[发明专利]一种将钒渣焙烧熟料急冷制备钒溶液的浸出工艺及系统

说明书

技术领域

本发明属于钒渣处理领域，特别涉及一种将钒渣焙烧熟料急冷制备钒溶液的浸出工艺及系统。

背景技术

钒钛磁铁矿是钒的主要矿物资源，钒钛磁铁矿经高炉冶炼成含钒铁水，转炉氧化吹炼，钒经过充分富集后进入渣相得到钒渣。

冶炼钒钛磁铁矿后的钒渣含钒量为10wt%～24wt%，为了能充分利用钒渣，一般采用钠法焙烧-水浸工艺由钒渣中提钒，该工艺先在钒渣中添加纯碱等钠盐附加剂焙烧至800℃以上，熟料出窑后（温度在600℃以上）经冷却装置缓慢冷却至150℃以下，熟料因高温焙烧，部分已烧结成块状，需经破碎1mm以下，再使用60℃～80℃的热水进行浸出、淋洗、过滤后，得到钒溶液。该方法步骤繁琐，能耗高，需要使用内螺旋机冷却器、熟料皮带机、斗式提升机、球磨机、振动筛等多种设备，所用设备多；并且熟料冷却速度缓慢，熟料冷却过程中，在550℃容易发生结晶和相变，可溶于水的偏钒酸钠（NaVO₃）脱氧生成不溶于水的“钒青铜”，如NaV₆O₁₅和Na₈V₂₉O₂₃，在热水浸出过程中，钒青铜不溶于水，固液分离后进入渣相，造成钒的损失，钒渣的转浸率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种操作简单、所用设备少、综合能耗低，转浸率高的将钒渣焙烧熟料急冷制备钒溶液的浸出工艺及系统，可避免浸出过程中钒青铜的产生。

本发明的技术解决方案是：

一种将钒渣焙烧熟料急冷制备钒溶液的浸出工艺，其具体步骤如下：

1.1、钒渣采用钠法焙烧后得到焙烧熟料，利用钒渣焙烧熟料急冷制备钒溶液浸出系统，熟料急冷浸出前，关闭浸出系统中阀门a、阀门b、阀门c、阀门d、阀门e和阀门f，将温度≥570℃的焙烧熟料直接投入到装有常温水的布料斗中进行急冷浸出，浸出时间为10min～30min，所述水与焙烧熟料的质量比为1.5:1～3.5:1，固液分离得到热浸出液和热浸出渣，打开阀门f，将热浸出液通过真空抽滤泵送至含钒溶液储罐中； 

1.2、打开阀门a，将一级淋洗罐内的一级淋洗液加入到布料斗，所述一级淋洗液与焙烧熟料的质量比为4:1～6:1，对热浸出渣进行逆流淋洗后，经真空抽滤泵抽滤，将一级浸出液送至含钒溶液储罐中，一级浸出液与热浸出液混和得到钒溶液；一级淋洗完成后，关闭阀门f和阀门a，打开阀门b和阀门d，将二级淋洗罐内的二级淋洗液加入到布料斗对经过一级淋洗的浸出渣进行逆流淋洗，所述二级淋洗液与焙烧熟料的质量比为4:1～6:1，经真空抽滤泵抽滤，将二级浸出液送至一级淋洗罐作为一级淋洗液使用；二级淋洗完成后，关闭阀门b和阀门d，打开阀门c和阀门e，将三级淋洗罐内的三级淋洗液加入到布料斗对经过二级淋洗的浸出渣进行逆流淋洗至三级淋洗液含钒浓度≤1g/L，所述三级淋洗液为水，经真空抽滤泵抽滤，将三级浸出液送至二级淋洗罐作为二级淋洗液使用；

1.3、关闭阀门c和阀门e，检测含钒溶液储罐内钒溶液浓度，钒溶液浓度＜25g/L时，送至一级淋洗罐内作为一级淋洗液继续淋洗热浸出渣；钒溶液浓度≥25g/L时，作为合格钒溶液用于沉淀多钒酸铵或偏钒酸铵。

一种钒渣焙烧熟料急冷制备钒溶液浸出系统，具有布料斗，其特殊之处在于：所述布料斗的排液口通过管道与含钒溶液储罐相连通，所述布料斗和含钒溶液储罐之间的管道上设有真空抽滤泵，所述真空抽滤泵的液体出口还分别与一级淋洗罐的液体入口、二级淋洗罐的液体入口通过管道相连通，所述一级淋洗罐液体入口处的管道上设有阀门d，二级淋洗罐液体入口处的管道上设有阀门e，所述布料斗的淋洗液入口分别与一级淋洗罐的液体出口、二级淋洗罐的液体出口、三级淋洗罐的液体出口通过管道相连通，所述一级淋洗罐液体出口处的管道上设有阀门a，二级淋洗罐液体出口处的管道上设有阀门b，三级淋洗罐液体出口的管道上设有阀门c，所述含钒溶液储罐的液体入口处的管道上设有阀门f。

本发明的有益效果:

（1）避免钒青铜生成，提高转浸率

钒渣焙烧熟料直接投入常温水中急冷，加快了熟料的冷却速度，使钒渣焙烧熟料能迅速冷却至100℃以下，减少了不溶于水的钒青铜生成，使钒溶解于水中；高温钒渣焙烧熟料急冷，熟料内部应力作用产生炸裂或裂缝，使水分子有效渗透到物料内部，提高传质接触面积，保证了可溶于水的钒最大程度的溶入水中，有效提高了钒渣的转浸率，与传统钠法焙烧-水浸工艺相比，转浸率提高至90%以上，残渣含总钒降低至0.8%以下。