耦合生成V2O3，但不能與 V2O3發(fā)生耦合生成 VO。溫度和FeO含量影響提釩體系中產(chǎn)物的組成。FeVO4的生成條件是V2O5含量較高尚余部分未分解時(shí)。Fe2VO4的生成條件