熔分还原高钒钢渣制取含钒生铁的试验研究

本论文较详细地概述了国内外钒提取冶金的技术发展现状，阐述了攀钢用含钒铁水炼钢产生的高钒钢渣提取钒的可行性及重要意义，并对高钒钢渣熔融还原开展的一系列研究工作进行了全面的总结。该课题针对转炉提钒存在的不足，提出了先炼钢后提钒的新工艺，并对新工艺的关键技术——高钒钢渣熔融还原制取高钒生铁进行了深入研究。通过高钒钢渣中钒的还原反应的热力学研究，得出了钒在铁／渣间的平衡分配比Lv，并计算出渣中V2O5的活度系数γV2O5；考察了渣中FetO、V2O5含量和炉渣碱度对Lv和γV2O5的影响；确定出含钒转炉钢渣的γV2O5值在10-11～10-9之间。研究了含钒钢渣与碳饱和铁水间还原动力学规律，计算并推导出了（V2O5）还原的动力学模型和表观活化能，表观活化能为23.21kJ·mol-1；铁液中V的扩散传质是反应的限制性环节；在1550℃，渣碱度介于0.8～1.5的范围内，均可以发生显著的还原反应，当碱度B在1.0左右时，渣中（V2O5）的还原效果最好，渣中（V2O5）的还原率可以达到98％以上。开展了250kVA矿热炉熔融还原高钒钢渣的热模拟试验以及3200kVA大型矿热炉冶炼高钒钢渣制取高钒生铁的半工业试验。试验结果表明：V2O5含量为3％～5％转炉钢渣经熔融还原后，可获得钒含量高达6％～8％的高钒生铁，含钒钢渣中V2O5的还原度可达96.32％，V的回收率为88.80％，冶炼电耗为1200～1400kWh／（t钢渣）。