[发明专利]一种用钒钛铁矿生产钒复合铁合金和钛渣的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用钒钛铁矿生产钒复合铁合金和钛渣的方法，属于冶金化学技术领域。 

背景技术

钒的用处很广，主要用于炼钢。钒矿大都与钛、铁共生的钒钛磁铁矿中，而且含量很低。在钒钛铁矿中一般含钒只有0.2-3.0％(质量百分比，以下同)之间，从钒钛铁矿中直接提取钒是十分困难的。目前，钒的提取是用钒钛铁精矿(石/粉)作原料，以碳做还原剂，以石灰等做造渣剂在高炉中生产含钒的铁。在生产含钒的铁的过程矿石中的氧化钛与石灰混合成渣，含氧化钛在5-10％之间，由于渣中含钛低，无法利用成为废物；含钒的铁在炼钢炉中冶炼出含氧化钒在10-30％之间的钒渣和粗钢。再用钒渣生产五氧化二钒，再用五氧化二钒通过电硅铝热法或铝热法生产钒铁合金和其他钒制品。这样不但将矿石中的氧化钛成为废渣不能利用，而且生产钒铁合金工艺又十分繁杂，使钒铁价格较高。 

发明内容

本发明的目的在于用钒钛铁矿作原料，用碳作还原剂，在还原电炉中生产钒复合铁合金，同时生产含氧化钛15-60％的钛渣，可再利用。再直接用钒渣在还原电炉中生产钒复合铁合金。达到降低生产成本，节能减排，综合利用的目的。 

发明内容是用钒钛铁精矿(石/粉)作原料，用碳作还原剂，在还原电炉(电弧炉/矿热炉)中，生产含钒的铁和含氧化钛15-60％的钛渣。二氧化钛还原温度较高，反应热效应必须达到2554-2569KTJ/Kg。还原电炉还原温度难以达到使 二氧化钛还原的温度，因此，二氧化钛成为钛渣。钛渣中含氧化钛较高是因冶炼时没有使用石灰造渣，富集了氧化钛。这种钛渣可作为生产钛白粉及其他钛制品的原料。所生产含钒的铁在炼钢炉生产出钒渣和粗钢，再用钒渣作原料，用碳作还原剂，在还原电炉中生产钒复合铁合金(见附图)。用碳还原钒渣反应如下；2/5V₂O₅+C＝2/5V+CO，ΔG＝208700-171.95T；1/5V₂O₅+7/5C＝2/5VC+CO，ΔG＝150250-160.6T，含碳略高。所述的钒复合铁合金如：硅钒铁合金、硅锰钒铁合金、硅钡钒铁合金、硅铝钡钒铁合金、硅铝钡钙钒铁合金等等。这些铁合金含一种或两种以上的炼钢脱氧元素或合金化元素，参予炼钢脱氧和合金化，同时保护钒在钢中合金化的利用率。 

实施例

下面通过具体实施例说明本发明。 

实施例1 

原料与配比：钒钛铁精矿粉3吨(含TFe56％、TiO₂24％、V₂O₅1.6％)与还原剂-焦末(固定碳70％)0.25吨，混合搅拌均匀，冷压成∮10-15mm的球。烘干后投矿热炉中，冶炼2小时，放水出炉，扒出钛渣，生产含钒的铁中含氧化钒3.0％，钛渣中含氧化钛48％。在炼钢炉中冶炼含钒的铁，生产含V₂O₅22％的钒渣和粗钢。 

实施例2 

原料与配比：钒钛铁精矿(TFe48％、TiO₂25％、V₂O₅1.6％)600公斤，还原剂-焦末(固定碳80％)60公斤，混合均匀投入电弧炉中冶炼1.5小时，出炉扒渣。生产出含氧化钒2.6％的铁和含氧化钛51％的钛渣。将含钒的铁投入炼钢炉冶炼成钒渣(V₂O₅23％)12公斤和粗钢230公斤。 

实施例3 

原料与配比：原料钒渣(含V₂O₅22％)100公斤，硅石50公斤、重晶石30kg。还原剂焦炭80公斤，混合均匀后，投入矿热炉中冶炼2小时。出炉化验合金成分：Si40％、Ba15％、V10％，余量为Fe和其他杂质。其他钒复合铁合金不再例举。 

某钢厂生产C-3螺纹钢，原吨钢加入3公斤硅铝铁脱氧、1.5公斤钒铁，进行钒的合金化。而用实施例3产品4公斤，脱氧及钒的合金化一次完成，钢的抗拉和屈服強度等均达到国标要求。 

所述的还原电炉也可用等离子还原电炉。 

附图1为本发明“一种用钒钛铁生产钒复合铁合金和钛渣的方法”的示意图。