發(fā)布時(shí)間：2020-05-15 13:01

【摘要】：釩及其產(chǎn)品具有良好的物理、化學(xué)性質(zhì),被廣泛應(yīng)用于航空航天、冶金、化工等領(lǐng)域。目前攀鋼提釩的主要工藝流程為釩鈦磁鐵礦高爐還原-轉(zhuǎn)爐氧化制備釩渣-釩渣鈉化焙燒水浸提釩。但提釩后半鋼煉鋼脫磷負(fù)荷大,冶煉低磷、超低磷鋼困難。鈉化提釩工藝焙燒過(guò)程釋放污染氣體,不符合清潔生產(chǎn)的要求。在轉(zhuǎn)爐提釩過(guò)程加入石灰造渣脫磷是解決半鋼冶煉過(guò)程造渣困難、脫磷負(fù)荷高和實(shí)現(xiàn)后續(xù)清潔提釩工藝可能的有效方法。本文以含釩鐵水提釩脫磷為研究對(duì)象,從堿性釩渣浸出、轉(zhuǎn)爐提釩脫磷熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)三方面進(jìn)行研究,探索轉(zhuǎn)爐提釩過(guò)程同時(shí)脫磷的可行性。為確定堿性釩渣直接焙燒-堿/酸性水溶液浸出的可行性及最佳釩渣成分,本文以不同堿度的堿性釩渣為原料進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)采用160g/L碳酸鈉溶液浸出堿度為1.5的釩渣時(shí),釩的轉(zhuǎn)浸率達(dá)到了84.02%。在本實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),堿性釩渣直接焙燒-堿性浸出的方法可行,最佳的釩渣堿度為1.5。以化學(xué)熱力學(xué)理論為基礎(chǔ),采用正規(guī)離子溶液模型和離子分子共存理論模型構(gòu)建堿性釩渣的熔渣熱力學(xué)模型,并在此基礎(chǔ)上對(duì)不同爐渣成分和反應(yīng)溫度的釩、磷在渣金間的分配行為進(jìn)行了研究,同時(shí)進(jìn)行了熱態(tài)實(shí)驗(yàn)。計(jì)算結(jié)果顯示釩在渣金間的分配比隨著渣中Fe O、V2O3和Mn O的增加而增加,隨著渣中Ca O、Ti O2和P2O5的增加和反應(yīng)溫度的升高而降低。磷在渣金間的分配比隨著渣中P2O5、Fe O、Ca O和Mn O的增加而增加,隨著渣中V2O3和Ti O2的增加和反應(yīng)溫度的增加而降低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在終渣堿度為1.5,終渣Fe O含量為35%、反應(yīng)溫度為1380℃的條件下,提釩率和脫磷率分別達(dá)到89.67%和66.67%。反應(yīng)溫度為1380℃時(shí),隨著堿度從0.6增加到2.1,Log Lp明顯增加;釩分配比數(shù)值Log Lv在2.21~2.33之間,與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐提釩過(guò)程的釩分配比基本一致。轉(zhuǎn)爐提釩過(guò)程加入石灰造渣脫磷后對(duì)提釩過(guò)程不造成負(fù)面影響。在不同爐渣組分、反應(yīng)溫度以及攪拌強(qiáng)度條件下,對(duì)提釩脫磷過(guò)程磷、釩的傳質(zhì)規(guī)律進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究�；陔p膜理論建立動(dòng)力學(xué)方程對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了解析。本實(shí)驗(yàn)中各爐次的表觀脫磷速率常數(shù)和提釩速率常數(shù)分別在0.413~0.740×10-3 2g/cm(?)s和0.247~0.378×10-3 2g/cm(?)s之間。磷的初始傳質(zhì)參量在0.025~0.084cm3/s之間,釩的初始傳質(zhì)參量在0.18~0.30cm3/s之間。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,傳質(zhì)參量逐漸減小,在有回磷、回釩的爐次變?yōu)樨?fù)值。在本實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),終點(diǎn)磷、釩的傳質(zhì)參量分別在-5.00~0×10-3cm3/s,-4.98~-1.04×10-3cm3/s之間。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TF841.3

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本文編號(hào)：2665072