DE3018689A1 - METHOD FOR OBTAINING VANADIN IN THE PRODUCTION OF STEEL FROM SPONGE OF IRON - Google Patents
METHOD FOR OBTAINING VANADIN IN THE PRODUCTION OF STEEL FROM SPONGE OF IRONInfo
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Description
20855 - C /Un. - 3 - 12. 5. 198020855 - C / Un. - 3 - May 12, 1980
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Vanadin bei der Herstellung von Stahl aus Eisenschwamm aus durch Direktreduktion von vanadinhaltigem Erz gewonnenem Eisenschwamm, wobei der Eisenschwamm direkt zu Stahl, vorzugsweise nach dem Elektro-Schlacke-Wärmeverfahren, verarbeitet wird, der anfallende Stahl, der vanadinfrei ist oder nur einen geringen Vanadinanteil aufweist sowie die vanadinhaltige Schlacke getrennt abgestochen werden und die Schlacke anschließend in einem Reduktionsofen reduziert wird, wobei das sich durch die Reduktion des Eisenoxides der Schlacke bildende Roheisen das ebenfalls aus der Schlacke reduzierte Vanadium aufnimmt.The invention relates to a method for extracting vanadium in the production of steel from sponge iron from sponge iron obtained by direct reduction of ore containing vanadium, the sponge iron being closed directly Steel, preferably processed using the electro-slag heating process the resulting steel, which is vanadium-free or has only a small amount of vanadium, and the vanadium-containing slag are tapped separately and the slag is then reduced in a reduction furnace where the pig iron which is formed by the reduction of the iron oxide of the slag takes up the vanadium, which has also been reduced from the slag.
Bei dem bekannten "Highveld-Verfahren" zur Gewinnung von Vanadium wird das in einem Direktreduktionsaggregat vorreduzierte Eisenerz in einem Elektroreduktionsofen zu Roheisen verarbeitet. Das Vanadium geht dabei zum überwiegenden Teil in das Roheisen über, das anschließend in einer Schüttelpfanne einem selektriven Oxidationsprozeß unterzogen wird, wobei eine vanadiumoxidhaltige Schlacke gebildet wird.In the case of the well-known "Highveld process" for extracting vanadium, this is the case Iron ore pre-reduced in a direct reduction unit is processed into pig iron in an electric reduction furnace. The majority of the vanadium is transferred to the pig iron, which is then subjected to a selective oxidation process in a shaking pan, forming a slag containing vanadium oxide.
Die Vanadinausbeute sowie die Vanadinkonzentration in der Zweitschlacke ist bei diesem Verfahren nicht steuerbar, sondern stellt sich zwangsläufig ein.The vanadium yield as well as the vanadium concentration in the second slag is not controllable with this procedure, but inevitably occurs.
Ein anderes bekanntes Stahlerzeugungsverfahren, ausgehend vom Eisenschwamm, bedient sich des Elektro-Schlacke-Wärmeofens (DE-OS 28 47 403). Das Material wird in einem Direktreduktionsaggregat vorreduziert.Another well-known steelmaking process, starting from sponge iron, uses the electric slag heating furnace (DE-OS 28 47 403). The material is pre-reduced in a direct reduction unit.
Bei der Verwendung des Elektro-Schlacke-Wärmeofens treten ganz unterschiedliche Verhältnisse hinsichtlich des Vanadinverhaltens ein als bei dem Highveld-Verfahren. Während die Schlacke bei dem Highveld-Verfahren nahezu eisenfrei ist und das Vanadin in das Metall übergeht, wird beim Einschmelzen irn Elektro-Schlacke-Wärmeofen in der ersten Verfahrensstufe Stahl hergestellt und das Vanadin nahezu vollständig von der Schlacke - dank ihrer hohen FeO-Gehalte - aufgenommen.When using the electric slag heating furnace, very different conditions occur with regard to the vanadium behavior than with the Highveld process. While the slag in the Highveld process is almost is iron-free and the vanadium is converted into the metal, steel is produced in the first process stage during melting in the electric slag heating furnace and the vanadium is almost completely absorbed by the slag - thanks to its high FeO content.
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Die aus dem Elektro-Schlacke-Wärmeofen abgestochene vanadinhaltige Erstschlacke wird nach dem Abstich in der zweiten Verfahrensstufe einem Reduktionsofen zugeführt. Dort wird beim Einschmelzen der Schlacke sowie bei der Reduktion mit Kohle gleichzeitig aus der Schlacke auch FeO teilweise reduziert, und es entsteht eine geringe Menge Roheisen, die das ebenfalls reduzierte Vanadium aufnimmt. Weil diese Roheisenmenge sehr gering ist, geht auch nur ein geringer Teil des vorhandenen Vanadins in das Metall über, während der überwiegende Teil in der Schlacke (Zweitschlacke, Endschlacke) verbleibt.The vanadium-containing primary slag tapped from the electric slag heating furnace is fed to a reduction furnace after tapping in the second process stage. There, when the slag is melted down, as well as with the Reduction with coal at the same time also partially reduces FeO from the slag, and a small amount of pig iron is produced, which absorbs the vanadium, which is also reduced. Because this amount of pig iron is very small, it works only a small part of the existing vanadium is transferred into the metal, while the major part remains in the slag (second slag, final slag).
Im normalen Arbeitsbereich wird zum Beispiel aus der Erstschlacke mit 20 % FeO eine Vanadinausbeute von maximal 15 bis 20 % erzielt. Diese kleine Ausbeute ist darauf zurückzuführen, daß - wie bereits erwähnt - zu geringe Roheisenmengen bei dem Reduktionsprozeß anfallen.In the normal working range, for example, a vanadium yield of a maximum of 15 to 20 % is achieved from the primary slag with 20% FeO. This small yield is due to the fact that - as already mentioned - insufficient amounts of pig iron are obtained in the reduction process.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das die aufgezeichneten Nachteile nicht aufweist und insbesondere eine überführung von möglichst hohen Mengen an Vanadin in das Roheisen ermöglicht. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch erfüllt, daß bei der Reduktion der vanadinhaltigen Schlacke eine zusätzliche Menge Roheisen, das vanadinfrei ist oder nur einen geringen Vanadingehalt aufweist, zugesetzt wird, wobei das Vanadin extrahiert wird und das vanadinhaltige Roheisen anschließend nach dem an sich bekannten Schüttelpfannenprinzip selektiv oxidiert wird, wobei eine vanadinhaltige Endschlacke gebildet wird. Aus dieser Schlacke wird das Vanadin in bekannter Weise gewonnen.The object of the invention is to propose a method of the type mentioned at the beginning which does not have the disadvantages mentioned and in particular a conversion of the highest possible amounts of vanadium into the pig iron enables. According to the invention this object is achieved in that in the Reduction of the vanadium-containing slag, an additional amount of pig iron, which is vanadium-free or has only a low vanadium content, is added is, wherein the vanadium is extracted and the vanadium-containing pig iron is then selectively oxidized according to the known shaking pan principle, whereby a vanadium-containing final slag is formed. From this The vanadium is obtained in a known manner from slag.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Menge des vanadinaufnahmefähigen Roheisens in der zweiten Verfahrensstufe (Reduktion) vergrößert, so daß ein größeres Quantum des anwesenden Vanadins extrahiert werden kann.The process according to the invention increases the amount of vanadium-absorbing pig iron in the second process stage (reduction), see above that a larger quantity of the vanadium present can be extracted.
Die Vanadinausbeute und Vanadinkonzentration in der Endschlacke (Zweitschlacke) ist steuerbar. Bei hohen Zugabemengen von Roheisen wird eine hohe Vanadinausbeute bei verhältnismäßig niedriger Vanadinkonzentration in derThe vanadium yield and vanadium concentration in the final slag (secondary slag) can be controlled. With high amounts of pig iron added, a high Vanadium yield at a relatively low vanadium concentration in the
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Endschlacke erreicht. Wollte man verhältnismäßig hohe Vanadinkonzentrationen in der Endschlacke bei niedrigeren Vanadinausbeuten erreichen, müßte man entsprechend kleinere Roheisenmengen zusetzen.Final slag reached. If you wanted relatively high concentrations of vanadium in the final slag at lower vanadium yields would have to be achieved Add correspondingly smaller amounts of pig iron.
Vorteilhafterweise kann die zusätzliche Menge Roheisen aus der nach dem Schüttelpfannenverfahren anfallenden Roheisenmenge entnommen werden.Advantageously, the additional amount of pig iron from the after Schüttelpfannenverfahren accumulating pig iron can be removed.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine gezielte Vanadinausbeute und Vanadinkonzentration in der vanadinhaltigen Endschlacke je nach Menge des zugegebenen Roheisens einstellbar. Bei hohen Zugabemengen von Roheisen wird eine hohe Vanadinausbeute bei verhältnismäßig niedriger Vanadinkonzentration in der Endschlacke erreicht; bei kleineren Roheisenzugabemengen stellen sich entsprechend niedrigere Vanadinausbeuten bei verhältnismäßig höheren Vanadinkonzentrationen in der Endschlacke ein.According to a further feature of the invention is a targeted vanadium yield and vanadium concentration in the vanadium-containing final slag depending on the amount of the added pig iron adjustable. With high amounts of pig iron added, a high vanadium yield is achieved with a relatively low vanadium concentration reached in the final slag; with smaller amounts of pig iron added there are correspondingly lower vanadium yields with relatively higher vanadium concentrations in the final slag.
Das Gewichtsverhältnis der zusätzlichen Menge zum Roheisen zum Einsatzgewicht des Eisenschwammes kann zum Beispiel 1:1 sein, wenn sehr hohe Vanadinausbeuten erzielt werden sollen.The weight ratio of the additional amount to the pig iron to the weight used of the sponge iron can, for example, be 1: 1 if the vanadium yields are very high should be achieved.
Ein Vergleich der Vanadinausbeuten bei dem Highveld-Verfahren, dem ohne Roheiseneinsatz nach dem vorgeschalteten Elektro-Schlacke-Wärmeverfahren und dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Roheiseneinsatz nach dem vorgeschalteten Elektro-Schlacke-Wärmeverfahren (beispielsweise) ist als Figur 1 beigefügt.A comparison of the vanadium yields with the Highveld process and the one without Pig iron use after the upstream electro-slag heating process and the method according to the invention with the use of pig iron after the upstream Electro-slag heating process (for example) is shown as Figure 1 attached.
In dem Diagramm sind auf der Ordinatenachse die Vanadinausbeuten in Prozenten, auf der Abzissenachse der Feo-Gehalt der Zweitschlacke in Prozenten dargestellt.In the diagram, the vanadium yields are on the ordinate axis in percent, on the abscissa axis the Feo content of the secondary slag in percent shown.
Die durchgezogenen bzw. gestrichelten Kurvenzüge beziehen sich auf ein Verfahren ohne Roheiseneinsatz, die strichpunktierte Linie (im Diagramm oben rechts) auf das Highveld-Verfahren und die durchgezogenen, mit Kreuzchen bezeichneten Linien (ebenfalls oben rechts) auf das erfindungsgemäße Verfahren (d.h. mit Roheisenzusatz).The solid or dashed curves relate to a method without the use of pig iron, the dash-dotted line (in the diagram above right) on the Highveld method and the solid lines marked with crosses Lines (also top right) on the method according to the invention (i.e. with the addition of pig iron).
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Als Parameter ist der Prozentgehalt von FeO in der Erstschlacke dargestellt (von 5 bis 50 %).The percentage content of FeO in the primary slag is shown as a parameter (from 5 to 50%).
Als Ausgangsbasis für die untersuchten und dargestellten Verhältnisse wurde ein vorreduziertes Erz mit 718,45 kg Fe /t Eisenschwamm, 252,82 kg Gangart/t Eisenschwamm genommen.As a starting point for the examined and presented conditions a pre-reduced ore with 718.45 kg Fe / t sponge iron, 252.82 kg gangue / t sponge iron was taken.
Die Gangart enthielt (bezogen auf Eisenschwamm) 0,743 % Vanadin.The gait contained (based on sponge iron) 0.743 % vanadium.
In dem Diagramm ist die Vanadinausbeute in Abhängigkeit vom FeO-Gehalt der nach der selektiven Reduktion vorliegenden Zweitschlacke aufgetragen.In the diagram, the vanadium yield is a function of the FeO content applied after the selective reduction existing secondary slag.
Die Vanadin-Ausbeute wird dabei wie folgt definiert:The vanadium yield is defined as follows:
a) für durchgezogene und strichpunktierte (Highveld-Verfahren) Linien: Kilogramm Vanadin im Rohelsen (nach der selektiven Reduktion der Erstschlacke) zu Kilogramm Vanadin in der Erstschlacke,a) for solid and dash-dotted (Highveld method) lines: Kilograms of vanadium in the raw rock (after the selective reduction of the primary slag) to kilograms of vanadium in the primary slag,
b) für gestrichelte Linien sowie für mit Kreuzchen bezeichnete Linien (erfindungsgemäßes Verfahren): Kilogramm Vanadin im Roheisen (nach der selektiven Reduktion der Erstschlacke) zu Kilogramm Vanadin im vorreduzierten Erz.b) for dashed lines and for lines marked with crosses (according to the invention Process): Kilograms of vanadium in the pig iron (after the selective reduction of the primary slag) to kilograms of vanadium in the pre-reduced Ore.
Als Parameter wird der FeO-Gehalt der Erstschlacke angesetzt.The FeO content of the primary slag is used as a parameter.
Aus dem Verlauf der durchgezogenen und gestrichelten Kurvenzüge (ohne Roheisenzusatz) ist eine starke Abhängigkeit vom FeO-Gehalt der Zweitschlacke sowie vom FeO-Gehalt der Erstschlacke erkennbar.From the course of the solid and dashed curves (without addition of pig iron) a strong dependency on the FeO content of the second slag and on the FeO content of the first slag can be seen.
Nur bei extrem niedrigen, in der Praxis nicht einstellbaren FeO-Gehalten in der Zweitschlacke (0.2 %) und bei hohen FeO-Gehalten der Erstschlacke (20 %) wäre eine hohe Vanadin-Ausbeute zu erwarten.A high vanadium yield would only be expected with extremely low FeO contents in the second slag (0.2 %) , which cannot be adjusted in practice, and with high FeO contents in the first slag (20%).
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Der normale Arbeitsbereich liegt jedoch zwischen 1 und 1,5 % FeO in der Zweitschlacke. Die Vanadinausbeute ist in diesem genannten Arbeitsbereich verhältnismäßig niedrig.However, the normal working range is between 1 and 1.5% FeO in the Secondary slag. The vanadium yield is in this working range mentioned relatively low.
Wie aus den Linien, die dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechen, ersichtlich ist (oben rechts im Diagramm), ist die Ausbeute sogar höher als bei dem Highveld-Verfahren. Erst durch Zugabe von vanadinfreiem Roheisen wird nämlich die Roheisenmenge so erhöht, daß wesentlich größere absolute Vanadinmengen ins Roheisen überführt werden.As can be seen from the lines corresponding to the process according to the invention (top right in the diagram), the yield is even higher than with the Highveld method. Only by adding vanadium-free pig iron namely, the amount of pig iron is increased so that much larger absolute Vanadium quantities are transferred into the pig iron.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt nur noch eine geringe unbedeutende Abhängigkeit vom FeO-Gehalt der Erstschlacke vor. Es ist offensichtlich, daß der Einfluß der FeO-Gehalte der Erstschlacke durch die zugefügten Roheisenmengen überdeckt wird.In the method according to the invention, there is only a small, insignificant amount Depending on the FeO content of the primary slag. It is obvious that the influence of the FeO content of the primary slag is masked by the amount of pig iron added.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren liegen im Arbeitsbereich Ausbeuten von etwa 90 % vor.According to the process according to the invention, yields of about 90 % are present in the working range.
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Claims (3)
Menge Roheisen, das vanadinfrei ist oder nur einen geringen Vanadingehalt aufweist, zugesetzt wird, wobei das Vanadin extrahiert wird und das vanadinhaltige Roheisen anschließend nach dem an sieht bekannten
Schüttelpfannenverfahren selektiv oxidiert wird, wobei sich eine vanadinhaltige Endschlacke bildet.that with the reduction of the vanadium-containing slag an additional one
Amount of pig iron which is vanadium-free or has only a low vanadium content is added, the vanadium being extracted and the vanadium-containing pig iron then according to what is known
Schüttelpfannenverfahren is selectively oxidized, whereby a vanadium-containing final slag is formed.
dadurch gekennzeichnet,2. The method according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,3. The method according to claims 1 and 2,
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8130 | Withdrawal |