Аннотация
Разведанные запасы титаномагнетитовых руд Суроямского месторождения в Челябинской области составляют 11 млрд т. Для их добычи и переработки актуально строительство нового металлургического предприятия. Наиболее перспективной схемой получения металла на планируемом производстве является традиционная, состоящая из следующих этапов: добычи руды, ее обогащения, производства из концентратов агломерата и окатышей, выплавки чугуна в доменных печах и получения стали в кислородном конвертере. Ранее для установления основных технологических параметров нового производства в лабораторных условиях Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова были изучены процессы выплавки чугуна из агломерата, полученного из титаномагнетитовых руд Суроямского месторождения. В рамках настоящего исследования был изучен процесс деванадации чугуна с получением ванадиевого шлака, пригодного для производства феррованадия. Была отработана технология деванадации с получением двух продуктов -- передельного чугуна и ванадиевого шлака. В работе было установлено, что при выплавке чугуна целесообразно получение ванадия в нем не менее 0,22 %. Найдены зависимости основного показателя эффективности деванадации – содержания оксида ванадия в шлаке от концентрации ванадия в чугуне и количества шлака. Подтверждена принципиальная возможность проведения деванадации экспериментального суроямского чугуна с получением ванадиевого шлака, содержащего до 12 % V2O5 с применением в качестве окислителя воздушного дутья.
Ключевые слова:
Титаномагнетотовая руда, Суроямское месторождения, агломерат, химический состав, чугун, деванадация, ванадиевый шлак.
1. Ростокер У. Металлургия ванадия: пер. с англ. / под ред. Е.М. Савицкого. М., 1959. 194 с.
2. Ефимов Ю.В., Барон В.В., Савицкий Е.М. Ванадий и его сплавы. М.: Наука, 1969. 254 с.
3. Ванадий в черной металлургии / Н.П. Лякишев, Н.П. Слотвинский Сидак, Ю.Л. Плинер и др. М.: Металлургия, 1983. 192 с.
4. Garcia-Mateo C., Morales-Rivas L., Caballero F.G., Milbourn D., Sourmail T. Vanadium effect on a medium carbon forging steel // Metals. 2016. Т. 6. № 6. С. 130.
5. Pham M.K., Nguyen D.N., Hoang A.T.Influence of vanadium content on the microstructure and mechanical properties of high-manganese steel // International Journal of Mechanical and Mechanics Engineering. 2018. Т. 18. № 2.С. 141-147.
6. Gwon H., Kim J.-K., Shin S., Cho L., De Cooman B.C. The effect of vanadium micro-alloying on the microstructure and the tensile behavior of twip steel // Materials Science and Engineering: A. 2017. Т. 696. С. 416-428.
7. Sourmail T., Garcia-Mateo C., Caballero F.G., Cazottes S., Epicier T., Danoix F., Milbourn D. The influence of vanadium on ferrite and bainite formation in a medium carbon steel // Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science. 2017. Т. 48. № 9. С. 3985-3996.
8. Chen S.Y., Chu M.S. A New process for the recovery of iron, vanadium, and titanium from vanadium titanomagnetite // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2014. Т. 114. № 6. С. 481-487.
9. Chen D., Zhao H., Hu G., Qi T., Yu H., Zhang G., Wang L., Wang W. An extraction process to recover vanadium from low-grade vanadium-bearing titanomagnetite // Journal of Hazardous Materials. 2015. Т. 294. С. 35-40.
10. Zhang Y.M., Wang L.N., Chen D.S., Wang W.J., Liu Y.H., Zhao H.X., Qi T. A Method for recovery of iron, titanium, and vanadium from vanadium bearing titanomagnetite // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. 2018. Т. 25. № 2. С. 131-144.
11. Gilligan R., Nikoloski A.N. The extraction of vanadium from titanomagnetites and other sources //Minerals Engineering. 2020. Т. 146. С. 106.
12. Zhao L., Wang L., Qi T., Chen D., Zhao H., Liu Y. A novel method of extract iron, titanium, vanadium ,and chromium from high-chromium vanadium-bearing titanomagnetite concentrates // Hydrometallurgy. 2014. Т. 149. С. 106-109.
13. Chen D., Zhao L., Liu Y., Qi T., Wang J., Wang L. A novel process for recovery of iron, titanium, and vanadium from titanomagnetite concenrates naoh molten salt roasting and water leaching process // Journal of Hazardous Materials. 2013. Т. 244-245. С. 588-595.
14. Аликберов В.М., Ходина М.А., Чеботарева О.С. Состояние проблемы освоения и пути развития сырьевой базы черных металлов // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2017. № 4. С. 4-10.
15. Быховский Л.З., Пахомов Ф.П., Турлова М.А. Комплексные руды титаномагнетитовых месторождений России – крупная минерально-сырьевая база черной металлургии // Разведка и охрана недр. 2007. № 6. С. 20-23.
16. Минерально-сырьевая база черных и легирующих металлов в России / Е.В. Ершова, Е.В. Зублюк, О.А. Криштопа, А.М. Лаптева, Л.И. Ремизова, А.В. Руднев // Разведка и охрана недр. 2016. № 9. С. 88-95.
17. Бигеев А.М., Колесников Ю.А. Основы математического описания и расчета кислородно-конвертерных процессов. М.: Металлургия, 1970. 229 с.
18. Бигеев В.А, Носов С.К. Новые процессы производства и использования ванадиевых шлаков: монография. Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова, 2000. 106 с.
19. Фофанов А.А., Новоселов A.M., Сухов Л.Л. Производство ванадиевой продукции в ОАО «Ванадий-Тула» // Металлург. 2005. № S1. С. 47-50.
20. Пат. 2677197 Российская Федерация, МПК С22С 33/04. Способ получения ферованадия / Шаповалов А.С., Полищук А.В., Черных Д.П., Ильинских А.А., Талдыкин М.Н..; заявитель и патентообладатель Акционерное общество «ЕВРАЗ Ванадий Тула» – № 2018112344; заявл. 05.04.2019; опубл. 15.01.2019, Бюл. № 2. 12 с.