熔融态钒渣直接氧化提钒新工艺的基础研究.pdf

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1、密级：么开雀啊政么摩博士学论文论文题目：熔融态钒渣直接氧化提钒新工艺的基础研究学号：作者：宋文臣专业名称：冶金工程年月曰熔融态钒渣直接氧化提钒新工艺的基础研究研究生姓名：宋文臣指导教师姓名：李宏北京科技大学冶金与生态工程学院北京，中国：：，北京科技大学博士学位论文致谢岁月如梭，韶光易逝，十年科大的求学生活就要结束。回首过往，百感交集，恍惚间，一切飘然而逝去，青春的美好在这十年间展示的淋漓尽致。至此博士论文完成之际，向所有曾经关心和帮助过我的老师和同学们表示衷心的感谢！首先最应该感谢的是我的导师李宏教授，我

2、本科设计开始就一直从师于恩师门下，受其教诲。先生为人做事谦虚谨慎，学术方面独树一帜，从不随波逐流，敢于挑战权威、坚持真理。其深厚的专业知识、仁厚的胸怀和儒雅的人格魅力一直影响着我。先生一直对我寄予厚望，倾注了大量心血和汗水。无奈本人资质愚钝，勤奋不足，在学术领域管中窥豹，时见一斑，每念于此，惶恐不安，栽培之恩，无以为报，学生自当铭记先生叮嘱与教诲，知耻而后勇，厚积而薄发，且思且行，且行且思。同时，要特别感谢李昆硕士、郑权硕士、王艳南硕士对本课题研究所做的辛勤努力。另外还要感谢郭洛方博士、冯佳博士、王耀博士

3、、李晨晓博士、于晓楠博士、毛文文博士、鲁华博士、张文军硕士、张倩倩硕士、康乐硕士、胡龙飞硕士、朱少楠硕士、周宝硕士、华长旭硕士等其它实验室师兄弟妹们在学习和生活过程中给予的无私帮助，实验室内部的温馨和睦团结友爱的气氛为本课题的顺利完成提供了良好的生活环境，并为实验的顺利进行提供很多便利条件。感谢苍大强教授、李宏煦教授、李素琴教授、白皓教授、宗燕兵教授、王丽华高工对我课题上和生活上的关心和帮助，以及其它对本课题有过贡献的老师和实验员。当然还有很多默默关心、支持、鼓励我的老师和同学们，在此表示衷心的感谢。特别

4、感谢攀钢研究院的朱福兴工程师、高官金工程师对我博士论文部分科研工作的支持。最后，感谢百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授！本课题得到钢铁冶金国家重点实验室开放课题基金项目编号：的支持，作者在此深表谢意。北京科技大学博士学位论文摘要钒是一种重要的战略储备资源，我国的钒生产在世界占有举足轻重的地位。钒渣的氧化焙烧法提钒是我国应用最广也是最成熟的提钒技术。但是从工业生态的角度审视这条工艺，发现其存在着大量的钒渣物理热浪费。目前的报道中还未有发现对出炉钒渣热量的回收利用。因此从节能减排的观点出发，本研宄试想

5、构建一条利用这部分热量来直接提钒的新工艺，从而减少了氧化焙烧工序，缩短整个提钒工艺链。本文在前人对钒渣焙烧法提钒研宄基础上，采用多种现代测试技术，结合理论和实验研宄，对熔融态钒渣直接氧化提钒以及相应的湿法浸出过程中相关的理论问题进行了细致系统的研宄。在钙化提钒基础上，提出含钒铁水提钒同时脱磷一高钙高磷钒渣熟料碳酸化浸出的新思路，既能解决目前半钢脱磷困难的问题，磷进入钒渣后又不影响提钒。通过研究理顺了钒渣提锐和半钢冶炼的关系，具体的研宄内容如下：首先对现行转炉普通钒渣的基本物性一溶点和粘度进行研宄，研宄其高

6、温的特性，为后面的理论分析和实验研宄打下基础。在以和别作为添加剂的前提下，对熔融态钒渣氧化钠化药化过程进行热力学计算与分析，研宄整个火法过程中可能发生的主要提钒反应以及其它副反应进行的可能性和趋势，提出了钒酸盐的形成机理。分析熔渣在氧气作用下的氧化行为，提出熔融态钒渣的氧化过程是整个提机反应的限制性环节。采用作为添加剂，在实验室的尺度上对熔融态钒渣直接氧化提钒进行研究。火法实验中对钠化熟料中钒酸钠形成影响最大的是的加入量和钒渣的氧化率，分析结果以及熟料的水浸实验得到最优的的加入量为钒渣质量的。、分析结果证

7、实了熟料中钒酸钠的形成。引入射线光电子能谱（对不同氧化程度的熟料中钒价态进行分析，结合水浸实验分析氧化率与提钒率的关系，得出每钒渣充分氧化需要氧气，熟料中钒的充分氧化是钒水浸出率高的必要条件。利用单因素分析法对可能影响熟料水浸率的各个因素进行研究。得出一组最优的浸出参数：浸出温度，浸出时间液固比搅拌速度此时钒的水浸率能达到以上。以作为添加剂，对熔融态钒渣直接氧化提钒进行熔融钙化实验研宄。参考熔融钠化法的研究结果，对钒渣进行充分氧化，得到钙化熟料中钒氧化率大于。、分析结果证实了熟料中钒酸钙的形成和富集。熔融

8、态钒渣直接氧化提钒新工艺的基础研宄火法实验中，的加入量对钒渣熟料中含钒物相和其它物相的形成影响最大加入量过少时，主要含钒物相为，增加的含量，被所取代，随着的继续增加又陆续部分转变成、，过量的还会和渣中的和反应。对熔融态钒渣钙化熟料进行酸浸实验研究，得出熟料的最优酸浸工艺条件：熟料粒度，硫酸浓度，液固比浸出温度°，浸出时间，搅拌速度此时钒的酸浸率能达到以上。钙化钒渣熟料的酸浸过程可以用未反应收缩核模型来描述，浸出过程受固膜扩散控