[发明专利]一种流态化设备焙烧高钙钒渣的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高钙钒渣的焙烧方法，具体涉及一种用流态化设备来焙烧高钙钒渣的方法。

背景技术

攀钢生产过程直接吹炼得到大量的高钙钒渣，将其直接掩埋将对环境造成污染。采用焙烧的方法回收其中的V₂O₅可以充分利用自然资源，同时减少废物排放。

流态化焙烧炉的传热效率极高，颗粒混合均匀，整个炉内的温度场较为均匀，与回转窑、多膛炉和竖炉三种焙烧炉相比，在同样物理体积情况下，反应时间短、物料与氧气接触充分、能耗低、生产效率高、设备产能大。

传统的钒渣钠化焙烧或钙化焙烧工艺都需要外配添加剂，如Na₂CO₃、NaCl、Na₂SO₄、石灰或石灰石等。由于添加剂与钒渣或含钒磁铁精矿的流体力学性能差异较大，在流态化焙烧炉中含钒原料与添加剂不能均匀混合，即出现偏析现象，导致焙烧效果较差，远低于回转窑或多膛炉。以至于虽然有机构研究过用流态化焙烧炉焙烧含钒物料，但因无法取得较好的效果而放弃。

目前尚未出现焙烧效果好的用流态化焙烧炉焙烧高钙钒渣的相关报导。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效、节能、氧化效果好的高钙钒渣焙烧技术，以克服现有回转窑或多膛炉焙烧效率较低，能耗高，单位设备产能低等缺点。

本发明通过以下技术方案来实现：

将CaO与V₂O₅重量比为0.5～0.7的高钙钒渣破碎后加入流态化炉中焙烧，焙烧熟料用硫酸溶液浸出，由浸出液进一步制取钒产品。

进一步的，高钙钒渣需破碎至0.125mm以下，其中95％以上的颗粒小于0.mm。

焙烧时流态化炉内的平均温度为850℃～950℃，需保持流态化设备内具有充足的氧气，以实现氧化焙烧。高钙钒渣在流态化炉中的平均停留时间为30min～150min。

浸出过程中，焙烧熟料先加其重量1～4倍的水调成料浆后，再加入浓度为32％～65％的硫酸调节溶液pH进行浸出，保持浸出过程的pH值在2.8～3.3范围，温度45～65℃，时间30～90min。

本发明的有益效果为：

1、物料在流态化炉内混合非常均匀、迅速，因此传质、传热效果极好，可显著缩短焙烧时间，降低焙烧过程的能耗和生产成本。

2、相同容积的设备情况下，流态化炉的产能比回转窑、多膛炉至少要大6～10倍，因此应用流态化炉可大幅度提高单台设备的产能，减小设备的投资，提高企业的生产能力和经济效益。

3、回转窑、多膛炉和竖炉设备本身或设备的某一主要部件需要运动，而沸腾炉是以气体为载体，只有物料在设备中运动，设备本身的运动部件很少，因此设备的损坏和维修也将大大减少，有利于生产的组织实施。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的阐述。实施例仅用于说明本发明，而不是以任何方式来限制本发明。

实施例1

将400kg的高钙钒渣(CaO/V₂O₅重量比为0.62)磨细至0.125mm以下，其中0.1mm部分占95％。

采用Φ100×2500mm的上加料、下出料方式的流态化焙烧炉，将上述钒渣从上部加入。煤气燃烧后与过量的空气混合形成高温氧化性热风，从炉管的下部通入，调整热风的流量和钒渣的加料量，使钒渣在炉内保持较好的翻滚状态，控制流态化炉内的平均温度为900℃，控制钒渣在炉内的平均停留时间为30min。

焙烧完成的熟料从流态化焙烧炉的下部出料口排出并迅速冷却，熟料破碎至40目以下，然后加3倍重量的水调成料浆后，再加入浓度为65％的硫酸调节溶液pH进行浸出，保持浸出过程的pH值在2.8～3.3范围，温度45～65℃，时间60min。残渣过滤、洗涤后烘干，分析其钒含量，测得高钙钒渣钒的浸出率为87.19％。

实施例2

将500kg的高钙钒渣(CaO/V₂O₅重量比为0.5)磨细至0.125mm以下，其中0.1mm部分占95％。

采用Φ100×2500mm的下加料、上出料方式的流态化焙烧炉，将上述钒渣从下部加入，煤气燃烧后与过量的空气混合形成高温热风，从炉管的下部通入，调整热风的流量和钒渣的加料量，使钒渣在炉内保持较好的翻滚状态，控制流态化炉内的平均温度为850℃，控制钒渣在炉内的平均停留时间为150min。