Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Ванадиевая промышленность России со времени ее организации базируется на титаномагнетитовых железорудных месторождениях Урала. Раньше других начали эксплуатировать Кусинское месторождение, позднее Первоуральское. Кусинские титаномагнетиты характеризуются крупнокристаллической структурой; их можно подвергать обогащению магнитной сепарацией с отделением ильменитовой фракции от магнетитовой. Однако при обогащении в ильменитовых хвостах теряется часть присутствующего в руде ванадия, а магнетитовый концентрат содержит около 4—5% ТiO2. Извлечение ванадия из руды в концентрат составляет около 70%.
В табл. 3 приведено содержание наиболее важных компонентов в сырой кусинской руде и продуктах ее обогащения.
В настоящее время запасы руды в Кусинском месторождении невелики, вследствие чего его нельзя рассматривать как перспективную базу, способную обеспечить дальнейшее развитие производства ванадия в России.
Второй из эксплуатируемых в России минеральных источников ванадия — Первоуральское месторождение титаномагнетитов — характеризуется ограниченными запасами и самостоятельного значения не имеет. Руда этого месторождения используется лишь для подшихтовки к кусинской в качестве дополнительного источника ванадия и в целях регулирования состава доменного шлака. Первоуральская руда содержит: 13—14% SiO2; 42—43% Feобщ; 20—22% FeO; 0,13% Cr2O3; 4—4,5% TiO2; 0,55% V2O5, обогащению не поддается и вводится в шихту доменных печей в сыром виде.
Помимо этих двух месторождений России располагает чрезвычайно крупными запасами ванадия в ряде других месторождений титаномагнетитовых и фосфористых железных руд. К числу этих руд относятся титаномагнетиты Пудожгорского и Качканарского месторождений, а также керченские, аятские и лисаковские бурые железняки.
Пудожгорская руда (восточный берег Онежского озера, Карельская АР) представляет собой вкрапленные в метадиабазах титаномагнетиты мелкокристаллического строения и относится к категории бедных по железу руд. Руду можно подвергать обогащению мокрой электромагнитной сепарацией. В отличие от кусинской руды, подавляющая часть присутствующей в руде двуокиси титана переходит вместе с ванадием в магнетитовый концентрат. Поэтому агломерат из пудожгорского концентрата нельзя плавить в доменной печи; его следует перерабатывать в низкошахтных электропечах.
Концентрат, полученный при опытном промышленном обогащения этих руд на Гороблагодатокой обогатительной фабрике, содержал около 52% Feобщ; 31% FeO; 6,5% SiO2; 0,023% P2O5; 15% TiO2; 0,4% MnO; 1,03% V2O5. По своим запасам Пудожгорское месторождение может рассматриваться в качестве крупного источника ванадия и титана. Концентрат представляет собой весьма ценное металлургическое сырье вследствие высокого содержания ванадия и титана, а также чистоты по фосфору. Преимуществом пудожгорского концентрата перед кусинским является отсутствие в нем хрома, наличие которого усложняет процессы извлечения ванадия.
В 1951 г. было открыто Цапинское месторождение титаномагнетитов в Мурманской области. Цагинские руды более богаты железом, чем лудожгорские. Они содержат около 7,5% TiO2 и 0,13—0,45% V2O5. Установлено наличие значительных запасов этих руд, что позволяет рассматривать Цагинское месторождение как крупную базу титана и ванадия в Северо-Западном районе России.
Крупными запасами ванадия характеризуется Качканарское месторождение титаномагнетитов (Свердловская область), которое можно рассматривать как одно из наиболее мощных, в России. Эти руды представляют собой бедные вкрапленные гитаномагнетиты, содержащие около 16% Fe, 1,3—1,4% TiO2, 0,12% V2O5. Содержание главных компонентов в концентрате и агломерате представлено в табл. 4.
Руда сравнительно легко обогащается электромагнитной сепарацией, Выход концентрата при обогащении руды составляет 18—20%. Качканарский чугун будет отличаться от выплавляемого на кусинских рудах несколько пониженным содержанием ванадия (0,40—0,45% вместо 0,50—0,55%). Однако, вследствие незначительного содержания хрома в рудах, он сможет обеспечить получение ванадиевого шлака, весьма незначительно отличающегося по содержанию ванадия от конвертерных шлаков Чусовского завода, работающего на кусинской и первоуральской рудах.
Содержание ванадия в шлаках, полученных при опытных продувках качканарского чугуна в конвертере Чусовского металлургического завода (апрель 1958 г.) оказалось равным 10—11% V2O5.
Весьма крупными запасами ванадия характеризуются также и оолитовые фосфористые бурые железняки Керченского (Крым), Аятского и Лисаковского месторождений (Кустанайская область).
Все эти руды являются бедными по содержанию железа и ванадия и перед доменной плавкой нуждаются в обогащении. Содержание железа и ванадия (в пересчете на V2O5) в концентратах, полученных из этих руд, составляет:
Несмотря на низкое содержание ванадия в концентратах, эти месторождения могут служить базой для его получения в крупных масштабах. Запасы фосфористых оолитовых бурых железняков Кустанайской области практически неограничены, а возможный объем добычи при открытой разработке очень велик. Велик также возможный объем добычи и керченской руды. Перспективный план развития черной металлургии России намечает значительное увеличение добычи керченской руды, а также организацию металлургического производства на базе фосфористых оолитов Кустанайской области. При существующем в настоящее время техническом уровне процессов извлечения ванадия, чугун типа керченского, т. е. содержащий всего 0,1% V, может обеспечить производство около 1500 г феррованадия на 1 млн. т чугуна. Для чугуна, который будет выплавляться на кустанайских концентратах, превосходящих по содержанию ванадия керченский приблизительно в 1,5—1,8 раза, выход феррованадия может быть соответственно еще более высоким.
Учитывая намечаемые на ближайший период весьма крупные масштабы организации металлургического производства на базе качканарских, кустанайских, керченских, а затем и пудожгорских руд, следует признать, что ванадиевая промышленность России располагает столь мощной сырьевой базой, что ванадий следует отнести в нашей стране к числу недефнцитных по запасам металлов, и размер его производства может определяться только из условий потребности.