[发明专利]钒矿物的钠化焙烧方法

说明书

技术领域

本发明涉及钒矿物的钠化焙烧方法，属于冶金领域。

背景技术

自然界的钒矿物，多为三价氧化状态，有的则以类质同象与其他金属元素共生，如果不经过炼铁、炼钢等还原氧化过程，则需要先经过钠盐焙烧过程，以使矿物中的钒被氧化成高价钠盐化合物，即转变成易溶于水的状态。

目前国内外传统的钠化焙烧工艺，其入炉全钒含量(全钒含量是指钒占钒矿物中的重量百分比)较低，一般＜6％，如果提高入炉全钒含量，容易导致回转窑结球、结圈，导致操作困难，生产不顺行。但是低全钒焙烧，具有产量低、生产成本高等缺点。因此，高全钒(全钒含量＞6％)焙烧的钠化焙烧工艺成为本领域目前研究则重点，但到目前为止，未见有采用高全钒(全钒含量＞6％)焙烧的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钒矿物的钠化焙烧方法，该方法的入炉全钒含量可以达到6％以上。

本发明钒矿物的钠化焙烧方法包括如下步骤：

a、原料混合：钒矿物经过粉碎(优选钒矿物粉碎至≥80％的钒矿物过120目筛)，除去金属铁(优选除铁至除铁后的钒矿物中的铁含量≤2wt％)，将钠盐和除去金属铁后的钒矿物混匀；其中，钠盐的重量为除去金属铁后的钒矿物重量的9～11％；所述的钠盐为NaCl、Na₂SO₄、Na₂CO₃中至少一种；

b、焙烧：混合后的原料于有氧条件下进行焙烧，得到钒的五价盐；其中，焙烧温度为700～900℃，焙烧时间为3.5～5.0h。

其中，为了提高产量、降低生产成本，上述a步骤除铁后的钒矿物中的钒含量优选＞6wt％。

本发明发明人做了大量试验，根据NaO-V₂O₅系相图并结合实验研究，发现钠盐的加入量以及钠盐的组成对防止焙烧时结球、结圈现象的产生具有重要影响。为了防止焙烧时结球、结圈现象的产生，上述的钠盐优选为NaCl、Na₂SO₄、Na₂CO₃的混合物，其中，NaCl和Na₂SO₄的重量之和为钠盐总重量的15～30％。上述的钠盐还优选为NaCl与Na₂CO₃的混合物，其中，NaCl的重量为钠盐总重量的15～30％。

进一步的，上述a步骤中的钠盐的重量优选为除去金属铁的钒矿物重量的10％。

本发明发明人做了大量试验，发现影响焙烧时氧分压对钒的转化率(由三价钒转化为五价钒)有重要影响，为了提高焙烧转化率，上述b步骤中混合后的原料优选于氧含量≥10％的气氛下进行焙烧。

本发明方法可以在钒矿物钠化焙烧常用的炉子(如回转窑等)中进行焙烧。

本发明方法可以采用高全钒(全钒含量＞6％)焙烧，回转窑不会出现结球、结圈等现象，操作方便，生产顺行，且高全钒焙烧，产量高，生产成本得到降低。本发明方法为钒矿物的钠化焙烧提供了一种新的选择，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1采用本发明方法焙烧钒矿物

将钒渣进行破碎球磨处理，过120目通过率达到92％，磁选出金属铁，精钒渣中金属铁含量为1.78％，得到100吨全精渣(TV含量：8.56％)，纯碱和氯化钠总重按10吨配入，其中氯化钠占3.0吨；在搅拌机内进行混合均匀。在有氧的条件下，将全精渣入回转窑进行高温焙烧，焙烧温度为750℃，焙烧时间控制在4.5h；检测回转窑窑尾尾气中氧含量达到12.5％。

本实施例的钒转化率为87.13％，焙烧过程中回转窑未出现结球、结圈现象。

实施例2采用本发明方法焙烧钒矿物

将钒渣进行破碎球磨处理，过120目通过率达到86％，磁选出金属铁，精钒渣中金属铁含量为1.69％，得到全精渣(TV含量：8.49％)，尾渣全钒含量为1.12％，将40吨精渣与10吨尾渣进行配比，保证混合后的全钒为7.0％；纯碱和氯化钠总重按5.0吨配入，其中氯化钠占1.0吨，在搅拌机内进行混合均匀。在有氧的条件下，将入回转窑进行高温焙烧，焙烧温度为800℃，焙烧时间控制在4.0h；检测回转窑窑尾尾气中氧含量达到11％。

本实施例的钒转化率为90.75％，焙烧过程中回转窑未出现结球、结圈现象。