Глава 9. Основы технологии получения феррованадия

В нашей стране выплавляют феррованадий, содержащий 35— 58% V, до 1% С, 0,9-2% Si.

Основным источником ванадия служат железные руды ряда месторождений Урала, которые содержат 0,4—0,8 % V₂0₃. Низкое содержание ванадия в рудах предопределило сложный процесс производства, представляющий собой сочетание ряда металлургических и химических переделов, при этом на от­дельных переделах извлечение ванадия из исходных продук­тов является побочной задачей основного металлургического процесса.

Ниже охарактеризованы основные стадии сложной техноло­гии производства феррованадия:

1. Подготовка руд к доменной плавке — их обогащение с получением концентрата и агломерация или окомкование кон­центрата.

2. Выплавка в доменных печах чугуна из агломерата или окатышей железованадиевого концентрата, содержащих около 1 % V₂0₃- При этом восстанавливается 80—90 % ванадия и получается чугун, содержащий 0,4—0,6 % V.

3. Передел ванадийсодержащего чугуна в кислородных конвертерах, в процессе которого 90—96 % ванадия чугуна окисляется и переходит в виде V₂0₃ в шлак (эта технология описана во И-ой части, § 9, гл. 2). Получаемый ванадий-содержащий шлак содержит, %: 13—19 V₂0₃; 17—22 Si0₂; 2—5 Сг₂О_э; 0,9-1,6 СаО; < 6 MnO; <4 А1₂О_э и 26-30 Fe^^

4. Извлечение ванадия (в виде оксида v2Os) из ванадий­содержащего конвертерного шлака гидрометаллургическим способом, для чего:

а) шлак смешивают с сильвинитом (NaCl - КС1) или содой (Na₂C0₃) и подвергают окислительному обжигу в трубчатых вращающихся печах при температуре ~ 800 °С. При этом из

696

697

V₂0₃ образуются ванадаты натрия Na₂0 ■ V₂O_s, растворимые в воде;

б) шлак после обжига обрабатывают горячей водой и затем 6 %-ным раствором H₂S0₄, обеспечивая выщелачивание, т.е. перевод ванадия в раствор;

в) из раствора осаждают V₂O_s при кипячении и подщела- чивании раствора до слабокислой реакции (рН = 1,7*1,9), осадок отфильтровывают; он содержит 75—82 % V₂O_s;

г) гидратированный осадок сушат и расплавляют в пла­ менной печи при 800—1100 °С и затем разливают на металли­ ческий поддон. Плавленый технический пятиоксид ванадия содержит 87-90% V₂O_s.

5. Выплавка феррованадия из технического пентоксида ванадия алюминосиликотермическим методом в дуговой печи сталеплавильного типа с магнезитовой футеровкой. Шихтовы­ми материала являются пентоксид ванадия, 75 %-ный ферро­силиций, алюминий в гранулах размером «30 мм, стальная обрезь и известь.

Плавка феррованадия складывается из двух периодов: восстановительного и рафинировочного. В первом периоде происходит восстановление ванадия кремнием и алюминием из V₂O_s. В конце периода сливают шлак, который содержит «0,35% V, в сплаве содержится 35-40% V и 9-12% Si. Во втором периоде сплав рафинируют от кремния, загружая в печь пентоксид ванадия и известь.

Ванадий пентоксида восстанавливается кремнием распла­ва, в результате чего в конце периода в печи получается сплав, содержащий 40—50 % V и 1,5 % Si. Сплав выпускают в чугунные изложницы, шлак рафинировочного периода, содер­жащий 10—15 % V₂O_s, используют в качестве шихтового мате­риала на первой стадии последующих плавок.

Для получения 1 т феррованадия, содержащего 40 % V, расходуют 990 кг плавленого пентоксида ванадия, 415 кг 75 %-ного ферросилиция, 100 кг алюминия, 1500 кг извести, 200 кг железной обрези; расход электроэнергии равен 2000 кВт ■ ч.

Извлечение ванадия при получении феррованадия состав­ляет 98,5 %, а сквозное извлечение на всех переделах от руды до феррованадия равно 60—65 %.

698

Ч а с т ь IV. ПРОИЗВОДСТВО ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ