книги / Технологии извлечения ванадия из конверторных ванадиевых шлаков

1. Подготовка

шихты, состоящая из склада шлака, отделений

первого и второго

дроблений, мокрого помола.

Химический

состав

шлака Ш

Таблица 4.1

без металловключений

Марка

vl° 5

SCO2

Р

СаО

^ мет

ШДЦ-1

16

20

0,07

1.3

15

ШВД-2

16

20

0,08

3,0

17

ШВД-3

13

26

0,08

1.5

17

ШДЦ-4

13

26

0,12

Не реглам.

17

....

щ о

. . . .

п о г . . . ..

& &

. . . .

....

Mnt0) . . . .

дисп ***** '

HfO

. . . .

ную

емкость.

тему

летом для снижения запыленности на складе шлака включают сис­

увлажнения.

Стадия обжига. Шихта из отделения мокрого помола поступает в

обжиговую печь. Цель обжига

ванадийсодержащего шлака с добавкой

окиси кальция

- перевод

соединений

ванадия,

содержащихся в

шлаке,

в кислоторастворимую форму.

низших

окислов железа,

вана­

дия

Окисление

дисперсного железа и

и марганца начинается

при 450-500 °С и

идет по реакциям:

bFe * 302 =

2Fe203

,

■vz 0 j)

+ 0г

= .2F6z Oj

* 4VZ03

,

4 0 j * 0 2 = vz os ,

2MnO +

1fcOz

= Mnz O j ,

Mnz0i *

</lOz = IMnOi ■

V2Og

+ Рб203 = IFeVOif - ортованадат железа,

V20$

+ Мп02 = MnV20y .

Ca(V05)2 + СаО = Ca2V207 - пированадат

кальция,

2 Р Щ +СаО =

Са[Щ)2+ FezQ3,

MnV20y + 2СоО -

Ca2V207 + Мп02)

Ca2V20j + СаО —

CQ3(V0if)2 - ортованадат

кальция.

ва извести в шихте, равномерности

распределения извести в

шлаке и

от других факторов. Все

три формы

ванадата кальция довольно

хоро­

шо растворимы в слабых

кислотах (3-5

$).

кото­

Однако более желательно получение метаванадата кальция,

рый наиболее легко растворяется даже

в слабом растворе

кислоты

(pH = а,6-3,2).

рая имеет следующие

зоны:

шихта сушится и нагревается

- зона

сушки (дойной 15 м), где

до 100 °С;

нагрева

(длиной 25 м), где

шихта нагревается до 650 °С;

- зона

- зона

обжига

(длиной

35 м),

в

которой температура шихты

Ь4и-Н50 °С.

Температура в печи поддерживается сжиганием природного газа в

выносной топке при

1050-1100

°0.

ся при

обжиге окатышей.

ем­

Из стержневой мельницы пульпа направляется в специальную

кость,

где разбавляется водой (с К : Т = I до Ж

: Т = 3) и перека­

чивается в буферные емкости гидрометаллургического передела.

Отходящий из печи газ содержит 10-12 % кислорода, что гаранти­

рует полноту окислительных процоссоз при обжиге

шихты. Во избежание

образования прочных окатышей в загрузочную течку

подается вода

-

ла в печи.

очистки:

су­

Отходящие газы обжиговой печи проходят три стадии

хую в пылевой камере, в батарейном циклоне и мокрую в

трубах

Венту­

ри. Очищенные газы через скруббер-каплеуловитель и дымовую

трубу

выбрасываются в атмосферу, а уловленная пыль возвращается

в

обо­

ротный цикл.

включает

следующие

Участок гидрометаллургического передела

стадии: слабокислое выщелачивание

при строго

фиксируемом значении

pH, фильтрация пульпы и кислотное

выщелачивание кека;

гидролиз и

Степень перехода растворимых соединений ванадия в раствор на

стадии слабокислотного выщелачивания 80-85

ванадий безвозв­

ратно

При температуре пульпы выше 70

°С и pH < 2 , 5

теряется

с отвальным шламом,

так как при этих условиях

он

будет

выпадать

в осадок, температура пульпы ниже

50 °С и pH

>3,2

жащих растворов

осуществляется

в непрерывном режиме при pH

=

= 1,45-1,55, температуре 93-95

°С.

на­

Полученные

в результате выщелачивания растворы подаются

33,5

мин (табл.4.4). Фильтровальная ткань

- бельтинг НЛ-П2 см.

Циклограмма

работы фильтр-пресса

Таблица

4.4

(ФПАКМ-25)

Jfeone -!

Наименование

Продолжи­

Поступает

Разгружается

рации |

операции

тельность

i

_ _ _ _ _ _

операции,

в фильтр

из фильтра

I

. мин

Пульпа из мешал­

Фильтрат в

Фильтрация

5-10

2х

Промывка 5-6 %-

3,0

ки, Ж : Т

= 10

сгуститель

Раствор

Промывной раст­

ным раствором

вор

3

At% СS0«)3

6,0

Вода

Промвода в

Промывка

4

Отжим осадка

3,5

Воздух из

цехо­

сгуститель

Воздух в атмо­

5

Просушка

3,5

вой сети

сферу

Сжатый воздух из

Воздух в атмо­

цеховой сети

сферу

6

Выгрузка осадка

2,5

(4 атм)

Паста tfyOf

Техническая вода

50%,

и регенерация

влажностью

ткани

промводы

зом. Загрузка |

в

печь

ведется периодически по мере проплав­

ления очередной порции

сырой

• Расплавленнаяf^ OIf из пе­

дел.

о

Температура в плавильной печи П00-1200

С; производитель­

тановки дозировочных бункеров для раздельного хранения

извести,

металлоотсева,

F&SI

и

(iQI $

; дробилка СМ-741 для

дробления

ферросилиция,

настылей рафинированного шлака и отработанной маг-

незитной футеровки;

электропечные трансформаторные подстанции;

отражательная печь для плавки

алюминия. По мере расплавления жид­

кий алюминий вытекает из

печи

и дробится струей воды.

ны. Отходящие

печные

газы (84,5 % азота; 10,5 % кислорода;

4,3 %

CO i ; 0,44 %

SO j

; 0,06 % SОi ; 0,2 % СО ) проходят

газо­

в шламовых сборниках и

подается на очистку. Печное

отделение

пред­

назначено для выплавки

F t\! * для чего установлены дуговые

печи с

трансформаторами•

$ У

;

Состав шихты: плавленная техническая

У2 ^5

5

менее

0,05 Р ); известь,

свежеобожженная кусковая

(с

размером

кусков

10x30 мм и содержанием 85 % СаО

♦ 0,01 % Р); 75 '/о

FeSL\

алюминий гранулированный

(размер гранул

< 3 0 мм);

конверторный

шлак фракцией < 50 мм;

металлоотсев; коксик фракцией

3 мм.

Основная реакция восстановления окислов ванадия алюминием:

3 ^ 2 раса *

раса ~

*

^ ^ 2 ^ 3

тб

•

лесообразна еще для ускорения основного

процесса.

Окись кальция

и окись магния являются наиболее распространенными

добавками,

так как их переход в шлак улучшает физико-химические свойства

последнего и способствует более полному

разделению металлической

и шлаковой фаз.

Алюмотермический метод применяют для выплавки богатого мало­

углеродистого феррованадия (75-80 %V' и

<U,i %С

). Основным

ческой пятиокиси в сплав (не менее 98 ,с)

можно лишь введением в

шихту

большого

избытка алюминия, так как

основная часть его пеое-

ходит

в сплав

(до 20 %АВ

в сплаве).

Разработан двухэтапиый

способ получения феррованадия. Пер­

этом шлак содержит

60-65 % At% 0$ ; 20-25 % СоО

; 10-15

>

; 1,5 % Н О

; 2,0 % $10%

шлаков

первого

вторым этапом процесса является переработка

Количество феррованадия, получаемого на первом и втором

эта­

пах процесса, составляет соответственно 83 и 17 >. За ооа

этапа

переход

ванадия из сырья в феррованадий составит УЬ-96 у>.

Помимо алюмотермического существуют способы получения ферро­

ванадия,

в которых восстановителями являются углерод или кремний.

4.1.2. Обработка

сточных вод.

Природоохранные

мероприятия

Ферросплавный цех 0Л0 "Ванадий'Тулачермет" вошел

в число

действующих в 1974 году. При подготовке шихты к обжигу

впервые

магнитной

сепарацией металлических включений.

Это

техническое

ре­

шение обеспечило практически полную очистку шлака от металла.

по-

Высокоэффективная мокрая очистка газов после

обжиговых

чей практически полностью улозила пыль и

позволила

вернуть

ее

в цикл.

механизация

основных

Автоматизация управления процессом,

операций,

сорбционная очистка сточных вод с выделением уловлен­

ной пятиоккси ванадия и организация

водного

цикла

- все

это

не­

сомненные

преимущества известковой

технологии.

Однако такие цен­

ные элементы, как хром и марганец,

теряются

с

отвалом.

Сточные воды, образующиеся главным образом после гидролити­

ческого

осаждения пятиохиси ванадия

в количестве 80-100

м3/ч

при 65-75

°С, имели

состав ( г /л ) :

tiO s ........

ТЮ2

e...

Si

........

••••

Fenr„ , . . . . . . ........

0,001-0,003

MnO

. . . . ....

3 - 6

CaO ........ ........

0,1-0,5

MgO

. . . .

1

'• x 9^

t y O j ........

p

. . . .

VgOs..................

1,5-2, о

СаО

Р.............

1,6-1,2

Si . . . . . . . . .

0,02-Ъ.и4

(J,001-0,008