[其他]生鐵中有價元素的分離回收法

無效

• 申請號: 86101957
• 申請日: 1986-03-27
• 公開（公告）號: CN86101957A
• 公開（公告）日: 1987-10-07
• 發明（設計）人: 林宗彩;周榮章;黃曄;姜鈞普;中川龍一;吉松史朗;福沢章;佐藤彰
• 申請（專利權）人: 北京鋼鐵學院;日本科學技術廳金屬材料技術研究所
• 主分類號: C21C5/00
• 分類號: C21C5/00;C21C5/06;C21C5/36;C21C7/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 全菁

本發明涉及在用含有一種以上有價元素-Mn、Nb、V、P的生鐵煉鋼過程中容易地分離、回收這些有價元素的方法。

在用鐵礦石煉鐵時，依鐵礦石種類的不同，所含Mn、Nb、V、P等元素被還原而進入煉出的生鐵。這些元素殘存在鋼里，對于某些合金鋼鋼種，有時是符合希望的。但為了適應多種多樣的要求，則需煉得的鋼水少含這些元素。

以前通過生鐵的氧化精煉生產鋼時，一直是把這些有價元素以爐渣的形式排除掉。此種爐渣中有價元素的濃度達不到提取品位，只能予以廢棄。原因是以前煉鋼過程是在一座轉爐或平爐中進行，由于生鐵中以Si為主的諸元素的氧化物也形成爐渣，爐渣中有價元素的濃度不可能提高。

為消除這一缺點，試驗了在時間上將氧化反應分開，使元素按照易于氧化的順序進入爐渣，並依次取出爐渣的方法。但是，這種方法存在：各個氧化反應在時間上難以完全分開;特別是P₂O₅的混入對其他有價元素的回收有害，而又難以避免其混入;對每一反應也難以完全將爐渣排到爐外等問題。沒有達到把爐渣中有價元素的濃度提高到提取品位的目的。

而另一方面，世界各地大量存在著含Mn、Nb、V、P等有價元素，但由于分離這些元素在經濟上不合算或由于這些元素的存在對鋼有害而一直未被有效利用的鐵礦石礦床。

本發明的目的是提供一種消除以前在用生鐵煉鋼的過程中回收Mn、Nb、V、P等有價元素（以下簡稱：“有價元素”）的方法中存在的問題，以含高品位氧化物的爐渣的形式回收有價元禁並減少這些元素在鋼中含量的方法。據此，謀求有效利用含低品位有價元素的鐵礦石，達到解決鐵和有價元素資源綜合利用問題的目的。

在本發明者們為達到前述目的的研究結果中，研究清楚了：由含Mn、Nb、V、P一種以上元素的生鐵，用以氧氣為主的氧化劑，生產鋼的過程中，通過控制供氧量和鐵水溫度，以爐渣的形式，優先去除Si氧化物的情況下，鐵水含的Si的濃度，影響有價元素的去除率;為使鐵水中Si的濃度降到一定范圍而調整鐵水溫度，供氧量，讓Si的氧化優先進行，便可得到含有價元素少的以SiO₂為主的爐渣（第一工序）;隨后，通過調整脫硅后的鐵水溫度和供氧量，使鐵水中的Si的濃度和爐渣中的全鐵（T·Fe）濃度達到恰當值，就能以含大量有價金屬（Mn、Nb、V）的氧化物（理想的是含大量Nb、V，特別理想的是含大量Nb）而含P不多的爐渣的形式分離、回收有價金屬（第二工序）;接著，在生鐵含大量P的情況下，根據需要借助于向爐內供應適量石灰（理想的是生石灰）和氧氣，能夠以含磷氧化物（P₂O₅）濃度高的爐渣的形式分離、回收P（第三工序）。研究時，還在為使各工序里的主要氧化反應優先進行方面，判明了最好把爐渣中的堿性氧化物和酸性氧化物之比控制在一定范圍。

在本發明里，使用的生鐵是由含Mn、Nb、V等一種以上元素的鐵礦石煉制的生鐵。不言而喻，把錳礦石、含錳鐵礦石、含鈮礦石、含釩礦石等，或含Mn、Nb、V等一種以上元素的廢鋼等熔化到鐵水中得到的生鐵也可以。

本發明，首先依靠控制向鐵水中吹入的氧（氣體氧、鐵礦石、錳礦石、含錳鐵礦石、鐵磷等）量，優先將Si氧化，控制Mn、Nb、V，尤其是Nb、V的氧化，將鐵水中Si的濃度調整到0.1～0.2重量%范圍內。以后%就表示重量%。鐵水中Si的濃度低于0.1%則因Mn、Nb、V的去除率增加而不合理想;超過0.2%，由于上述有價金屬的去除率增加，也不令人滿意，故應保持在0.1～0.2%最好是保持在0.1～0.15%。其關系如第1圖所示。鐵水Si濃度上限的控制，還與抑制SiO₂進入第二工序爐渣，以得到含高品位有價金屬的爐渣有關。上述鐵水，在間歇操作中意指該工序終了時的鐵水，在連續操作中則指從該工序流出的鐵水。

還有鐵水溫度為1350～1450℃，最好是1350～1420℃鐵水溫度若不足1350℃，則Nb、V的氧化加速，不理想，其關系如第2圖所示;超過1450℃，則脫碳反應過甚，為抑制脫碳反應，必須控制在上述溫度以下。再者，V和Nb的行為大致相同。為了抑制鐵水溫度升高，可以鐵氧化物、錳氧化物代替一部分氣體氧或者加入廢鋼。

為使Si優先氧化，最好加入石灰，但在隨后以回收Nb和V為主要目的的第二工序里，這些元素轉變為酸性氧化物，所以在第一工序里的石灰加入量，最好是使爐渣中的CaO/SiO₂重量比不超過0.3。此時，用石灰石代替石灰亦可。