|
При выплавке хромованадиевых конструкционных и быстрорежущих сталей, а также жаропрочных сплавов применяется феррованадий. Он упрочняет конструкционную сталь даже при наличии небольших количеств (0,04-0,08%). У нас выплавляют феррованадий, содержащий 35-45% V, около 1% С и 2-3,5% Si.
Сырьем для получения ванадия являются железные руды, содержащие обычно 0,3-0,5% ванадия в виде трехокиси V2O3. В некоторых случаях встречаются железные руды, более богатые ванадием.
Из руд сначала получают пятиокись ванадия V2О5, которую затем восстанавливают в электропечах при помощи кремния или алюминия. При наличии руд с высоким содержанием ванадия можно для получения пятиокиси ванадия применить сразу гидрометаллургический способ, т. е. осуществлять сплавление руды со щелочными добавками и затем выщелачивать спек.
У нас содержание ванадия в рудах не высокое и поэтому принята пирометаллургическая схема извлечения феррованадия или более точно - комбинация пиро- и гидрометаллургических процессов. Основными стадиями этой технологии являются:
1. Обогащение и подготовка руд к плавке. В случае переработки титаномагнетитовых руд, кроме железо-ванадиевого концентрата, получается также титановый концентрат, содержащий 40-45% ТiO2, который используется для производства ферротитана. Железо-ванадиевый концентрат подвергается агломерации или окомкованию.
2. Выплавка чугуна из агломерата или окатышей железо-ванадиевого концентрата, содержащих 0,4-0,8% V2O5. При этом восстанавливается 80-90% феррованадия и получается чугун с содержанием 0,4-0,6% V.
3. Окисление ванадия чугуна в конвертере с выделением ванадиевого шлака, содержащего 7-10% ванадия в виде FeO-V2О3. Полупродукт после слива ванадиевого шлака перерабатывается на сталь, а шлак подвергается гидрометаллургии. Извлечение ванадия из чугуна составляет около 90%.
4. Извлечение окислов ванадия из конвертерного шлака, для чего:
а) шлак смешивают с содой (Na2СO3) или сильвинитом (NaCl • KC1) и подвергают окислительному обжигу в трубчатых вращающихся печах при температуре 800-850° С. При этом образуются ванадаты натрия Na2O • V2O5, растворимые в воде;
б) шлак после обжига выщелачивают водой, а затем 6% -ным раствором H2S04. На фильтрах выделяется ванадиевый фильтрат с концентрацией ванадия 25-30 г/л;
в) осадок просушивают и сплавляют в пламенной печи при температуре 750° С.
Получается техническая пятиокись ванадия 80-90% VaO5;
г) из технической пятиокиси выплавляют в электропечи феррованадий. Процесс производят в две стадии: сначала проводят восстановление части пятиокиси ванадия избытком ферросилиция с добавлением алюминия, получая сплав с содержанием кремния 21-23% и отвальный шлак, в котором ванадия менее 0,35%, затем полученный сплав рафинируют от кремния остальной частью пятиокиси ванадия, получая феррованадий (45-50% V; около 1,5% Si) и шлак (10-15% V2O5), который используют на первой стадии.
Примерный расход материалов в кг на 1 т 40%-ного феррованадия:
Плавленая пятиокись (85%V205) 835
Ферросилиций 75%-ный 425
Вторичный алюминий 75
Известь 1350
Железная обрезь 157
Графитированные электроды 26
Электроэнергия, квт-ч 1350
Извлечение ванадия при получении феррованадия 98,5%, а сквозное извлечение на всех переделах от руды до феррованадия составляет 60-65%.
|
