[发明专利]一种用含钒矿石或含钒矿渣生产五氧化二钒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钒的氧化物，进一步而言，涉及五氧化二钒的生产方法，具体而言，涉及用含钒矿石或含钒矿渣生产五氧化二钒的方法。

背景技术

现在生产V₂O₅的工厂，基本上都还在使用上世纪60年代末期开发成功的“钠法”工艺，其主要缺陷是堆烧脱碳烟气中含SO₂、SO₃和窑内焙烧烟气中SO₂、SO₃、HCl和Cl₂等强酸性气体以及粉尘对环境的严重污染问题。少数厂在试用的“钙法”工艺，由于转化率低，难以推广应用。近年来已开发出低钠法、钙法、钠钙法等新工艺，但使用这些工艺的产品产出率低，仅为35％～45％，成本比传统钠法都高。

近年来，制钒工艺有所创新，申请中国专利的有：CN86108218号“回转窑一次焙烧钒渣一水浸提钒方法”、CN1059885号“一种从含钒石煤中提取五氧化二钒的新方法”、CN101245410号“一种流态化设备焙烧高钙钒渣的方法”、CN101012496号“一种从石煤中提取五氧化二钒的方法”、CN101265523号“石煤矿回转窑钙法焙烧提取五氧化二钒的工艺”等。这些技术都是在850℃至1050℃的焙烧温度下提取五氧化二钒，不能使其气化，因此钒的收率不高，而且产生大量“三废”污染环境。

湖南新化县黎吉星先生的发明专利申请《石煤气相提钒法》(专利申请号200710035258.5)已经公开，其核心技术是使钒在沸腾炉高温氧化气化提钒。具体的是在沸腾炉中用富氧空气使石煤粉在900℃～1250℃下燃烧，进行高温裂解，V³⁺被氧化成V₂O₅后进入炉气，回收制得V₂O₅产品。这个方法的缺点是：①所用富氧制造装置和沸腾炉造价较高；②富氧空气的生产能耗高、成本高；③沸腾炉排出的烟气中含有大量CO₂、SO₂、SO₃等酸性气体，必须先把它们净化后才能实现用铵液及KOH溶液吸收V₂O₅的目的，而KOH价格高，显然会大幅度增加成本；④其沸腾炉中控制的温度为900℃～1250℃；而钒石煤是含钒石煤的硅质页岩，其中的主要组成矿物的熔点：正长石1150℃，钠长石1118℃，白云母1244℃，都低于1250℃。当炉膛温度接近或超过它们的熔点，炉渣会变软、液化而粘接，使炉膛内的灰渣不能正常“沸腾”，直至堵塞风帽而死炉。果然如此，则难于进行正常的工业化生产。⑤该发明仅适用于含钒石煤，对于其它含钒矿石或矿渣不一定适用。

发明内容

本发明的目的是提供一种用含钒矿石或含钒矿渣生产五氧化二钒的方法，以克服现有技术的缺点，本方法投资省、耗能低、收率高、无废水、废渣排放，废气可以达标排放。

本发明提供的用含钒矿石或含钒矿渣生产五氧化二钒的方法包括以下步骤：

第一步，选料

选择全钒含量V₂O₅>0.3％的矿石或矿渣作为原料；选用煤炭作为工艺过程所用的燃料；

第二步，烘干、破碎、选煤、磨细

将选定的矿石或矿渣烘干、破碎并磨细，如果用石煤作原料，需要送选煤车间按常规方法选煤，从石煤中选出含总煤量约70％的煤，其余的煤含在矿石中；煤和矿石烘干后分别磨细成煤粉和生粉；

第三步，高温氧化气化

将煤粉和生粉分别送入回转窑内煅烧，控制回转窑内物料最高温度高于1250℃，出窑的烟气温度不低于650℃，高温下矿石颗粒会崩解，原料中的钒会氧化气化成V₂O₅气体，随窑气排出；煅烧后的熟料进入冷却机内与冷空气进行逆流换热，使其成为热风入窑；

第四步，尾气余热利用与除尘降温

出窑尾气进入余热锅炉回收余热，分离固体尘粒，并降低烟气温度；或不进入余热锅炉，直接通过喷水雾化装置，降低烟气温度；将收集到的粉尘放进碱溶槽内的烧碱稀溶液中，搅拌溶解V₂O₅生成NaVO₃；过滤后的渣经脱水干燥后返回生粉仓，随生粉再进入回转窑煅烧制钒；

第五步，酸洗或碱洗收钒和脱硫排放