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钒化工冶金固废资源化清洁利用

放大字体 缩小字体 发布日期:2019-06-07 09:02:18   浏览次数:307


3.1 铬泥物理化学性质分析

钒化工流程产生的铬泥Cr和V含量较高,其主要成分见表3。

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3.2 技术方案

基于以上分析,在LF合金化过程中加入铬泥球,将铬泥中的V2O5和Cr2O3还原至钢水中,达到提高V和Cr含量的目的,在生产含钒钢筋产品时替代钒合金增钒,有效降低炼钢成本。将块状、粉状铬泥与添加有机粘结剂及65碳化硅做成球骨架,加工成粒径5~30mm的球状物并烘烤(烘烤后水分≤1%),加入炼钢工序。钒泥球理化指标见表4。

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3.3 铬泥直接合金化工艺生产

精炼过程加入铬泥球进行增钒合金化,平均每100kg铬泥球经还原后可增V0.009%,钒回收率平均为90%,平均每100kg铬泥球增Cr0.005%,回收率达80%。对铸坯质量进行了跟踪检验,结果见表5,可知此工艺对铸坯质量无不良影响。

按轧制规格轧制16直条螺纹钢筋,其性能见表6。可以看出,实验所制钢筋各项性能完全符合HRB400E要求,与常规工艺相比,屈服和抗拉强度均有提高,对钢筋性能提高有一定作用。

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4 钒酸铁电硅热法冶炼钒铁技术

钒酸铁泥为提钒过程废水处理工序产生的含钒、铁固废,河钢承钢每年产生钒酸铁2000余吨,夹带V2O5300余吨。本技术以回收钒酸铁中的钒为目标,将钒酸铁直接用于电硅热法冶炼钒铁(为钒含量为48.00wt%~55.49wt%,铁含量为 41.00wt%~49.00wt%的FeV)中。本研究对钒酸铁进行了成分分析,并对转化过程进行研究和工艺优化[5,19]。

4.1 钒酸铁成分分析

通过ICP-OES检测湿钒酸铁泥中含约8~12%钒、8~13%铬、约20%铁及其它杂质,成分见表7。

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图7为钒酸铁泥的XRD谱,图中未发现钒酸铁,钒酸铁为无定型FeVO4[20],表明钒酸铁泥在较短时间内无法形成晶体。沉钒酸铁过程中调节pH值至2~3,夹带少量的Na2SO4,经淋洗可脱除。

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4.2 钒酸铁电硅热法冶炼中钒铁基础研究

通过查阅相关热力学手册,计算出不同温度下采用FeSi合金还原V2O5和FeVO4的吉布斯自由能变如图8所示。化学反应方程式如下:

由图8可以看出,温度对各反应标准自由能变的影响不同,反ΔrGθ均为负值,表明反应在热力学上可发生。用FeVO4作为冶炼钒铁的原料,反应的ΔrGθ负值更大,反应热力学趋势更明显,表明采用FeVO4冶炼钒铁反应更易进行。

 
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