四川攀枝花西昌地区的红格矿中,含有丰富的铁、钛、钒和铬,其中铬含量约占全国已探明储量的近两倍,是目前我国最大的铬矿资源。钒、铬是一种极其重要的战略资源,广泛应于钢铁、化工、医药、航空航天、光学等行业。为使钒铬资源有效利用,则需提高钒铬渣的品位。由于在吹炼钒铬渣时,硅是影响钒铬渣品位的重要因素,因此获得低硅含钒铬铁水的工艺技术尤为重要。本课题拟采用CO2作为弱氧化剂,浅氧化含钒铬铁水,预先使铁水中的硅与钒铬分离,为获得低硅钒铬渣提供技术支撑。本文首先从热力学角度分析了 CO2浅氧化铁水过程中脱硅保钒铬的可行性及铁水中硅、钒、铬浓度和温度之间的平衡关系,为实验提供理论依据;其次优化脱硅保钒铬实验,确定脱硅的最佳条件。本文得到的主要结论如下:(1)以CO2为弱氧化剂在温度1350~1550℃范围内浅氧化含钒铬铁水,实验结果表明:含钒铬铁水里的C、Si、Mn、V、Cr等元素均可能被氧化,氧化速率各不相同,按氧化速率的快慢可分为四个层次:硅的氧化速率最快,氧化程度也最大;碳的氧化速率次之;钒铬的氧化速率最慢,但铬的氧化速率大于钒的氧化速率,铬的氧化程度也大于钒的氧化程度。(2)通过实验确定的最佳工艺条件为:刚玉管内径为3 mm,实验温度为1500℃,CO2的流量为0.5 L/min,并且配合一定的搅拌,则硅的氧化率可达90%左右,钒的氧化率为4%左右,铬的氧化率为10%左右。(3)在含钒铬铁水中喷入CO2后的脱硅产物不仅有SiO2,也有SiO气体。这两种产物的分配跟实验温度有关,也跟SiO和CO气体的分压有关。在实验中,由于连续喷吹CO2,可降低SiO气体分压,实验结果表明,在温度1350~1550℃范围内,随着温度升高,SiO所占比例越高。铁水中硅的去向有三个:含钒铬铁水中剩余的[Si]、形成SiO2进入渣中和生成SiO气体从排气管排出。