文档介绍：钒渣中尖晶石生长规律及钒渣钙化
焙烧机理的研究
重庆大学硕士学位论文
学生姓名:李晓军
指导教师:谢兵教授
专业:冶金工程
学科门类:工学
重庆大学材料科学与工程学院
二 O 一一年四月
Research on Spinels Growth Law and
Calcification Roasting Mechanism of
Vanadium Slag
A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Degree of Master of Engineering
By
Li Xiaojun
Supervised by Prof. Xie Bing
Major: Metallurgical Engineering
College of Materials Science and Engineering of
Chongqing University, Chongqing, China
April, 2011
中文摘要
摘要
近年来,国际铁矿石价格逐年上涨,2011 年 4 月品位在 63%的铁矿石现货价
格甚至超过了 187 美元/吨。相比较而言,国内铁矿石价格低廉,且运输成本低。
为了缓解因进口矿价格上涨带来的压力,攀枝花成都钢铁公司(简称“攀成钢”)
于 2006 年开展了高炉配加部分钒钛磁体矿工业试验并取得成功,不仅节约了成本,
而且通过铁水提钒,实现了钒资源等有价金属的提取,培育了新的经济增长点。
然而,由于高炉中钒钛磁铁矿配比较低,导致钒渣中 V2O5 品位仅为 10%左右,对
于这种低品位钒渣中的主要含钒物相—尖晶石相的生长规律及钒渣钙化焙烧机理
研究,国内外鲜有报道,需要进行细致的研究。
本文在分析攀成钢钒渣化学成分及物相结构基础上,采用实验与理论相结合
的方法探究了钒铁尖晶石析出和长大的最佳热力学和动力学条件,得到了其结晶
过程的表观活化能;同时,针对传统的钠化提钒法引起的环境污染问题,通过改
变添加剂,即用 CaO 代替钠盐,达到了既降低环境污染又减少钠盐消耗的双重目
的;并进一步系统研究了钒渣钙化焙烧—酸浸提钒工艺过程中各反应参数及主要
组分对钒浸出率的影响,得到如下结论:
①钒渣中尖晶石最佳生长温度为 1523K 左右;1523K 保温 5min,尖晶石平
均粒径为 ,随着保温时间的延长,尖晶石尺寸逐渐增大,100min 时其平均
粒径达到 ,此时尖晶石生长基本完成;尖晶石生长过程可用 JMAK 方程近
似描述,其表观活化能约为 575kJ·mol-1。
②采用 D. Turnbull 模型计算得到钒渣中尖晶石最佳生长温度区间为
1507-1557K,与实验结果吻合较好;当渣中 CaO、SiO2、TiO2 分别在 -%、
-%、-%范围内变化时,成分变化对尖晶石最佳生长温度区间影响
较小,但对其结晶速率常数影响较大。
③钒渣钙化焙烧过程主要包括三个阶段:300-500℃,Fe2SiO4 等橄榄石相的
氧化分解及渣中少量自由 FeO 的氧化;500-600℃,FeV2O4 等尖晶石的分解氧化;
600-900℃,钒酸钙的形成及辉石分解;焙烧过程中 CaO 可与 V2O5 反应生成
CaV2O6、Ca2V2O7、Ca3V2O8 等多种形式的钒酸钙。
④钒渣钙化焙烧—酸浸过程中,CaO/V2O3 在 左右时,钒浸出率达到
%,接近钠化焙烧工艺水平;SiO2 在 20%左右时有利于提高钒浸出率;TiO2
不利于钒浸出率的提高。
关键词:尖晶石,钙化焙烧,浸出率,转炉提钒
I
重庆大学硕士学位论文
II
英文摘要
ABSTRACT
Recently, a sharp increase in the price of international iron ore can be seen, and even exceeded
187 dollars per ton for the iron ore grade of 63% in April, 2011. In contrast, the price and