[发明专利]一种含钒石煤灰渣的成球焙烧方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种含钒石煤灰渣的成球焙烧方法

(二)背景技术

钒是一种重要的战略物资。人类在160年前就已经发现了钒元素，但直到20世纪初才开始将其应用于工业生产上。纯金属钒呈银灰色，具有良好的延展性和抗腐蚀性。钒的产品种类繁多，既有高纯金属钒、钒铁、钒铝合金、钒碳化物及钒碳氮化物等冶金产品，也有五氧化二钒，偏钒酸铵，钒酸钾、钒酸钠、氢氧化钒以及氯化钒等化工产品。由于钒具有高熔点及容易变形加工的特点，被广泛用于钢铁工业、国防尖端技术、化学工业以及轻纺工业等领域。其中最重要的是做钢铁合金中的添加元素，制造化工高效催化剂、触媒剂。含有钒添加剂的钒钢具有很高的硬度、耐磨性和承受大冲击力的荷重，并且具有较高的屈服点和可塑性，是汽车、航空、机器制造以及铁路运输的主要原材料。

据报导，国际上钒的消耗钢铁占85％，有色金属占4％，化工与陶瓷占3％，铸铁占1％，其它占2％。因此，影响钒的供求与市场价格的因素主要是钢铁和钒合金的生产。当钢铁生产景气，特别是合金钢的生产大幅度增长时。钒的消耗和国际市场价格也逐渐增加。目前，潜在消费大国的中国，钒在钢中的应用远低于发达国家，这与中国是生产和消费大国的地位不相称。最近几年，这种差距正在缩小。随着新能源、可再生能源技术的迅猛发展，一种用于蓄能的钒电池技术开发正在欣起，钒电池的应用将给钒带来巨大需求，可以说钒的应用市场和开发前景将是很好的。

钒是世界上资源丰富、分布广泛的金属元素，在地壳中含量为0.015％，但无单独可供开采的富矿，总是以低品位与其它矿物共生。钒钛磁铁矿和石煤是提钒的主要原料，目前世界各国生产钒的主要原材料是钒钛磁铁矿在冶炼过程中副产的钒渣和石煤，我国亦然。

在我国的钒钛磁铁矿资源中，V₂O₅的总储量为1741.28万吨，其中攀枝花地区拥有1600万吨，占全国钒钛磁铁矿中V₂O₅总储量的90％以上。

石煤是一种含碳质的页岩，是在还原环境下形成的黑色可燃有机岩，多属变质程度高的腐泥无烟煤，为浅海相沉积物。其主要特性为灰份高，密度大，发热量低，结构致密，着火点高，不易燃烧和难以完全燃烧。在我国，石煤主要赋存于下寒武纪的地层中，形成石煤的物质除泥、硅、钙质等无机盐成分外，有机质部分主要是藻类等低级生物、海绵及一些分类尚不明确的原始动植物。由于碳质页岩在沉积过程中陆屑物的来源不同，藻菌类等低级生物的生成条件或腐化的藻菌类产生的腐植质的络合、吸附作用，以及成岩的热液浸染等影响，石煤中含有或赋集了较多的伴生元素，如钒、铝、铁、镁、钙、镍、钼、铀、铜、硒、镓、镘及贵金属等60余种。在某些层位中，一种或几种伴生元素达到工业单独开采品位或边界品位，可作为某种矿物资源单独开采，并通过冶炼回收有价组分。

我国是在50年代末普查磷矿时意外发现石煤中有钒，并且储量极为丰富。据《南方石煤资源综合考察报告》称：湖南、湖北、浙江、广东、广西、贵州、安徽、河南、陕西等10省、自治区石煤资源的总储量为618.8亿吨，其中探明储量为39.0亿吨，综考储量为579.8亿吨。仅湖南、湖北、江西、浙江、安徽、贵州、陕西等7省的石煤矿中，V₂O₅的储量就达11797万吨。其中W(V₂O₅)＞0.50％的储量为7705.5万吨，是我国钒钛磁铁矿中V₂O₅总储量的6.7倍，超过世界其他各国家钒的总储量。近几年还在新疆、甘肃等省区发现了储量较为丰富的含钒石煤。

石煤中钒的品位各地相差悬殊，一般为0.13～1.00％，就全国范围而言，石煤中钒的品位平均低于0.5％的占60％。石煤中V₂O₅的平均品位及占有率见表1。

表1：石煤中钒的平均品位及占有率