[发明专利]一种含钒石煤全资源化利用的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含钒石煤的资源化利用技术，尤其涉及一种将石煤中的三价钒提升为五价钒产品、将石煤中的能量用于发电、并将其它固体渣料用于生产水泥等建材的全资源化利用的方法。

技术背景

石煤是贮藏在古老岩层中的一种煤炭资源，是5亿年前地质时期的藻类、菌类等在浅海环境下形成的一种腐泥煤。石煤大都具有高灰、高硫和低热值的特点，其成分除含有机碳外，还有氧化硅、氧化钙和少量的氧化铁、氧化铝和氧化镁等。

典型石煤中含较多C、V、Ca、Al、Si等元素，因此，石煤不仅可以用作动力锅炉和水泥窑炉的燃料，燃烧后的炉渣也可作为水泥的原料，还可从石煤中提取钒、铀、钼、镍、铜、钴等金属元素。

目前含钒量较高的石煤多采用焙烧→浸出→沉钒→灼烧工序提取V₂O₅。氧化焙烧工序产生的高温烟气通常经初步除尘后进入余热锅炉回收余热，再经布袋除尘由排烟机排空。虽然石煤具有化学热，并且焙烧亦放热，但是由于余热回收热量没有返回焙烧炉，因此焙烧炉不仅不能外供能源，反而需要外加热源，工业中多采用发生炉煤气。另外，灼烧完毕产生的V₂O₅成为高经济效益的产品，而剩余固体渣料多因没有合理用途，只能露天堆积，不仅占用土地，而且渣料中的少量重金属元素还严重污染环境。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种集燃烧、提钒、发电及渣料固化为一体的含钒石煤全资源化利用的方法。

本发明的技术方案是：一种含钒石煤全资源化利用的方法，具体包括以下工艺：

首先，将V₂O₅含量为1.1-3.0wt％的石煤原料中添加含钒石煤原矿12-36wt％的NaCl，4.1-13wt％的Na₂CO₃，然后球磨至0.1-0.3mm粉末，送至燃烧-焙烧装置内进行焙烧，焙烧产生的800-900℃高温烟气通过预热装置将所述焙烧原料预热至600℃～650℃；将降至450℃～500℃的高温烟气温度通过高温风机或者引射去往发电机组发电；焙烧后的熟料温度为650-850℃，通过熟料冷却装置内将助燃空气预热至500℃～550℃；

其次，将剩余固体渣料、熟料、石膏、钢渣、矾石和粘土以5∶80∶4∶5∶4∶2～20∶60∶4∶12∶2∶2比例混合，球磨为160～180目粒度，通过筛分制成水泥。

进一步，还可以所述固体渣料与粘土以1∶4的比例混合，加入一定量的水，经搅拌、成型、晾干、焙烧、冷却后得到砖制品。

本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，本发明在提钒能耗最大的焙烧工序无需外供热源，并且将石煤提钒系统中物质最大程度资源化利用，大幅提高了石煤的经济价值。

附图说明

图1本发明一种石煤全资源化利用的方法的流程图。

图2为本发明石煤提钒渣料制作水泥工艺流程。

图3为本发明石煤提钒渣料制砖工艺流程。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

实施例1：

将V₂O₅含量为1.1wt％的石煤原料中添加含钒石煤原矿12wt％的NaCl，4.1wt％的Na₂CO₃，然后球磨至0.1-0.3mm，送至燃烧-焙烧装置内进行石煤脱碳及氧化提钒，产生的800℃左的高温烟气在预热装置内将焙烧原料预热至600℃，将温度降至500℃的烟气通过高温风机送到发电机组发电。焙烧后的熟料温度为850℃，在熟料冷却装置内将助燃空气预热至550℃，熟料温度降至150℃，去往后续浸出、沉钒、灼烧等工序，提出V₂O₅产品，将剩余固体渣料与粘土以1∶4的比例混合，加入一定量的水，经搅拌、成型、晾干、焙烧、冷却后得到砖制品

实施例2：

将V₂O₅含量为3.0wt％的石煤原料中添加含钒石煤原矿36wt％的NaCl，13wt％的Na₂CO₃，然后球磨至0.3mm，送至燃烧-焙烧装置内进行石煤脱碳及氧化提钒，产生的900℃的高温烟气在预热装置内将焙烧原料预热至600℃后，将温度降至500℃的烟气通过引射去往发电机组发电。焙烧后的熟料温度为650℃，在熟料冷却装置内将助燃空气预热至500℃，熟料温度降至150℃，去往后续浸出、沉钒、灼烧等工序，提出V₂O₅产品，将剩余固体渣料、熟料、石膏、钢渣、矾石和粘土以5∶80∶4∶5∶4∶2比例混合，球磨为160目粒度，通过筛分制成水泥。