楊紹利，馬蘭，王尊

攀枝花學(xué)院釩鈦學(xué)院，四川省釩鈦資源綜合利用重點實驗室

1 引言

我國的釩鈦磁鐵礦資源儲量豐富，主要分布在四川攀西地區(qū)、河北承德地區(qū)、陜西漢中地區(qū)、湖北鄖陽、襄陽地區(qū)、廣東興寧等地區(qū)[1]。隨著非高爐冶煉技術(shù)的發(fā)展，許多研究者對釩鈦磁鐵礦煤基直接還原–電爐熔分工藝進(jìn)行了大量實驗室研究及工業(yè)化試驗。但是，大量的研究工作主要集中在對預(yù)還原及金屬化球團(tuán)熔融還原的工藝參數(shù)研究上，對還原過程的理論研究相對較少且不深入、不系統(tǒng)。本文主要對攀枝花釩鈦鐵精礦金屬化球團(tuán)在電爐熔融還原過程中熱平衡進(jìn)行了計算，并研究了釩氧化物還原所得金屬釩進(jìn)入生鐵的熱力學(xué)影響因素進(jìn)行了分析，以此來為進(jìn)一步提高釩回收率提供理論依據(jù)。

2 熔融還原過程釩進(jìn)入生鐵的機(jī)理分析

2.1 熔融還原過程釩入鐵熱力學(xué)分析

（3）堿度在初始配料時已做好1.1的配比，因此不再考慮；

（4）因熔融還原過程主要是殘?zhí)紖⑴c還原反應(yīng)，故不再考慮CO參與還原反應(yīng)；（5）熔融生鐵中含碳量設(shè)定為4.3%，且因碳進(jìn)渣量很少，故不再考慮碳進(jìn)渣。

金屬化球團(tuán)中元素平衡計算：以100kg經(jīng)過直接還原的金屬化球團(tuán)為基準(zhǔn)進(jìn)行物料平衡計算。主要的物料平衡項如表2所示。

 

表2 主要的物料平衡項

物料收入項	物料支出項
金屬化球團(tuán)	熔融生鐵 熔融鈦渣 直接還原反應(yīng)逸生成的CO 損失的C 脫硫帶走的氧量

表3 物料平衡表

物料收入		物料支出
項目	重量∕kg	項目	重量∕kg
金屬化球團(tuán)	100	熔分生鐵	60.95
		熔分渣的質(zhì)量	33.12
		還原反應(yīng)生成的CO的質(zhì)量	3.73
		損失的C質(zhì)量	1.81
		脫硫逸出的[O]含量	0.40

2.2.2 熱量平衡計算

設(shè)定邊界條件：

（1）依據(jù)物料平衡計算熱量平衡，鐵水溫度設(shè)為1570℃，熔融渣溫度為1620℃。

（2）因調(diào)堿度直接采用CaO，故不再考慮碳酸鹽的分解耗熱。

（3）將在熔融過程中損失的碳全部以燃燒的形式損失。

（4）因金屬化球團(tuán)在熔融過程的爐塵量小，故不再考慮爐塵帶走的熱量。

主要的熱量平衡項如表4。

表4 熱量平衡項目

從表5中可以看出：（1）金屬化球團(tuán)熔融還原過程中熱量收入以輸入的電量為主，占85%以上碳燃燒及成渣熱較少，僅占15%左右。

（2）在熔融還原過程中，熱量的支出是多方面的，其中以熔渣和鐵水帶走的熱量居多，約占80%，其它熱損失為6.34%。

3 熔融還原過程中影響釩進(jìn)鐵的熱力學(xué)因素分析

 

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