钒渣冷却方式对钒尖晶石颗粒大小及钠化焙烧效果的影响摘要:对三种不同冷却方式得到的水冷钒渣、风冷钒渣和缓冷钒渣的物相结构、钒尖晶石颗粒大小进行了分析，考察了氮气气氛下1000℃保温时间对钒尖晶石颗粒大小的影响，并对水冷钒渣、风冷钒渣和缓冷钒渣在相同条件下的钠化焙烧效果进行了比较。研究结果表明，缓冷和1000℃保温有利于钒尖晶石颗粒长大；-0.125mm钒渣在不添加提钒尾渣焙烧时，不同粒度范围的水冷钒渣焙烧钒转化率比同粒度范围的缓冷钒渣低1～2个百分点；-0.125mm钒渣添加提钒尾渣焙烧时，水冷钒渣焙烧钒转化率比缓冷钒渣低0.56个百分点。关键词:钒渣；冷却方式；钒尖晶石；粒径；钒转化率0引言攀钢回收钒钛磁铁矿中的钒采取的工艺主要是高炉炼铁——转炉提钒——钒渣钠化焙烧提钒工艺。在此过程中，转炉钒渣的结构对焙烧效果有影响，即焙烧钒转化率的高低与钒尖晶石颗粒大小和硅酸盐粘结相的多少有关，而钒尖晶石颗粒大小又与转炉钒渣冷却速度有关[1]。攀钢转炉钒渣目前采取的冷却方式是钒渣装在渣罐中随罐自然冷却15～25h后进行破碎处理，对转炉提钒获得的钒渣直接喷水等急冷方式未进行过尝试，钒渣急冷对钠化提钒的影响程度尚不清楚。张国平[2]曾以马钢钒渣（钒尖晶石含量35%～40%，钒尖晶石颗粒为0.015～0.020mm，V2O535%～40%）和攀钢钒渣（钒尖晶石含量55%～60%，钒尖晶石颗粒为0.045～0.090mm，V2O516%～20%）为原料，进行了钒渣钠化焙烧效果试验。试验结果表明，添加剂加入量20%（添加剂按Na2CO3:NaCl=2:1配制），钒渣粒度-0.125mm，焙烧时间1h，焙烧温度800℃和850℃时，攀钢钒渣钒转化率为94.22%～94.92%，比马钢高2～3个百分点，钒尖晶石颗粒大小不同是引起钒渣焙烧效果差异的主要原因。为了考察钒渣冷却方式对钒尖晶石颗粒大小和钠化焙烧效果的影响，对水冷、风冷和缓冷三种不同冷却方式所获得的钒渣钒尖晶石颗粒大小进行了比较，并进行了钠化焙烧效果对比试验。1试验原料及方法1.1试验原料1)钒渣：分别为攀钢钒炼钢厂取得的水冷钒渣、风冷钒渣和攀钢钒钒制品厂取得的缓冷钒渣。其中，水冷钒渣是转炉提钒炉前取约5kg样品后直接放进装有约20L水的水桶中急冷所得；风冷钒渣是转炉提钒炉前取约5kg样品后放在耐火砖上自然冷却所得；缓冷钒渣是转炉钒渣随渣罐冷却约20h后破碎所得。2)尾渣：取自于攀钢钒钒制品厂氧化钒生产现场。3)碳酸钠：分析纯。1.2试验设备主要设备包括颚式破碎机、制样粉碎机、振动筛、箱式电炉和管式竖炉。1.3试验方法1.3.1保温时间对钒渣中钒尖晶石颗粒大小的影响将在炼钢厂取得的风冷钒渣破碎成小块，在氮气气氛下将该钒渣升温到1000℃后分别保温5h和10h，然后随炉冷却至常温后取出，送样检测钒尖晶石颗粒大小的变化情况。1.3.2钒渣不同冷却方式对焙烧效果的影响1)将水冷钒渣、风冷钒渣和缓冷钒渣分别破碎后筛分，获得0.125～0.178mm、0.096～0.125mm、0.074～0.096mm、-0.074mm不同粒级的钒渣，然后分别按质量比Na2CO3/V2O5=1.8配碱后进行焙烧，所得熟料送样化验TV和SV，计算钒转化率。2)将水冷钒渣、风冷钒渣和缓冷钒渣分别破碎后筛分，-0.125mm的钒渣按质量比Na2CO3/V2O5=1.8配碱，按熟料TV≈5%配入提钒尾渣混匀后进行焙烧，所得熟料送样化验TV和SV，计算钒转化率。2试验结果与讨论2.1钒渣物相组成及钒尖晶石颗粒大小比较分别对块状水冷钒渣、风冷钒渣和缓冷钒渣进行物相组成及体积含量检测，结果见表1。表明，经不同冷却方式处理后的钒渣物相组成及体积含量无明显变化，但三种冷却方式得到的钒渣显微结构略有不同，具体为：钒尖晶石多呈八面体和它形粒状，水冷钒渣和风冷钒渣中钒尖晶石比较均匀分布在基质相（铁橄榄石和玻璃质）中，而缓冷钒渣却出现大片基质相聚集区，基质相聚集状况比较多。表1不同冷却方式钒渣的物相组成及体积含量Table1Phasestructureandvolumecontentofvanadiumslagusingdifferentcoolingways%样品编号钒尖晶石橄榄石+玻璃质金属铁水冷钒渣48～5149～520.5风冷钒渣49～5247～501.5缓冷钒渣46～4949～521.8采用三种不同冷却方式获得的块状钒渣中，钒尖晶石颗粒大小分布见图1（图中横坐标的数据指钒尖晶石颗粒...