Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка комплексной ресурсосберегающей технологии для переработки ванадийсодержащих отходов в жидкофазной плавильной печи

ФИО: Бурнусузян П.Л.

Направление: Металлургия

Научный руководитель: к.т.н. Подгородецкий Геннадий Станиславович

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Экстракции и рециклинга черных металлов

Академическая группа: ММЧ-14-1

На сегодняшний день на металлургических предприятиях мира накоплено более 1 млрд т техногенных ванадийсодержащих отходов. К таким отходам относят: золы ТЭC, шламы титанового и глиноземного производств, отходы феррованадиевого производства, отработанные катализаторы сернокислотного производства.

Ванадий используется в качестве легирующего, раскисляющего и карбидообразующего компонента. Его применяют для легирования широкого спектра марок сталей, зачастую в комбинации с хромом, никелем, молибденом и вольфрамом, где расходуется около 80–90 % всего производимого ванадия. Ванадий преимущественно производят из ванадийсодержащего шлака (68% от общего объема производства), ванадиевых руд (23%), нефтяных отходов и других вторичных материалов (9%). Минерально-сырьевой базой для производства ванадиевой продукции служат комплексные титаномагнетитовые руды.

Для переработки ванадийсодержащих отходов предлагается использовать печи барботажного типа. Опыт работы опытно-промышленной печи Ромелт на НЛМК показал, что при обычных условиях для данного процесса, степень извлечения ванадия ниже по сравнению с доменным процессом, при этом этот показатель колеблется в пределах 20–80% в зависимости от основности шлака, температуры шлака, содержания ванадия в исходном сырье. Для оценки эффективности переработки отходов были использованы образцы с шламонакпителей ОАО «Ванадий-Тула» следующего химического состава: Fe2O3=45,5%; V2O5=1,9%; Cr2O3=2,87%; Al2O3=1,74%. Результаты исследований показали целесообразность переработки шламов по данной технологии, по сравнению с классическими технологиями в конвертере (дуплекс- и монопроцесс), с учетом последующей реализации шлака сторонним потребителям. Расчетная годовая производительность агрегата при этом составляет – 86 229 т. углеродистого полупродукта, 38688 т. товарного шлака. Коэффициент распределения ванадия между металлом и шлаком Kv ~ 3,9 при t = 1600°С. По данной технологической схеме возможно получение товарного шлака с содержанием V2O5 более 14% с низкими капитальными затратами на уровне 80 долл/т.

При анализе рынка сталей и ферросплавов обнаружено, что спрос на ванадий, по прогнозам экспертов, будет расти в среднем на 9,2% в год до 2017 года. Цена феррованадия 50 на внутреннем рынке составляет 14 400 долл/т (20.03.2015). Предполагается, что спрос на ванадий будет определяться объемами мирового производства стали, а также изменениями содержания ванадия на тонну произведенной стали. Значительное влияние на рынок ванадия может оказать развитие производства источников аккумулирования энергии.