钒渣提取新技术(钒渣五氧化二钒三氧化二钒金属钒钒铁钒铝合金碳氮化钒钒电池)_五氧化二钒工艺试验
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钒渣提取新技术（钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池）
原创 邹建新 崔旭梅 教授等
随着攀钢提钒炼钢厂为代表的钒渣提取技术不断得以提升，及时根据铁水条件变化调整供氧强度、吹炼时间、冷却强度等工艺参数，提高铁水中的钒氧化率，尽可能降低残钒含量。另外，通过优化复吹提钒、出渣炉次添加无烟煤等技术措施，克服铁水成分波动对钒渣生产的影响；开展煤氧枪烧结补炉、提钒炉口防粘、4210镗孔机打炉口等技术研究，改善提钒转炉维护质量。
转炉提钒生产的主要国家是俄罗斯和我国，已经使用静态模型对提钒过程进行控制的国家是俄罗斯，俄罗斯对提钒控制模型开展了深入的研究，现在取得了不错的效果。不过正在使用的模型一般是根据复杂的物理化学规律开发的机理模型，这对工艺要求非常高，需要有非常稳定的工艺条件和生产流程，因此不适用于铁水成分、生产设备等变化波动大的情况。也就是说，这种模型系统不能很好地适应复杂生产过程和现代化柔性生产的需要，模型移植困难，模型价格昂贵。
在我国对转炉提钒的研究与发展比较缓慢，主要为人工操作模式，操作和控制基本上依赖于现场操作人员的经验和感觉进行操作，自动化水平低，存在着钒渣质量和半钢质量不稳定的问题。因此利用人工智能技术研制具有高性价比的转炉提钒模型，建立具有自适应、自学习能力的控制模型是未来提钒控制的发展趋势。目前，对提钒这样的复杂冶金工业过程建模的研究，也是国内外的研究热点之一。
近年钒渣提取领域的代表性新技术如下：
①中国恩菲工程技术有限公司发明了一种从原料钒渣制备精细钒渣的方法。包括：将原料钒渣进行破碎，然后进行磁选铁得到铁渣和选铁后的钒渣，将钒渣进行一次球磨，然后进行一次选粉得到一次粗粉和作为精细钒渣的一次细粉，然后进行筛分得到筛上粉和筛下粉，将筛下粉进行二次球磨和二次选粉得到二次粗粉和作为精细钒渣的二次细粉。利用该方法能够降低精细钒渣中铁含量。
②攀钢集团公开了一种高品位钒渣富氧钙化焙烧的方法，包括如下步骤：将高品位钒渣与钙化剂混合形成混合料，将混合料在氧气体积含量为12-21％的气氛下进行焙烧。该方法大幅度降低了高品位钒渣钙化焙烧温度，解决了高品位钒渣钙化焙烧时因焙烧温度高出现的物料烧结、焙烧设备结圈等不能正常运转的问题，完善了高品位钒渣钙化焙烧的产业化技术。
③王荣春提供了一种钒渣的生产方法，将钒钛磁铁矿精粉烧制成球团矿，将钒钛磁铁矿烧制高氧化镁烧结矿，将球团矿与高氧化镁烧结矿相混合的配料中加入焦炭，送入高炉冶炼得含钒铁水，将含钒铁水倒入转炉中，加入占含钒铁水重量百分比为3％～10％的钒钛磁铁矿和/或轧制鳞皮，并加入助熔成分的溶剂，当含钒铁水温度为1200～1320℃时开始用气体氧化剂进行吹炼，速率为1.3～3.5m/吨·分(按氧气计算)，当含钒铁水温度为1450～1650℃时停止吹氧，熔池的比表面积为0.10～0.35m/吨，得钒渣。本钒渣的生产方法工艺流程简单，能量损耗小，钒渣的产率高，生产成本低。
④攀钢集团提供了一种利用转炉从超低钒铁水中提取钒渣的方法。包括的步骤有：将含钒量为0.14％～0.20％的脱硫铁水兑入转炉，然后向其中加入含铁氧化物，下顶枪至铁水液面上方，然后进行吹氧，吹氧结束后，加入碳质还原剂，进行摇炉，吹炼结束后得到钒渣和半钢铁水。本方法能够有效地保证提取铁水中的有价元素-钒，并为低硫钢的生产提供了重要的原料。
⑤重庆大学公开了一种从转炉钒渣提钒后的尾渣中再次提钒的方法，该方法包括用提钒后的转炉钒渣的尾渣、浸取剂硫酸和氧化剂硫酸亚铁混合，以制备矿浆液，将所得矿浆液置于无隔膜浸取槽中，以进行电催化氧化反应，对经电催化氧化反应后的矿浆液进行固液分离，得含硫酸氧钒的滤液等步骤。在得到含硫酸氧钒的滤液后，再通过常规的现有技术，或制备出硫酸氧钒或其水合物，也可制备出五氧化二钒，或进一步还原出钒。该技术能够更多地提取现有技术基本不能再所述尾渣中进一步提出的钒，是成本较低、资源化利用较好的方法。
23⑥攀钢集团提供了一种钙法提钒用高钙钒渣及其生产方法，包括以下步骤：将含钒铁水兑入转炉中，向其中加入氧化铁皮和石灰；然后进行吹氧；吹氧结束后进行出钢，得到提钒半钢；直接出渣或保留炉渣继续进行多次前述步骤后再出渣，得到高钙钒渣；高钙钒渣采用上述方法制备，并且以重量百分比计，高钙钒渣中CaO的含量为6％～10％、P的含量在0.1％以下，铁含量为22％～24％，CaO/V2O5的值为0.4～0.6。该钙法提钒用高钙钒渣质量合格，钒渣中的磷含量在0.1％以下，且在生产过程中减少了金属铁损失率，显著降低了生产成本，同时，所得的提钒半钢中，含磷量少，减少了炼钢过程的脱磷负担。
⑦贵阳铝镁设计研究院公开了一种钒渣罐内料位测量装置，包括地坑、钒渣罐。该装置在坑内安装称重式测量装置进行罐内料位的测量，既避免了测量仪表直接接触所排废料造成磨损、损坏，又使得在换罐操作时工人不必进行繁琐的拆、接线工作，节省了时间，提高了劳动效率，降低了由于接线不规范造成无信号和信号虚假的情况发生，且测量效果更好，同时一次安装完成可连续使用减少换罐时的操作环节，维护量少。
参考文献
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《钒钛物理化学》，北京：化工出版社，作者：邹建新，2016（钒钛资源综合利用四川省重点实验室【攀枝花学院】，cnzoujx@sina.com）
四川省钒钛材料工程技术中心
