[发明专利]含磷钒渣低温焙烧提钒的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种含磷钒渣的提钒工艺，特别是一种含磷钒渣低温焙烧提钒的工艺，节省能源降低成本，属于冶炼技术领域。

背景技术

含磷钒渣主要成分为Fe₂O₃ 20～28％；P 6～9％；V₂O₅ 13～22％；SiO₂ 3～6％；CaO 1～3％；TiO₂＜0.6％；其它35～42％。这种含磷钒渣，国内原来没有，也没有生产先例。

现有技术已有从炼钢钒渣焙烧提钒的工艺；如2007年10月24日中国发明专利公开号CN 101058853A，公开了一种“利用含钒、铬、铁和磷的工业渣回收化工产品的方法”通过原料焙烧、熟料加温浸提、氧化铁与含钒、铬、磷溶液分离。其焙烧温度一般控制在800-1050℃，浸提时对水温要严格控制在80℃，焙烧时间往往需要6小时以上，才能达到比较好的回收转化率。但对于含磷高的含磷钒渣而言，磷是一个主要成分，磷又是低熔点矿物，磷熔点44℃，沸点280℃。导致该工艺实际使用焙烧时，焙渣熔化，容易结团或结圈，造成焙烧设备的加料和出料受阻，生产间断，因此到目前为止该工艺尚未产业化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种含磷钒渣低温焙烧提钒的工艺，该工艺可以降低焙烧温度，焙烧焙渣不熔化，能耗低；解决了结团或结圈的难题，可以实现产业化。

本发明解决其技术问题所采取的方案是：一种含磷钒渣低温焙烧提钒的工艺，其工序步骤是：

①原料焙烧工序

将含磷钒渣经粉碎、过50～80目筛；与Na₂CO₃、NaCl和生石灰混合，其混合重量比为1∶0.01～0.03∶0.01～0.04∶0.05～0.1；混料进入30米工业转窑焙烧，转窑预热区控制12m长，温度350～400℃，混料停留时间100分钟；转窑高温区控制12m长，温度580～650℃，混料停留时间100分钟，转窑冷却区控制6m长，温度450～550℃，时间40分钟，将其中钒和磷转化成为可溶于水的熟料，出炉；

②熟料浸提工序

将经过焙烧的熟料加入到冷水中，经水淬急冷，使水溶性的钒、磷溶解于水中；固液分离，从液体中冷却结晶分离析出磷盐，用常规萃取工艺提取钒。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所添加的生石灰为耐烧和分解剂，对提钒转化率有显著提高，对温度的控制更有利，更均衡，而且解决了焙渣熔化和结大球团的现象，在工业转窑焙烧中炉料不烧结，前移顺畅；钒渣烧出后的孔隙率增多、增大，更有利于钒的浸出。本发明的整个焙烧时间确定为240分钟，比现有技术焙烧6小时缩短2小时，在节省能源、提高生产效率上能取得明显的收效。焙烧转化率一次转化率达到40～45％，二次转化率达到50％以上，与现有技术相比节省能源40％，节约人工费15％，提高效率30％。

具体实施方式

实施例1

一种含磷钒渣低温焙烧提钒的工艺，其工序步骤是：

①原料焙烧工序

将含磷钒渣经粉碎、过50-80目筛；与Na₂CO₃、NaCl和生石灰混合，其混合重量比为1∶0.01∶0.04∶0.05；混料进入30米工业转窑焙烧，转窑预热区控制12m长，温度360℃，混料停留时间100分钟；转窑高温区控制12m长，温度640℃，混料停留时间100分钟，转窑冷却区控制6m长，温度450℃，时间40分钟，将其中钒和磷转化成为可溶于水的熟料，出炉；

②熟料浸提工序

将经过焙烧的熟料加入到冷水中，经水淬急冷，使水溶性的钒、磷溶解于水中；

③水淬渣与含钒、磷溶液分离工序

通过自然沉淀或过滤将经过水淬浸提的熟料水淬渣与溶解有钒、磷化合物的水溶液分离，溶液作为提取钒和磷的原料液；

④原料液结晶预除磷工序

将含有钒、磷的原料液冷却，使溶解在原料液中的磷以磷酸三钠结晶的方式从原料液中析出，所得粗磷酸三钠，并使原料液中磷含量降低，达到预除磷的目的；

⑤深度除磷、脱硅工序

将预除磷溶液加入硫酸和硫酸钙反应后进行分离，用硫酸亚铁解毒后分离出磷渣和溶解液，溶解液输入脱硅釜分离出硅渣，所得除磷、脱硅液进入提取钒化合物工序；

⑥含钒溶液酸碱度调整工序

在经过除磷、脱硅的原料液中加入硫酸，调整溶液的酸碱度；

⑦萃取钒工序