攀钢提钒炼钢厂工艺技术及装备进步
提钒炼钢剖析
过小反应速度慢。 供氧压力大可加强熔池搅拌强化动力学条件，有利于提高钒元素
氧化速度。 喷枪的结构包括喷嘴直径、孔数、角度等参数，这些条件直接影
响氧气的冲击深度、分布和利用率的高低。
在实际生产中，要使用专用氧枪喷头，采用小的氧流量、氧压控 制，低→高→低的枪位运行，保证化渣良好。
4
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1.3 工艺流程
钒钛磁铁矿
冷却剂、供氧
↓ 含钒铁水
↓
高炉铁水———→铁水预处理→转炉提钒→钒渣
↓
↓
高炉渣
半钢→转炉炼钢
5
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1.4 影响提钒的四大主要因素
A、铁水成分的影响
铁水中硅、钛含量增加，会降低钒渣中V2O5的浓度； 铁水中原始钒含量高得到的钒渣V2O5品位提高。
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第二部分
提钒炼钢和普通铁水炼钢的差异
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川威钒钛冶金科技开发Байду номын сангаас限公司
2.1、概念
提钒炼钢：一方面是将含钒铁水在提钒转炉中的钒元素提取出来， 另外方面将提钒后的半钢水通过脱碳转炉冶炼成钢水。
普通炼钢：就是通过转炉将高炉铁水冶炼成钢水。
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2.2、工艺流程对比
对冷却剂除了要求具有冷却能力外，还要有氧化能力，带入的杂 质少。
冷却剂尽量在吹炼前期加入，吹炼后期不再加入任何冷却剂，使 熔池温度接近或稍超过转化温度，适当发展碳燃，有利于降低钒渣中 氧化铁含量，提高半钢温度和金属收得率。
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D、供氧制度的影响 供氧制度包括氧枪枪位、结构、耗氧量、供氧强度、压力等诸多
攀钢主体工艺
炼钢工艺介绍-吹氩喂丝
吹氩喂丝：使合金元素 和脱氧产物分布均匀， 偏析减少。除气去夹杂 效果较好，温度均匀， 减少钢包结底现象产生
辅料、合金、废钢
转炉 炼钢 炉渣
吹氩 喂丝
西昌公司：2套吹氩喂丝站 。向钢液中加入铝线等 进行脱氧，同时钢液中吹入氩气净化钢液，氩气使 钢水搅动，并形成小而分散氩气泡，这些气泡将H、 O、N带走，从而达到去气的目的。 平均每炉处理周期为12min
/
炼钢工艺介绍-LF精炼
LF炉：钢包精炼炉，是 钢铁生产中主要的炉外 精炼设备。 LF炉一般 指钢铁行业中的精炼炉 。 实际就是电弧炉的 一种特殊形式
合金 辅料、合金、废钢 LF
转炉 炼钢 炉渣
吹氩 喂丝
板坯 连铸
RH
西昌公司：2座LF炉。用于对转炉的初炼钢水进行温 度控制、成分微调、脱氧、脱硫、夹杂物控制及对 钢水成分和温度均匀化等精炼处理 。 精炼周期为26～30min
溶片
还原
V2O3
V2O5
钒铁配 料
钒铁冶 炼
砸铁
破碎筛 分
钒铁 石灰 合金 铁粉
/
钒制品工艺介绍-废水处理工序
废水处理工序 :对沉淀、过滤过程中产生的废水，经叶 滤机过滤回收红钒后进入废水处理站处理后回用。
浓硫酸 沉钒 沉淀剂 回用水
新水
过滤、 洗涤
精密过 滤
CC-CCR 连铸—冷坯装炉轧制 ，简称冷装 CC-HCR 连铸—热坯装炉轧制 ，装炉温度一般为400～700 ℃ ，可称为温装。 CC-DHCR 连铸—直接热坯装炉 轧制，装炉温度都在700～1000 ℃，简称热装。 CC-HDR 连铸—直接热轧：铸 坯不经加热炉而直接送上轧线 。
低钒铁水提钒炼钢工艺分析
氧化转化临界温度为 131317e 。可见, 提钒的终点
半钢温度不宜过高。提钒过程前期以钒氧化为主,
后期以钒还原为主, 吹钒反应可表示为:
k1
))) y
[V ]
(V )
( 1)
z )))
k2
式中 k1) ) ) 钒正向反应常数; k2) ) ) 钒逆向反应常数。
吹钒反应速率可表示为:
(
-
d
[ V] dt
半钢碳含量平均 314% , 范围 2194% ~ 4102% , 分布见图 2。根据图 2, 半钢 [ C] \312% 者占 85% 。 说明保碳操作较为合理。
图 2 半钢碳含量分布
4. 2 半钢温度 由于铁水到转炉后无铁水成份, 只能根据上一
炉的温度情况确定生铁块量, 并且是先进铁水再测 温, 生铁块的重量已无法改变, 只能用铁皮球来调整 温度。因铁水 [ Si] 存在一定的波动, 再加上温度控 制水平参差不齐, 半钢温度控制存在一定的波动, 总 体上控制较好, 平均 1373e , 范围 1331~ 1418e , 其 分布见图 3。根据图 3, 半钢温度控制在试生产要求 的 1340~ 1400e 者占 82% 。
7远程监控功能实现远程对高炉上料计量数据的监控管理功结束语在高炉上料计量自动计量管理系统设计中使用数据自动采集数据自动处理数据库网络通讯等多项技术使整个系统实时高效运行系统完成后将公司的计量管理提升到了一个新的高度为炼铁厂成本核算提供基础数据为分厂生产经营提供坚实决策依据同时为今后公司的erp系统提供了真实准确有效及时的基础数据
半钢温度与 [ V ]半的对应值
1250
1300
0. 180
0. 075
1350 0. 042
攀枝花钢铁集团西昌钒钛有限公司炼钢实习详解
学生实习（实训）总结报告学院:_冶金与材料工程学院专业班级:学生姓名:学号:实习(实训)地点: 攀钢集团西昌钢钒有限责任公司报告题目:转炉炼钢实习报告报告日期：年月日指导教师评语: ______ _________________________ __ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________成绩（五级记分制）:______ _______指导教师（签字）:_____________________一、实习地点及实习概述实习地点：攀钢集团西昌钢钒有限责任公司公司简介：攀钢集团西昌钢钒有限公司因攀钢西昌钒钛资源综合利用项目而诞生，始建于2008年9月，于2011年7月20日正式挂牌成立。
公司位于中国优秀旅游城市、中等发达城市，素有航天城、太阳城、月亮城、历史文化名城等美称的四川省西南部西昌市。
西昌钢钒公司采用了国际国内先进的设备和工艺技术，主要装备有提钒生产线、钒制品生产线、封闭原料场、2×360m2烧结机、2×56孔6.25m 捣固焦炉、2×60孔JNX3-70-1型复热式焦炉、3×1750m3高炉、1×200t提钒转炉、2×200t炼钢转炉、2台板坯连铸机、2050mm热轧机组以及制氧机、石灰回转窑、余压发电机组，高、焦、转炉煤气柜、热电站、供配电、给排水、总图运输设施等辅助设施；采用了全封闭原料场、烧结全脱硫、剩余煤气发电、生产污水循环利用、厂区路灯太阳能照明等节能、环保技术。
投产后年产钒渣16万吨、钒制品1.88万吨、铁400万吨、钢390万吨、材370万吨，主导产品定位于高级别管线钢、高强度结构用钢、高质量汽车面板以及高档家电板等。
攀钢炼铁技术
攀钢半钢炼钢技术进步摘要：回顾了攀钢提钒炼钢厂投产四十年来在铁水预处理、转炉炼钢、炉外精炼、连铸和资源综合利用等方面所取得的技术进步，这些技术的进步为提高产品质量、开发生产高难度、高附加值产品以及节能降耗提供了有力的支撑；同时结合攀钢现有装备条件，展望了攀钢炼钢系统今后的发展方向和应开展的重点研究课题。
关键词：炼钢；技术进步；资源综合利用；展望1 前言攀钢钒提钒炼钢厂是我国第一座自行设计、制造、建设的大型转炉炼钢厂，1965年春开工建设，1971年10月1日建成投产。
经过二期、三期工程建设和技术改造，技术装备水平不断提高，生产规模逐渐扩大。
现已具备年产钒渣25万吨、钢600万吨的生产能力，成为我国西南地区最大的钢钒生产基地。
本文回顾了攀钢炼钢厂投产四十年来炼钢生产技术的发展概况、工艺及装备的重要改进和重大工艺技术进步；展望了攀钢炼钢系统今后的发展方向，提出了今后为进一步推动生产技术进步应开展的重点研究课题。
2 攀钢炼钢生产发展概述攀钢炼钢厂是国家“三线”建设的重点工程之一，在国内主要钢厂均采用平炉冶炼时，工程设计采用了当时先进的转炉─模铸生产工艺流程，于1971年生产出第一炉钢。
其后分别于1981和1997年开始进行二期和三期工程，在改造中大力采用铁水预处理、转炉提钒、LF、RH、连铸等先进的装备及生产工艺技术，淘汰雾化提钒、模铸等落后的设备与工艺，于2004年完成了“铁水预处理─转炉提钒─转炉顶底复合吹炼─炉外精炼─连铸”的工艺组合优化，实现了全连铸生产，见表1。
表1 炼钢系统主要设备及参数工序工艺装备主要参数和功能特点铁水预处理铁水脱硫装置5套Ca基和Mg基脱硫工艺；混合喷吹和复合喷吹。
120t提钒转炉2座基础自动化。
炼钢120t炼钢转炉5座基础自动化；顶底复吹；2座具有副枪及炉气分析。
钢水吹氩站5座吹氩强度可调；喂Al线和复合包芯线。
精炼130t LF炉4座加热；成分微调；造渣精炼。
130t RH真空3套脱气；去除夹杂；成分微调。
浅析含钒钢渣湿法提钒生产工艺与发展前景
浅析含钒钢渣湿法提钒生产工艺与发展前景钒是一种稀有、柔软而黏稠的过渡金属，它的矿物形态一般与其它金属的矿物混合在一起，一般被用于材料工程中作为合金成分，把钒掺进钢里制成钒钢，可使钒钢结构比普通钢更紧密、更有韧性、弹性，机械强度更高。
目前全球钒渣、氧化钒、钒铁的主要产地是南非、中国、俄罗斯、美国、澳大利亚、新西兰和日本等七国。
南非、俄罗斯和中国一直是三个最大的产钒国，除美国和日本从石油残渣和电厂飞灰中提取钒外，其他各国都是从矿石冶炼过程中提取钒[1]。
中国钒工业的崛起主要得益于攀枝花钒钛磁铁矿的开发利用，目前国内各工厂钒的提取工艺基本相同，均是采用钒渣钠法焙烧、多钒酸铵沉淀焙烧法生产V2O5。
具体工艺为钒钛磁铁矿原矿经选矿得到的含钒铁精矿送入烧结、炼铁工序，得到含钒铁水经提钒转炉生产钒渣（含V2O5平均15%）。
钒渣经过添加氯化钠或碳酸钠进行钠法焙烧、水浸取、多钒酸铵沉钒等过程获得多钒酸铵，最后经反射炉熔化得到片状V2O5[2]。
本文在此介绍一种钢渣提钒新生产工艺——湿法提钒工艺，并从生产工艺、资源能源利用、经济技术指标、污染物排放等方面与传统钠法焙烧工艺进行比较，分析探讨湿法提钒工艺的发展前景。
1、湿法提钒工艺概况湿法提钒工艺是以含钒钢渣为原料，而不是传统钠法焙烧生产工艺使用的经提钒转炉生产的标准钒渣，该含钒钢渣是钒钛磁铁矿经过炼钢转炉生产钢水后废弃的钢渣，该钢渣中V2O5平均含量仅为4%。
该钢渣的成分见下：湿法提钒工艺是将钢渣直接酸浸—净化—沉钒—熔化制得片状五氧化二钒，不同于传统钠法工艺需要焙烧，为了区别传统工艺，本文将该新工艺称为湿法提钒工艺。
具体工艺流程叙述如下：①含钒钢渣预处理含钒钢渣经原料预处理，磨细达到所需粒径并除去所夹带的铁后，送入酸浸工段。
②酸浸酸浸工段是该生产工艺的核心。
含钒钢渣在蒸汽保温的条件下，用一定浓度的硫酸溶液（添加助浸剂）进行两段逆流酸浸浸取，使钢渣中的钒（也包括其他杂质）融入酸浸液中。
降低LF炉电极消耗的工艺技术探索
表 ４
电极 的技 术 指 标 要 求
２．３ ＬＦ 炉 工 艺 流 程 ＬＦ炉工 艺流 程如 图 １。
吊装 钢 水 罐
Ｊｒ
合金、渣料上料 ｌ钢水罐车开至处理工位Ｉ Ｌ 氩气
ｌ
１ ｒ
＋
ｒ
合 金 、渣 料 加 料
测 温 取 样
钢 水 罐 透 气 砖
ＬＦ炉 精炼 处 理 测 温 取 样
第 ３０卷
２．２ ＬＦ炉主要技 术参 数 ＬＦ炉 主要技 术参数 见表 ２。
表 ２
ＬＦ炉 加 热 系 统 的主 要 参数
项 目
变 压 器 额 定 容 量 一 次 电 压 二 次 电 压 二 次 电 流 短 网阻 抗／ｍｎ 三 相 功 率 不 平衡 系数 最 大 升 温 速 度 电 极 直 径 电 极 极 心 圆 直 径 平 均 精 炼 周 期
目的 。
【关键词 】 ＬＦ 电极 消耗 优化
ＴＨＥ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ ＩＮＶＥＳＴＩＧＡＴＥ ｏＦ ＲＥＤＵＣＥＤ ＴＨＥ
ＥＬＥＣＴＲｏＤＥ ＣｏＮＳＵＭ Ｅ
Ｌｅｉ Ｈｕｉ （Ｓｔｅｅｌ Ｐｌａｎｔ ｏｆ Ｐａｎｚｈｉｈｕａ Ｉｒｏｎ＆ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｐａｎｚｈｉｈｕａ ６１７０６２，Ｃｈｉｎａ）
表 １
炼 钢 工 艺 装 备 和 主 要 参数
装 备
主要 参数
铁水脱硫 入炉铁水［ｓ］≤０．０２０％
１２０ ｔ ＬＤ 增 碳 法 冶炼 ，出钢 挡 渣 、增 碳 、合 金 化
ＬＦ 变 压 器 容量 ２２ＭＶＡ，升 温 速 率 ３—５／ｍｉｎ
。
… ‘
钢 水 循 环量 ５０—７０ ｔ／ｍｉｎ，抽 真 空 时 间 ＜４ ｍｉｎ，极 限 真 空 度 ３０ Ｐａ
钢铁冶炼中的钒铁合金冶炼技术
钢铁冶炼中的钒铁合金冶炼技术钢铁冶炼是现代工业中不可缺少的一部分，在这个过程中，钢液的制备是最重要的环节之一。
而钒铁合金的冶炼技术在钢铁冶炼中扮演了重要的角色，本文将围绕钒铁合金冶炼技术进行阐述。
一、什么是钒铁合金钒铁合金一般分为两种：钒铁和铁钒合金。
钒铁是指含有较高钒含量的铁合金，通常其钒含量在30%以上；而铁钒合金则指含有较高钒含量的钢铁，其钒含量在0.1%到5%之间。
钒铁合金的主要成分为钒和铁。
钒在钢铁工业中作为合金元素使用，能够提高钢铁的强度、硬度、塑性、耐热性等机械性能，而且能够提高钢铁的耐腐蚀性。
此外，钒还能够使钢铁的晶粒细化，提高钢铁的韧性和强度。
二、钒铁合金冶炼技术1.氧化还原法将精炼生铁放入高温电炉中，加入适量石灰石和焦炭，利用高温下的还原反应将钒从生铁中还原出来，得到钒铁合金。
氧化还原法是目前钒铁合金冶炼技术中应用最广泛的一种方法，该法具有反应旋转速度快、工艺简单、生产成本低等优点。
2.硅铝还原法硅铝还原法是将低钒铁和铝硅合金或硅铁合金混合后置于电炉中加热熔化，然后用氧化亚铝和氯化钠作为还原剂还原钒。
该法的优点是能够进行分级还原，不仅得到高钒铁，还能得到中钒铁和低钒铁等多种品位的钒铁合金。
3.焙烧法将含有钒和铁的物料在高温下进行焙烧，将钒和铁分别还原出来，再通过熔炼得到钒铁合金。
该法具有工艺简单、操作方便、灰尘少等优点。
4.炼钢法在炼钢过程中，可以通过向钢液中添加适量的钒铁合金来提高钢的硬度和强度。
该方法对于生产规模较小的企业来说，成本较低，操作较简单，但是相对来说钒铁的加入量较少。
三、钒铁合金对钢的影响钒铁合金对钢的影响主要体现在如下几个方面：1.提高了钢的强度、硬度、韧性等机械性能。
2.提高了钢的硬化性能，使钢的经久性得到了保证。
3.钒铁合金有效地抑制了脱碳和脱氮反应，促进了钢的微细晶结构形成。
4.钒铁合金的加入可以促进硫元素的析出，有效地降低钢中的硫含量，提高钢的热加工性能和塑性。
攀钢炼钢工艺技术
攀钢炼钢工艺技术攀钢炼钢工艺技术攀钢是中国最大的钢铁企业之一，具有悠久的历史和丰富的炼钢经验。
攀钢炼钢工艺技术作为攀钢在钢铁生产过程中的核心竞争力，不仅仅是钢铁生产工艺的总称，它还涉及到了炼钢原料的选用、炼钢炉的设计、炼钢工艺参数的优化等一系列问题。
在攀钢的炼钢工艺技术中，同时也包括了先进的炼钢设备和技术人员的高水平。
攀钢采用了先进的工艺技术和设备，在炼钢原料的选择上，攀钢首先进行了严格的原料分析和检测，根据炼钢的要求，选择合适的炼钢原料，以确保炼钢工艺的稳定和优化。
在炼钢炉的设计上，攀钢注重提高炼钢炉的热效率和生产能力，针对不同的炼钢工艺和不同的钢种，采用了不同的炼钢炉型和炉内结构，从而实现了炼钢工艺的全自动化和高效率。
在炼钢工艺参数的优化上，攀钢运用了先进的计算机模拟和数据分析技术，对炼钢工艺参数进行了深入的研究和优化。
攀钢钢铁研究院的专家团队通过大量的实验和理论研究，确定了不同钢种、不同规格的炼钢工艺参数，从而保证了炼钢工艺的稳定性和一致性。
此外，攀钢还注重培养和吸引高水平的炼钢技术人员，建立了完善的人才培养体系和激励机制。
攀钢的技术人员不仅具备扎实的理论基础和丰富的实践经验，还积极参与国内外的学术交流和炼钢技术的研究，不断提高自身的技术水平和创新能力。
同时，攀钢还建立了一套完整的炼钢技术培训系统，不断提升员工的技能水平和劳动效率。
总的来说，攀钢炼钢工艺技术凭借先进的工艺技术和设备，优化的炼钢工艺参数和高水平的技术人员，实现了钢铁生产的高效率、高质量和高能耗的目标。
攀钢的炼钢工艺技术不仅在国内钢铁生产中具有领先的位置，而且还在国际钢铁行业中产生了重要的影响和影响力。
可以说，攀钢的炼钢工艺技术是攀钢长期发展和竞争的重要支撑，也是中国钢铁行业的骄傲和自豪。
第四章攀钢转炉提钒工艺详解
范围
钒渣 平均 统计炉数 范围 平均 统计炉数 钒氧化率 平均 去硫率 去磷率 钒渣量 钒回收率
1.6~20.8
10.04 64 41.20~54.80 48.80 66 80.0 % 36.4 % 84.7 %
8.24~22.97
16.05 64 7.52~19.31 141.34 66 （78.5 % ）
9.11~51.16
26.30 64 6.64~23.04 12.35 66
5.98~20.42
15.30 64 2.03~4.81 3.12 66
炼钢 渣
66炉
24.6kg/t铁（包括MFe） 53% 64炉
64炉
同炉双渣法与双联法对比：
a. 钒 氧 化 率 较 低 ， 半 钢 余 钒 较 高 。 ( 双 联 法 钒 氧 化 率 平 均 88.7%,余钒平均0.045%) b.钒渣V2O5较低15.30%,TFe、MFe较低,CaO、P2O5较高。 ( 双联法 V2O5 平均 20.9%,TFe 平均 33.8%,MFe 平均 15%,CaO 平
15
3、氧气和氮气供应 氮 气 和 氧气用管道输送到车间内,氧气纯度为99.5％ ， 压力 0.49～1.18 MPa；氮气压力0.294～0.392Mpa。
120t炼钢 转炉
(二) 转炉提钒工艺过程 1、铁水供应
将脱硫后的铁水扒渣，再用起重机将铁水兑入转炉。
2、冷却剂供应
(1)生铁块、废钒渣：生铁块、废钒渣用电磁起重机装入生
铁料槽,再用起重机加入提钒炉。 (2)铁皮球、污泥球、铁矿石：用翻斗汽车运至地面料仓， 由单斗提升机运到37.56m平台，经胶带运输机送到炉顶料仓 内。使用时由炉顶料仓电磁振动给料机给料,经称量斗称量后 加入转炉。
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)
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。
第四章 攀钢转炉提钒工艺
项目 含钒 铁水 C(%) 4.4 3.8～4.7 Si(%) 0.130 0.03～0.36 Mn(%) 0.238 0.12～0.5 P(%) 0.075 0.065～0.085 S(%) 0.058 0.035～0.146 V(%) 0.285 0.18～0.33 Ti（%） 0.19 0.08～0.23 温度(℃) 1260 1180～1350
转炉炉下钒渣罐采用16m3渣罐,每个渣罐能容纳吹炼钒渣8~12
炉。钒渣罐通过炉下电动渣罐车拉至钒渣跨，用起重机吊至16m3 钒渣罐车上；每4辆车组成一列(3辆钒渣罐车,一辆废渣车),用火车 拉至钒渣破碎间，废渣拉至弃渣场。
三、攀钢转炉提钒主要设备
设计工艺参数： 公称容量 120 吨，设计炉产半钢 138 吨，提钒周期 30min/ 炉，纯吹氧时间 8min ，日提钒最大炉数 68炉(2 吹 2时 ) ，设计年 产钒11万吨/年，半钢295万吨年。 转炉炉型参数： 高9050mm，炉壳外径6530mm，高宽比1.386，熔池内经 5180mm，熔池深度 1400mm，转炉有效容积136m3，炉容比
的转炉提钒—转炉炼钢的双联法提钒炼钢获得成功，在10t实
验转炉所做研究的基础上，不断扩大试验规模。1963年11月 建成 100t 转炉，并进行了第一批工业试验，证实了采用氧气
从铁水中提钒的合理性及提钒的高效率，可以实现深度脱钒，
钒氧化率达92—94%。
从60年代初开始，我国为了加速钒钛磁铁矿的综合利用，
污泥球 铁矿石 铁皮球 覆盖剂
O2 N2
生铁块 废钒渣 生铁料槽
单斗提升机 皮带运输机 炉顶料仓 称量斗
炉气放散 称量 炉气净 化装置 污泥 处理 烟尘回 收利用
钒钛磁铁矿提钒工艺技术综述（1）
钒钛磁铁矿提钒工艺技术综述（1）闻名世界的攀枝花钒钛磁铁矿山1、前言含钒钛磁铁矿岩体分为基性岩（辉长岩）型和基性-超基性岩（辉长岩－辉石岩－辉岩）型两大类，前者有攀枝花、白马、太和等矿床，后者有红格、新街等矿床。
总的来说，两种类型的地质特征基本相同，前者相当于后者的基性岩相带部分的特征，后者除铁、钛、钒外，伴生的铬、钴、镍和铂族组分含量较高，因而综合利用价值更大。
钒钛磁铁矿不仅是铁的重要来源，而且伴生的钒、钛、铬、钴、镍、铂族和钪等多种组份，具有很高的综合利用价值。
目前，由钒钛磁铁矿中提取钒，按照技术发展的时间顺序先后主要有三种工艺：1）钒钛磁铁精矿钠化焙烧—水浸提钒工艺，又称先提钒工艺，钒作为主产品提取，此工艺具有流程短、钒回收率高的优点，但对原料含钒品位的要求相对较高，而提钒后副产品含有钠盐与大量TiO2而不能单独作为高炉原料使用，甚至作为废料堆存，提钒与钢铁生产未能结合起来，此工艺只适合于钒钛磁铁矿含钒量高、化学药品和矿石成本低的情况；2）钒钛磁铁精矿冶炼—铁水提钒—钒渣湿法处理提钒工艺，钒作为副产品回收，也是目前由钒钛磁铁矿提取钒最主要、经济上最为合理的工艺，此工艺可以利用含钒品位低的原料；3）钒钛磁铁精矿非高炉冶炼—电炉熔分/电炉深还原—熔分渣提钒/铁水提钒工艺，此法能耗低、环保好，钒的收得率高，是提钒技术的发展方向。
目前，前两种钒钛磁铁矿提钒工艺各有优点和缺点，不是单纯的工艺改进和完善，因此，第二种工艺并没有完全替代第一种工艺，而是以第二种工艺为主，两种提钒工艺共存的方式存在。
其中，铁水提钒工艺通过往铁水内吹氧使其内的钒氧化进入渣中，通常称作火法提钒；随后，含钒渣经过破碎、焙烧、浸出、过滤得到钒氧化物的工艺称为湿法提钒。
2 钠化焙烧原矿—水浸提纯钒工艺2.1 工艺现状及特点采用钒钛磁铁精矿钠化焙烧—水浸提钒工艺的钒制品生产厂家主要分布在南非和澳大利亚，全球仍有五六家公司采用该工艺生产氧化钒，其产量约占全球氧化钒总产量的25%~30%。
钒钛铁高炉冶炼工艺
钒钛铁高炉冶炼工艺钒钛铁是一种重要的铁合金产品，广泛应用于钢铁工业和其他领域。
钒钛铁的生产是通过高炉冶炼工艺实现的。
这种工艺是一种复杂的金属冶炼技术，需要多种原料和特定条件才能达到理想的生产效果。
钒钛铁高炉冶炼工艺主要包括矿石熔炼、还原和分离、精炼等步骤。
首先，矿石熔炼是指将含有钒、钛的矿石与焦炭等还原剂一起放入高炉中，通过高温下的反应使得金属矿物分解，释放出目标金属元素。
在这一步骤中，需要控制好炉温、矿石成分和燃料比例，以保证炉内反应的顺利进行。
接着是还原和分离阶段，这一步骤是钒钛铁高炉冶炼工艺中最关键的部分。
在高炉中，矿石中的氧化物会被还原成金属状态，并与其他金属元素一起混合。
这时需要根据金属间的相互溶解度和密度差异，通过物理和化学手段将钒、钛等目标元素从其他杂质中分离出来。
这一过程需要仔细控制还原剂和矿石的投入比例，确保分离效果达到预期。
最后是精炼步骤，这一步骤是为了提高钒钛铁的纯度和品质。
在高炉冶炼过程中，可能会产生一些氧化物和其他杂质，需要通过进一步的熔炼和精炼操作将其去除。
这一步骤通常在熔炼炉中进行，通过控制炉温和添加适当的脱氧剂或融化剂，将有害杂质和氧化物从金属中剔除，提高钒钛铁的品质和市场竞争力。
除了上述基本的工艺步骤之外，钒钛铁高炉冶炼工艺还需要考虑其他因素对生产过程的影响。
比如原料的选择和配比、炉温和气氛控制、炉料输送和热能回收等方面的技术都会对钒钛铁的生产效率和质量产生重要影响。
因此，科研人员和生产工程师需要在实际生产中不断优化工艺参数，提高钒钛铁的产量和质量。
总的来说，钒钛铁高炉冶炼工艺是一项复杂而重要的金属冶炼技术，涉及多个步骤和因素。
通过科学的设计和严格的控制，可以实现高效生产和优质产品的目标。
未来，随着技术的进步和需求的增长，钒钛铁高炉冶炼工艺将迎来新的发展机遇，为钢铁工业和相关领域提供更多优质的铁合金产品。
从钒渣中提取钒的工艺研究进展
第42卷第5期(总第191期)2023年10月湿法冶金H y d r o m e t a l l u r g y ofC h i n a V o l .42N o .5(S u m.191)O c t .2023从钒渣中提取钒的工艺研究进展李佳双1,2,3,李金贵1,吴昊天1,雷伟岩2,李锋锋1,3,沈 毅1,2,3(1.华北理工大学材料科学与工程学院,河北唐山 063210;2.华北理工大学矿业工程学院,河北唐山 063210;3.河北省无机非金属材料重点实验室,河北唐山 063210)摘要:钒渣是钒钛磁铁矿转炉炼钢过程的副产品,是钒的重要二次资源㊂目前,从钒渣中提钒以钠化焙烧 水浸和钙化焙烧 酸浸工艺为主;此外,还有很多新型提钒工艺,包括低温钠焙烧法㊁空白焙烧法㊁复合焙烧法㊁亚熔盐焙烧法㊁微波焙烧法㊁无焙烧加压酸浸法㊁微生物法㊁机械活化酸浸法㊁电场强化酸浸法等㊂综述了从钒渣中提钒工艺的研究进展,总结了各工艺的优缺点,指出了清洁高效㊁低成本可循环是未来钒渣提钒工艺的发展方向㊂关键词:钒渣;钒;钠化焙烧;钙化焙烧;浸出;提取;研究进展中图分类号:T F 841.3;T F 803.2 文献标识码:A 文章编号:1009-2617(2023)05-0437-06D O I :10.13355/j .c n k i .s f y j.2023.05.001收稿日期:2023-02-15基金项目:国家自然科学基金资助项目(51772099,51572069)㊂第一作者简介:李佳双(1990 ),女,博士研究生,实验师,主要研究方向为固体废弃物资源化和新型矿物材料㊂通信作者简介:沈毅(1966 ),男,博士,教授,主要研究方向为新型矿物材料及固废资源化利用㊂E -m a i l :s h e n yi l z t @163.c o m ㊂引用格式:李佳双,李金贵,吴昊天,等.从钒渣中提取钒的工艺研究进展[J ].湿法冶金,2023,42(5):437-442.钒通常赋存于钒钛磁铁矿㊁闪锌矿或黑色页岩中,与钛㊁铬㊁钨等共存[1],其中,钒钛磁铁矿资源储量巨大且分布相对集中[2]㊂以钒钛磁铁矿为原料进行转炉炼钢时,会生成副产品含钒炉渣,含钒炉渣是钒㊁钛㊁铁和其他硅酸盐的混合物,是重要的二次资源[3-4],可用作冶炼金属钒和钒合金㊂钒渣主要物相为含钒铁尖晶石,被辉沸石包裹,用常规方法难以破坏,因此,从钒渣提钒的关键步骤是焙烧[5-7]㊂目前,钠化焙烧 水浸和钙化焙烧 酸浸工艺在工业上应用较为广泛㊂近些年,研究人员在焙烧 浸出工艺基础上提出了多种钒渣提钒工艺㊂本文简要介绍了钒渣的成分及物相组成,分析总结了钒渣提钒工艺研究现状,展望了未来钒渣提钒工艺的发展方向㊂1 钒渣的组成及物相分析钒渣的成分有氧化亚铁㊁五氧化二钒㊁二氧化钛㊁二氧化硅㊁二氧化锰㊁氧化镁,以及少量其他元素的氧化物㊂国内外主要钢厂的钒渣化学组成见表1[8]㊂可以看出:相较国外钢厂,国内钢厂钒渣中五氧化二钒含量较低,攀钢钒渣的五氧化二钒含量高于承钢㊂表1 国内外主要钢厂的钒渣化学组成%企业名称ðF eV 2O 5S i O 2C a O PM g O M n O 2T i O 2C r 2O 3海威尔德公司26~322516334 5新西兰钢铁厂25.5418~2220~221.0~1.50.02~0.05下塔吉尔公司26~3215~2217~181.2~1.50.03~0.049~207.02~4承钢32~3610~1216~180.7~0.80.03~0.071.102.646.96~8攀钢32~4016~1815~171.5~2.50.07~0.123~58~108~141~1.5 注:表示不包含相应成分㊂Copyright ©博看网. All Rights Reserved.湿法冶金2023年10月钒渣中含有钒尖晶石相㊁金属铁相㊁钛铁矿相和硅酸盐相,主要以钒尖晶石为主,其中钒质量分数为20%㊂在偏光显微镜下,钒尖晶石被橄榄石与玻璃质包围㊂钒渣颗粒度越细,钒尖晶石裸露面积越大,越有利于钒的提取㊂2钒渣提钒主要工艺从钒渣中提取钒的工艺流程包括焙烧㊁浸出㊁净化㊁沉淀㊁煅烧㊂其中,焙烧是整个工艺链中最关键的环节,将不溶于水的钒氧化物转化为可溶性钒酸盐㊂从钒渣中提取钒的主要工艺为钠化焙烧 水浸工艺和钙化焙烧 酸浸工艺[9-10]㊂2.1钠化焙烧 水浸工艺钠化焙烧 水浸工艺是通过添加钠盐到磨细的钒渣中,经焙烧生成水溶性五价钒的钠盐,然后通过水浸得含钒浸出液,再经过沉淀 焙烧 碱溶 除杂 二次沉钒得偏钒酸铵,最后焙烧制得高纯V2O5产品㊂该工艺较为成熟,但会产生有害气体和高钠盐废水,严重污染环境,且对原钒渣中钙㊁镁含量和炉料烧结要求严格,使资源利用受到限制㊂S a d y k h o v[11]以N a2O为添加剂,通过焙烧 浸出工艺提取钒渣中的钒,结果表明:水溶性钒酸盐的生成受添加剂加入量㊁焙烧温度和渣中S i O2含量的影响;反应生成的硅酸盐或铝硅酸盐会阻碍钒酸钠的生成;渣中S i O2㊁A l2O3和T i O2的存在会导致水溶性钒酸盐含量降低㊂邵胜琦等[12]以N a2O2为添加剂,采用钠化焙烧 水浸工艺从钒渣中提钒,结果表明:在n(N a2O2)ʒn(V2O5)= 3ʒ1㊁焙烧温度850ħ㊁压块压力5M P a㊁焙烧时间2.5h㊁浸出温度80ħ条件下,钒浸出率可达95.57%㊂李尉[13]研究了采用N a2C O3焙烧 水浸工艺从高钒渣中提钒,结果表明:在焙烧过程中,碳酸钠和五氧化二钒生成水溶性钒酸钠的反应可自发进行,温度越高越利于反应进行;在焙烧温度850ħ㊁焙烧时间60m i n㊁N a2C O3加入量20%㊁物料粒度200目条件下,钒浸出率可达85%㊂钠化焙烧 水浸工艺的钒浸出率较高,一般可达90%左右;但生产过程中易产生腐蚀性气体(如H C l㊁C l2㊁S O2和S O3)和高钠盐废水,对环境造成污染,且对钒渣中钙㊁镁含量和炉料烧结要求严格[14],使资源利用受到限制㊂2.2钙化焙烧 酸浸工艺与钠化焙烧工艺相比,钙化焙烧无有害气体及有毒尾矿排放,在能源㊁环境和矿产资源利用效率等方面具有明显优势[15],是一种清洁提钒新工艺㊂钙化焙烧 酸浸工艺是将适量的钙添加剂加入到钒渣中进行高温焙烧,使钒渣中的低价钒(V(Ⅲ))转化为易溶于酸性溶液的钒酸钙,之后再进行酸浸,浸出液经除杂 沉淀 煅烧,得V2O5产品㊂焙烧过程加入的钙盐不同,体系发生的反应也有所不同㊂范坤等[16]研究了采用不同钙化剂(C a S O4㊁C a C O3㊁C a O)钙化焙烧 酸浸高钒渣,结果表明:以C a S O4进行钙化焙烧,在温度1450K 条件下,钒浸出率可达93.53%㊂马家骏等[17]研究了分别以C a O和C a C O3为钙化剂,采用钙化焙烧 铵盐浸出工艺从钒渣中提取钒,结果表明:以C a O为钙化剂时,钒浸出效果更好;以1m o l/L 碳酸氢铵溶液为浸出添加剂,在钒渣粒度45~ 75μm㊁n(C a O)/n(V2O5)=1.2/1㊁焙烧温度920ħ㊁焙烧时间45m i n㊁浸出温度60ħ㊁浸出时间60m i n条件下,钒浸出率可达82%㊂李新生[18]研究了采用钙化焙烧 碳酸钠浸出钒渣,结果表明:钒渣中V2O3和C a C O3配比和温度不同,生成的产物也不同,在最优试验条件下,钒浸出率可达90%以上㊂近几十年来,基于钙化焙烧过程已有很多研究,包括焙烧添加剂的影响㊁焙烧参数㊁浸出参数和钒回收率等,但钙化焙烧的钒回收率一般低于钠盐焙烧㊂3钒渣提钒新工艺3.1低温钠焙烧法低温钠焙烧法是指焙烧温度低于常规钠化焙烧温度的一种焙烧方法㊂D e n g R.R.等[19]研究了用低温钠焙烧 氧化浸出钒渣,结果表明:钒浸出率随焙烧温度升高而提高,尤其是在500~ 650ħ之间,随温度升高,钒逐渐与碳酸钠氧化形成水溶性钒酸钠,钒浸出率迅速提高;但温度超过650ħ后,钒浸出率趋于平稳,可能是由于钒相与硅相烧结降低氧的扩散,导致钒浸出率无明显变化㊂可见在650ħ的较低温度下焙烧效果较好㊂在钒渣中分别加入M n O2㊁C a O㊁M g C O3和A l2(C O3)3的单一或复合焙烧添加剂进行焙烧水㊃834㊃Copyright©博看网. All Rights Reserved.第42卷第5期李佳双,等:从钒渣中提取钒的工艺研究进展浸[20-22]提钒㊂结果表明:添加M n O2时,适宜条件下,钒浸出率达83.23%,这是因为尖晶石在550ħ时开始分解,加入M n O2可大大促进低价钒向高价钒的定向氧化,从而提高钒浸出率;添加N a2S2O8㊁M n O2和H2O2时,相同条件下, N a2S2O8的作用最为明显,钒浸出率达87.74%,这是因为加入N a2S2O8可氧化低温焙烧后剩余的低价钒,从而提高钒浸出率㊂低于500ħ时,钒尖晶石中的钒不能与钠盐结合生成高价钒酸盐,导致钒浸出率很低㊂在低温钠化焙烧时,添加适量添加剂可有效提高钒浸出率至83%以上㊂该法可确保有效提取钒,同时减少能耗㊂3.2空白焙烧法空白焙烧又称无盐焙烧,即焙烧过程中不添加添加剂㊂李兰杰等[23]研究了采用空白焙烧 水热碱浸法浸出钒渣中的钒,结果表明,钒浸出率可达95%,但该法工艺流程较长㊂李京[24]研究了用空白焙烧 碳酸钠浸出法浸出钒渣,钒浸出率约88%㊂这2种方法能大幅减少固废产生,但工艺成本较高㊂付自碧[25]研究了采用空白焙烧 碳酸化浸出 除硅 铵盐沉钒法提钒,结果表明:钒渣在温度860~900ħ下空白焙烧后,再在碳酸氢钠质量浓度158g/L㊁浸出温度95ħ㊁浸出时间120m i n 条件下浸出,钒浸出率为90.49%~92.12%㊂该法具有工艺成本低㊁固废少等特点,可为低成本清洁提钒提供一种新途径㊂李猛[26]研究了用无盐焙烧 温和铵浸法提钒,结果表明:没有钠盐存在时,不会生成高毒性六价铬;以碳酸氢铵作浸出剂,钒浸出率可达93%,杂质浸出率很低;钒铁尖晶石分解转化先于四价钒酸盐的生成,四价钒酸盐的生成先于五价钒酸盐的生成㊂该法无须添加焙烧剂,没有废气和有毒化合物产生,对环境友好㊂此外,李猛[26]采用低温铵化 高温浸出法优化了无盐焙烧 铵浸工艺流程,结果表明,钒产品纯度较高,有望成为空白焙烧的研究新方向㊂空白焙烧法无有害气体和高毒性六价铬生成,不产生废水,尾渣易于综合利用,可实现焙烧提钒技术的绿色升级,且原料成本较低,钒回收率也高于钙化焙烧;但该工艺成本高㊁流程长,严重限制了其发展及工业应用范围㊂低温铵化 高温浸出法较无盐焙烧 铵浸法工艺流程短,钒产品纯度更高,有望成为空白焙烧的研究新方向㊂3.3复合焙烧法X i a n g J.Y.等[27]研究了采用C a O/M g O复合焙烧 酸浸工艺提高转炉钒渣的钒回收率,结果表明:用M g O完全取代C a O时,钒浸出率由88%降至81%,而C a O/M g O复合焙烧可改善单独用M g O的焙烧效果;M g O/(C a O+M g O)物质的量比为0.5/1时,钒浸出率可达94%㊂肖霜[28]研究了用M n O2-C a O复合焙烧酸浸提取转炉钒渣中的钒,结果表明,在最优条件下,钒浸出率达91.62%,复合焙烧的钒浸出率高于单一的钙化焙烧或锰化焙烧㊂相较单一添加剂,复合焙烧能与钒渣反应得更充分,有利于低价钒转化成高价钒酸盐,从而提升钒浸出率㊂3.4亚熔盐焙烧法亚熔盐法液相氧化提钒法也称液压氧化法,亚熔盐法的特点包括蒸气压低㊁沸点高㊁流动性好㊁活度系数高㊁反应活性高㊁分离功能可调等[29-30]㊂高明磊等[31]对比研究了钒渣在钾㊁钠2种体系的亚熔盐介质中的浸出效果,结果表明:钒形成可溶性钒酸盐是通过分解钒的固溶相实现的,钾系亚熔盐体系的钒浸出率明显高于钠系亚熔盐体系;与传统工艺相比,亚熔盐体系反应温度由850ħ降至220~240ħ,反应时间由4~6h降至1~2h,在显著降低能耗㊁提高效率的同时,钠系的一次钒转化率可达85%,钾系可达97%㊂与传统焙烧技术相比,亚熔盐熔烧法的钒回收率更高,反应介质可实现内循环,原材料消耗小,可基本实现钒的高效清洁提取;但该工艺需在高碱度设备中进行,成本较高[32-33],目前尚处于半工业试验阶段㊂3.5无焙烧加压浸出法因常压酸浸不能破坏钒渣中的含钒尖晶石结构,钒元素无法从尖晶石的晶格结构中释放,导致钒无法得到髙效浸出㊂因此,有研究人员提出了采用无焙烧加压酸浸工艺提钒㊂张国权[34]研究了无焙烧加压酸浸工艺的热力学及动力学,并优化了工艺条件㊂结果表明:加压能破坏转炉钒渣中的含钒尖晶石结构,促进钒的浸出;在压力1M P a㊁浸出温度140ħ㊁浸出时间60m i n㊁初始酸质量浓度250g/L㊁液固体积质量比10m L/1g㊁搅拌速度㊃934㊃Copyright©博看网. All Rights Reserved.湿法冶金2023年10月400r/m i n条件下,钒浸出率可达96.88%㊂无焙烧加压浸出法因无焙烧工艺,可节约原料,降低成本,且加压酸浸转炉钒渣技术能使钒浸出到溶液中,从而有效提高钒浸出率;但加压浸出对设备和反应条件要求较高,尚未得到广泛工业应用㊂3.6微波焙烧法微波能是一种清洁能源,可快速㊁选择性加热,具有非热效应,在强化磨矿㊁强化浸出㊁碳热还原㊁熔盐合成及干燥等冶金工序中常以微波进行辅助㊂在微波场中,原料中不同相分子具有不同正负性,在微波场中会发生高频振动,通过微波焙烧可改变钒渣的尖晶石结构,使钒渣更易反应[35-36]㊂谭博等[37]研究了微波场下的钒渣氯化动力学,结果表明:在微波加热至800ħ保温30m i n㊁(N a C l-K C l)/A l C l3熔盐质量比1.66/1㊁A l C l3与钒渣质量比1.5/1条件下,钒提取率为82.67%;微波辅助加热可使反应时间从6h缩至30m i n㊂姜涛等[38]提出了一种微波钙化钒渣提钒法,以C a(O H)2为钙源添加剂,在添加剂中C a O与钒渣中V2O5质量比0.85/1㊁微波功率2k W条件下,加热至850ħ焙烧1h后在适宜条件下浸出,钒浸出率可达97.4%㊂3.7机械活化法机械活化是在机械力作用下使矿物产生晶格畸变和局部破坏,并形成各种缺陷,导致其内能增大,反应活性增强,从而改变矿物反应条件㊂机械活化后的钒渣物相能充分解离且表面有多孔结构,高能球磨对钒渣引起的活化作用使钒渣处于不稳定态,有利于钒的浸出㊂黄青云等[39]研究了采用机械活化预处理 钙化焙烧 酸浸工艺提钒,可在一定程度上解决转炉钒渣钙化焙烧酸浸工艺钒转浸率低的问题㊂结果表明:机械活化后的钒渣处于不稳定态,更易发生化学反应;延长机械活化时间㊁缩短浸出时间可将钒浸出率提高10%左右;机械活化也可在一定程度上降低钙化焙烧温度㊂向俊一[40]探讨了机械活化法对钒浸出率的影响㊂结果表明:机械活化对提钒效果影响显著,延长活化时间可降低钙化焙烧温度,提高钒浸出率,缩短浸出时间㊂机械活化80m i n可将钙化焙烧温度降低100ħ左右,相比未活化钒渣,浸出20m i n即可将钒浸出率由75%提高至90%㊂3.8微生物法微生物浸出法是以微生物及其代谢产物作浸取剂浸出钒的绿色工艺㊂M i r a z i m i等[41]研究了采用自养菌㊁异养菌和真菌3种微生物分别浸出原钒和焙烧后钒渣㊂结果表明:在一定条件下,钒渣受到自养菌和异养菌侵蚀,钒浸出率可达90%以上;在特定条件下,采用真菌浸出钒渣,钒浸出率为92%㊂微生物浸出法对钒渣的浸出效果较好,且绿色环保,是生物与矿冶交叉学科应用的新方向㊂3.9电场强化浸出法在电场强化浸出过程中,浸出时间较短,与传统工艺相比,大大减少环境污染㊂李艳[42]研究了用电场分别强化直接酸浸和电钒渣碱浸预处理 酸浸钒渣㊂结果表明:直接酸浸的钒浸出率为67.18%,加入硫酸锰电场强化后可提高至79.64%,这是因为物相被电场强化破坏,使钒浸出率提高;采用N a O H㊁C a F2对钒渣预处理后再酸浸,钒浸出率可达87.12%,高于直接酸浸,这是因为碱浸可破坏硅酸盐相,使包裹在钒尖晶石相外的硅酸盐相裸露出来,破坏后可进一步提高钒浸出率㊂电场强化浸出法流程简单,但酸耗较大,且硫酸锰价格昂贵,钒回收率也偏低,还要求特制的反应装备,目前尚无法实现工业化应用㊂4结论与展望钒渣是钒钛磁铁矿转炉炼钢过程的副产品,是钒的重要二次资源㊂从钒渣中提钒以钠化焙烧 水浸和钙化焙烧 酸浸工艺为主,但这2种传统方法能耗大,污染重㊂近些年,相继开发了多种钒渣提钒新型工艺㊂其中,低温钠焙烧法能有效提钒,同时减少能耗;无盐焙烧法无有害气体和废水产生,原料成本较低,钒回收率高于钙化焙烧法,但工艺成本高㊁流程长;相比于单一盐焙烧法,钙镁复合焙烧法㊁钙锰低温分段焙烧法钒浸出率较高;亚熔盐提钒法中钒提取效率高,污染少,但成本较大;加压酸浸转炉钒渣技术能使钒元素较好地浸出到溶液中;微波焙烧法可改变钒渣的尖晶石结构,促进钒的转化;经机械活化后的钒渣,其中物相能更好解离,使反应更加充分;微生物法是一种绿色高效的浸出钒方式;电场强化浸出工艺㊃044㊃Copyright©博看网. All Rights Reserved.第42卷第5期李佳双,等:从钒渣中提取钒的工艺研究进展流程简单,环境污染少㊂相较于传统工艺,新型工艺更加环保,钒提取效果更好㊂但由于不同企业产生的钒渣组成不同,需要根据实际情况选择适宜的提钒工艺㊂为了综合利用钒渣资源,获得良好的经济㊁环保和社会效益,开发高效低耗㊁绿色环保的工艺将是今后钒渣提钒的发展方向㊂参考文献:[1] Q I NZ F,Z H A N G G Q,X I O N G Y J,e ta l.R e c o v e r y o fv a n a d i u mf r o ml e a c hs o l u t i o n so fv a n a d i u ms l a g u s i n g s o l-v e n t e x t r a c t i o nw i t hN235[J].H y d r o m e t a l l u r g y,2020,192.D O I:10.1016/j.h y d r o m e t.2020.105259.[2] Z H A N G G Q,HU T,L I A O W J,e t a l.A ne n e r g y-e f f i c i e n tp r o c e s s o f l e a c h i n g v a n a d i u m f r o m r o a s t e d t a b l e t o fa m m o n i u m s u l f a t e,v a n a d i u m s l a g a n ds i l i c a[J].E n v i r o nC h e m E n g,2021,9(4).D O I:10.1016/j.j e c e.2021.105332.[3] W E NJ,J I A N G T,Z H E N G X L,e t a l.E f f i c i e n t s e p a r a t i o no f c h r o m i u ma n dv a n a d i u mb y c a l c i f i c a t i o nr o a s t i n g-s o d i u mc a r b o n a t e l e a c h i n g f r o m h i g hc h r o m i u mv a n ad i u ms l a g a n dV2O5p r e p a r a t i o n[J].P u r i f T e c h n o l,2020,230.D O I:10.1016/j.s e p p u r.2019.115881.[4] L IH Y,WA N GC J,Y U A NY H,e t a l.M a g n e s i a t i o n r o a s t-i n g-a c i dl e a c h i n g:a z e r o-d i s c h a r g e m e t h o df o r v a n a d i u me x t r a c t i o nf r o mv a n a d i u ms l a g[J].JC l e a nP r o d,2020,260.D O I:10.1016/j.j c l e p r o.2020.121091.[5] S O N GCG,Z H A N G H L,D O N G Y M,e t a l.I n v e s t i g a t i o no nt h ef a b r i c a t i o no f l i g h t w e i g h ta g g r e g a t ew i t ha c i d-l e a c-h i n g t a i l i n g so fv a n a d i u m-b e a r i n g s t o n ec o a lm i n e r a l sa n dr e dm u d[J].C h i nJC h e m E n g,2021,32(4):353-359. 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提钒与转炼钢工艺
提钒与转炼钢工艺概述提钒与转炼钢工艺是一种用于加工和精炼钢材的工艺流程。
通过提钒工艺，钢材的含碳量得以提高，从而提高钢材的硬度和强度。
而转炼钢工艺则用于进一步减少钢材中的杂质，并调整钢材的成分和结构，以满足具体的要求。
本文将介绍提钒和转炼钢的基本概念和原理，以及相关的工艺流程和操作。
提钒工艺提钒原理提钒是指通过向钢材中添加合适的元素，使钢材中的碳含量提高，从而提高钢材的硬度和强度。
提钒过程中会有一个合适的温度范围，同时需要在氧化气氛中进行。
常用的提钒元素包括铬、钛、钒等。
提钒工艺流程提钒工艺的基本流程如下：1.准备工作：选择合适的钢材和提钒元素，准备好所需的设备和工具。
2.加热：将钢材加热至合适的温度范围，通常在800℃到1000℃之间。
加热时需要控制好加热速度和温度均匀性。
3.添加提钒元素：在加热过程中，将提钒元素逐渐添加到钢材中。
添加提钒元素的方式有多种，可以是粉末、块状或液体等。
4.搅拌和保温：在添加完提钒元素后，需要搅拌钢材以保证提钒元素均匀分布，并保持一定的保温时间，使提钒元素与钢材充分反应。
5.冷却：将经过提钒处理的钢材冷却至室温。
转炼钢工艺转炼钢原理转炼钢是指通过炼钢过程中的一系列操作，来进一步减少钢材中的杂质，并调整钢材的成分和结构。
转炼钢工艺可以改善钢材的力学性能和物理性能，提高钢材的质量和使用价值。
转炼钢工艺流程转炼钢工艺的基本流程如下：1.准备工作：选择合适的钢材和转炼剂，准备好所需的设备和工具。
2.预处理：将钢材进行预处理，去除表面的铁锈和杂质等。
3.熔融：将钢材加热至熔点以上，使其成为液体状态。
在熔融过程中，可以添加一定比例的转炼剂，如石灰石、脱硫剂等。
4.搅拌和保温：在熔融过程中，需要搅拌钢液以均匀混合转炼剂，并保持一定的保温时间，使转炼剂与钢液充分反应。
5.去除杂质：通过逐渐加大的磁场或引入气体等方式，将钢液中的杂质和气泡等逐渐移除。
6.过滤和冷却：在去除杂质后，通过过滤等方式进一步净化钢液，并将其冷却至室温。
转炉提钒工艺与设备(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)
转炉提钒工艺与设备（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转炉提钒工艺与设备提钒的原材料：高炉铁水；提钒的产品：钒渣+半钢；提钒的工艺：氧气顶吹法；提钒的主体设备：炼钢转炉。
1 转炉提钒工艺过程（1）铁水供应将脱硫后的铁水扒渣，再用起重机将铁水兑入转炉。
（2）冷却剂供应a.生铁块、废钒渣：用电磁起重机装入生铁料槽,再用起重机加入提钒炉。
b.铁皮球、污泥球、铁矿石：用翻斗汽车运至地面料仓，由单斗提升机运到37.56m平台，经胶带运输机送到炉顶料仓内。
使用时由炉顶料仓电磁振动给料机给料,经称量斗称量后加入转炉。
(3)氧气和氮气供应氧气用管道输送到车间内,氧气纯度为99.5％；压力0.49～1.18 MPa；氮气压力0.294～0.392Mpa。
(4)吹炼提钒吹炼前根据铁水条件加入生铁块或废钒渣,然后兑入铁水,摇正炉体下枪供氧吹炼，在吹炼过程中可根据吹炼情况加适量铁皮球、铁矿石、污泥球，吹炼结束时先出半钢进入半钢罐。
(5)出钒渣转炉炉下钒渣罐采用16m3渣罐,每个渣罐能容纳吹炼钒渣8~12炉。
钒渣罐通过炉下电动渣罐车拉至钒渣跨，用起重机吊至16m3钒渣罐车上；每4辆车组成一列(3辆钒渣罐车,一辆废渣车),用火车拉至钒渣破碎间，废渣拉至弃渣场。
2 转炉提钒设备以攀钢转炉提钒主要设备为例。
设计工艺参数：公称容量120吨，设计炉产半钢138吨，提钒周期30min/炉，纯吹氧时间8min，日提钒最大炉数68炉(2吹2时)，设计年产钒11万吨/年，半钢295万吨/年。
转炉炉型参数：高9050mm，炉壳外径6530mm，高宽比1.386，熔池内经5180mm,熔池深度1400mm，转炉有效容积136m3，炉容比V/t 0.986，炉口外径2480mm。
提钒转炉主要设备有冷却料供应系统、转炉及其倾动系统、氧枪系统、烟气净化及回收、挡渣镖加入装置等。
(1)冷却料供应系统冷却剂供应系统包括地下料坑、单斗提升机、皮带运输机、卸料小车、高位料仓、振动给料器、称量料斗以及废钢槽、天车等设备，这些设备保证提钒用原料的正常供应。
钒钛铁高炉冶炼工艺
钒钛铁高炉冶炼工艺钒钛铁高炉冶炼工艺是一种重要的冶炼生产方式，其在现代工业生产中发挥着不可替代的作用。
由于钒和钛在工业生产中的重要性以及广泛的应用，钒钛铁高炉冶炼工艺的发展对于行业的发展至关重要。
钒钛铁高炉冶炼工艺的发展史悠久，可以追溯至几十年甚至上百年前。
在最初的阶段，人们通过试验和不断的摸索，探索出了一些关键的技术和工艺，为后来的发展奠定了基础。
随着科学技术的不断进步，钒钛铁高炉冶炼工艺也在不断改进和完善，为行业的发展带来了更多的可能性。
钒钛铁高炉冶炼工艺的核心在于高炉炼铁的过程。
在这个过程中，原料经过矿石粉碎、烧结等处理后进入高炉，经过高温还原反应，最终得到所需的钢铁产品。
在这个过程中，各种工艺和技术的运用至关重要，只有结合得当，才能保证生产的效率和产品的质量。
除了高炉炼铁过程，钒钛铁高炉冶炼工艺还涉及到原料的选取、配料的控制、炉渣的处理等多个环节。
在这些环节中，需要精细的操作和严格的控制，只有做好每一个环节，才能保证整个冶炼过程的顺利进行。
同时，现代科技的运用也为钒钛铁高炉冶炼工艺的发展提供了新的动力和可能性，比如自动化控制、智能化设备等。
在钒钛铁高炉冶炼工艺的研究中，为了提高生产效率和产品质量，人们不断探索新的工艺和技术。
比如，有人尝试在高炉冶炼过程中加入一些新的原料，或者改变一些操作方式，以期获得更好的效果。
同时，一些研究者也在炉渣处理、废气排放等方面进行了深入的研究，希望能够找到更加环保和高效的解决方案。
钒钛铁高炉冶炼工艺的发展离不开企业和科研机构的支持和参与。
只有他们能够投入大量的资金和人力进行研究和实践，才能推动行业的不断发展。
同时，相关部门部门的和扶持也起着重要的作用，只有相关部门和企业合作，才能共同促进行业的健康发展。
总的来说，钒钛铁高炉冶炼工艺是一个重要的领域，其发展对于行业的发展至关重要。
只有不断探索和创新，才能推动钒钛铁高炉冶炼工艺的不断进步，为社会的发展和进步做出更大的贡献。
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4.3挡渣出钢技术
针对原出钢挡渣采用加球机投放挡渣锥的挡渣效果差，下渣量较大，钢渣中有害成分污染钢水，影响钢坯质量，难以实现“洁净钢”生产。攀钢于2000年12月推广使用了新型的挡渣标挡渣技术，与原挡渣工艺相比，钢包内渣层厚度平均减少23mm，渣层厚度小于100mm的比例从64.98%提高到85.75%以上，为开发高纯净钢种创造了条件。采用新型挡渣工艺，有利于提高钢水质量，稳定脱氧工艺，减少出钢过程的回硫、回磷，该技术达到了国内先进水平。
⑷新转炉一次除尘系统采用了鲁奇公司的新型OG烟气湿法除尘技术，风机抽风量达210000m3/h，该技术是采用环隙式可调喉口，烟气流速最大可达180～190m/s（R—D喉口最高能达120 m/s），反冲水的粒径在75～100μm之间，除尘效果更好。从目前实际使用情况看，含尘浓度小于50～80mg/Nm3，净化效果较好。新转炉还配备了德国鲁奇公司的转炉煤气回收装置，实现了转炉煤气的自动回收，每炉可回收16000Nm3（CO浓度40%~50%）的煤气量，既满足了环保又实现了资源的综合利用。
2工艺流程
攀钢提钒炼钢厂的工艺流程见图1。
图1攀钢提钒炼钢厂工艺流程
3含钒铁水转炉提钒
攀钢1971年～1995年采用雾化提钒法技术，1995年改为转炉提钒。2座120吨转炉提钒的设计能力为年产钒渣11万吨。
3.1提钒主要技术
经过技术攻关，自主研究并形成了以下技术：
（1）渣态调整工艺技术。
（2）多炉出钒渣工艺技术和挡渣出半钢技术。
4半钢炼钢
采用提钒后的半钢炼钢工艺不同于普通铁水的炼钢工艺，攀钢经过多年的研究，并结合转炉炼钢的发展趋势，形成了独具特色的半钢炼钢工艺。
4.1顶底复合吹炼
攀钢五座炼钢转炉已全面使用顶底复合吹炼技术，采用吹炼前、中期供N2，后期供Ar的底部供气方式，目前底吹供气强度已具备0.10Nm3/(min.t)的供气能力。在（0.02~0.06）Nm3/(min.t)的供气强度下，与LD相比，钢水终点氧活度降低（50~200）×10－6，渣中TFe降低2%~4%，出钢过程的合金收得率也有所提高。
4.2钒钛钢渣溅渣护炉
攀钢转炉采用含钒钛铁水提钒后的半钢为原料进行炼钢，钢渣中含[V]、[Ti]氧化物，1996年的转炉炉龄为1217炉。在半钢炼钢、钒钛钢渣及细长形炉型条件下进行溅渣护炉，无国内外的经验借鉴。从1997年开始，通过对钒钛钢渣性质的研究、造渣工艺的改进、终点控制制度、吹氮溅渣参数、炉体维护的研究和完善，攀钢成功解决了钒钛钢渣的抗侵蚀难题，开发出半钢炼钢及钒钛钢渣条件下的溅渣护炉工艺，形成了炉衬砖材质、砖型及砌筑技术，半钢炼钢造渣技术，半钢炼钢终点控制技术，终渣TFe含量的控制技术，半钢炼钢及溅渣护炉的炉渣渣系，钒钛钢渣性能及状态调整技术，吹N2溅渣技术炉体维护技术。
在工艺技术和产品开发方面，开发了独具特色的世界先进水平的低钒铁水转炉提钒工艺技术，其主要技术经济指标达世界先进水平；炼钢转炉炉龄突破10000炉大关，创世界半钢炼钢条件下转炉炉龄之最；国内首家在大方坯连铸上开发应用了凝固末端动态轻压下技术。转炉冶炼品种多达200多个，是国内首家生产350km/h高速重轨钢的企业，同时也是国内仅有的几家具备批量性生产IF钢、纯净钢的大型炼钢厂之一。
⑵新转炉设计采用6块透气砖，转炉底吹强度设计可达到0.16Nm3/min.t，应用了热更换透气元件技术，实现转炉全炉役复吹。目前由于受攀钢半钢炼钢冶炼等因素的影响，透气砖的侵蚀速度较快，透气砖寿命在1000余炉。
⑶新转炉采用大流量供氧技术，转炉吹量供氧强度达到3.5～4.0Nm3/min.t，与老转炉相比，平均缩短吹氧时间约2～4min。目前，新转炉的供氧流量基本能达到要求。同时新转炉实施了氧枪快换工艺，采用双小车、双卷扬氧枪系统，从而实现氧枪的快速更换，减少了转炉非作业时间。
攀钢提钒炼钢厂工艺装备及技术进步
1前言
攀钢提钒炼钢厂是我国第一座自行设计、制造、建设大型转炉炼钢厂，1971年10月1日建成投产后，经过二期工程建设、三期工程建设和三期技术改造，技术装备水平不断提高，生产规模逐渐扩大，目前已成为我国西南地区最大、中国重要的钢钒生产基地。
攀钢提钒炼钢厂已投入生产使用的工艺装备包括5座120吨炼钢转炉、2座120吨提钒转炉、2部混合喷吹脱硫装置、1部复合喷吹脱硫装置、2台1350板坯连铸机、1台6机6流和1台4机4流大方坯连铸机，配套设置RH真空处理装置2台、LF电加热炉4台，已形成年产钒渣18万吨、连铸坯500万吨、炼钢600万吨的生产能力。
4.4转炉自动炼钢
攀钢新1号、2号转炉为120吨顶底复吹转炉，设计平均出钢量135吨/炉，产能275万吨/年。新1号、2号转炉于2004年11月28日动工，于2006年1月28日及3月28日相继建成投产。新1#、2#转炉配备了目前较为先进的技术装备，主要有：
⑴为实现转炉自动化炼钢，新转炉装配了奥钢联副枪系统、炉气分析系统。目前两座转炉副枪的投用率基本维持在85%-90%之间，炉气分析系统投用率达到97%以上。
（3）铁矿石和冷固球团作冷却剂的有效冷却工艺。
（4）339专用提钒氧枪提钒供氧工艺。
（5）提高提钒转炉炉龄技术。
（6）深吹半钢开炉工艺。
（7）复吹提钒技术。
3.2转炉提钒主要技术指标
攀钢转炉提钒的技术经济指标已达到了世界先进水平，见表1。
表1转炉提钒的技术经济指标
表1转炉提钒主要技术经济指标
[C]半/%
[V]半/%
（V2O5）/%
TFe/%
MFe,%
钒氧化率/%
钒回收率/28
15~22
20~29
8~12
90.4
82.0
95.21
3.3钒渣产量变化
通过铁水提钒工艺的研究和改进，攀钢钒渣产量大幅度提高，实现了钒资源的综合回收和利用，2006年的钒渣产量达到18.2万吨，见图2。