Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ГЛАВА_10.doc
Скачиваний:
53
Добавлен:
12.02.2016
Размер:
312 Кб
Скачать
☆

10.2. Минералы, руды и концентраты ванадия

Промышленное значение имеют минералы, содержащие

ванадий: титаномагнетит (Fe,V,Ti)3O4, кульсонит (Fe, V)3O4, роскоэлит K(V,Al,Mg)3(AlSi3)O10∙(OH)2, карнотит K2(UO2)2(VO4)∙3H2O.

Промышленные руды классифицируют на следующие группы (в квадратных скобках – подгруппа): 1) собственно ванадиевые руды, >3% V2O5 [роскоэлитовые руды]; 2) комплексные ванадиевые руды цветных и редких металлов, 1% V2O5 [карнотитовые, ванадинитовые бокситы]; 3) черных металлов, 1% V2O5 [магнетиты, титаномагнетиты, оолитовые бурые железняки]; 4) горючие и другие ископаемые, 1% V2O5 [асфальтиты, битумы, сланцы, угли, фосфориты].

Среди перспективных месторождений титаномагнетитов, подготавливаемых к эксплуатации, является Чинейский рудный комплекс (Россия), расположенный в Забайкалье на севере Читинской области в зоне Байкало-Амурской магистрали. По разведанным запасам ванадия (более 50 млн.т) это месторождение является уникальным и не имеет себе равных в мире. Рядовая руда содержит 25-35% Fe; 4–7% ТiO2; 0,35–0,55% V2O5. В качестве попутных элементов в этих рудах присутствуют медь 0,01-0,4%, кобальт, платина, палладий.

На территории Украины имеется Керченское месторождение железных руд, содержащих 0,13–0,15% V2O5, но эти руды высокофосфористые 1,0% и высокосернистые 0,2% S.

10.3. Технология металлургического передела ванадийсодержащих концентратов

Основным источником ванадия являются титаномагнетитовые руды, обогащением которых получают концентраты (табл. 10.1) для металлургического передела с целью получения V2O5 и феррованадия.

Таблица 10.1 Химический состав, %, ванадийсодержащих руд и концентратов

Месторождение

Fe2O3

FeO

V2O5

TiO2

SiO2

Cr2O3

Al2O3

MnO

CaO

MgO

P

S

Руды

Куксинское

34–38

28–31

0,63–0,68

13–14

4–10

0,5–0,7

4–8

0,2–0,3

2–3

4–5

0,01–0,02

0,01

Первоуральское

32–36

21–23

0,50–0,60

4,0

12–16

0,1–0,2

10–12

0,2–0,3

5–7

6–8

0,01–0,02

0,06

Керченское

54,3

–

0,13–0,15

–

19,4

–

8

5

1,9

0,4

1,0

0,2

Концентраты

Лисаковское

60,5

–

0,12

–

7,5

–

6,94

0,39

1,36

0,90

0,83

–

Аятское

55,0

–

8,14

–

11,0

–

7,11

0,2

1,69

1,78

0,4

–

Пудожгорское

52,0

–

1,03

15,0

6,5

–

–

0,4

–

–

0,010

–

Качканарское

53,3

26,7

0,55

2,7

6,6

0,1

2,66

0,37

3,1

3,0

0,01

0,04

Промышленная технология извлечения ванадия из титаномагнетита основана на многостадийном металлургическом (рис. 10.8) и химическом переделах с получением товарного пентаоксида ванадия (V2O5).

Рис. 10.8. Принципиальная схема обогащения качканарских руд

Металлургический передел. Основные стадии передела железованадиевого концентрата с получением богатого ванадиевого передельного шлака и полупродукта для выплавки ванадийсодержащих сталей приведены на рис. 10.9.

Технологическая схема включает основные стадии: 1) подготовку ванадийсодержащих руд к плавке методом агломерации или окомкования; 2) доменную плавку; 3) деванадацию чугуна; 4) химическое извлечение ванадия из шлаков и т.д.

Рис. 10.9. Технологическая схема металлургического передела

ванадийсодержащих титаномагнетитов

Качканарарского месторождения

Доменный процесс имеет некоторые особенности по сравнению с обычной выплавкой чугуна. Для более полного перехода ванадия в чугун процесс ведут при 1300–1350оС и основности шлака 0,8–0,9. В результате получают чугун, содержащий 0,45% V, 0,1-0,35% Si, 0,25% Ti. Чугун, в который переходит 81–83% V, направляют на деванадацию в кислородные конвертеры. Полученный конвертерный шлак, содержащий 12–24% V2O5 идет на химический передел для производства оксида V2O5 или непосредственно для выплавки сплавов с ванадием.

Ниже приведен химический состав, %, шлаков при деванадации жидкого чугуна в конвертере продувкой кислородом сверху и воздухом при нижней продувке:

Продувка чугуна

V2O5

SiO2

FeO

MnO

CaO

MgO

TiO2

Cr2O3

Кислоро-дом сверху

14,02

22,5

44,5

5,6

1,2

-

7,0

2,0

Нижняя продувка воздухом

13,51

20,4

34,3

5,5

0,7

1,1

6,4

1,6

Шлаки содержат V3+ в ванадиевом шпинелиде (Fe, Mn, Mg)O∙(V, Fe, Al, Cr)2O3.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]