[发明专利]一种含钒物料钙化焙烧的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含钒物料钙化焙烧的方法。

背景技术

通过钙化焙烧来提钒通常是先将含钒物料与石灰石、石灰等含钙物质磨细并混合均匀，在高温下进行氧化焙烧，使钒转化为五价，并与钙结合生成钒酸钙等，然后用硫酸或碳酸盐进行浸取，使得钒从原料中溶出进入溶液，再进一步将钒从溶液中形成沉淀析出，再加工成各种钒产品。

在上述焙烧过程中，物料很容易烧结，往往在回转窑、多膛炉或者其他焙烧设备中发生粘窑结圈、粘结耙齿等现象，使焙烧设备运行不到1个月就出现较为严重的粘结问题，而被迫停炉清理。这种粘结问题，不仅在设备方面和生产运行方面，造成生产效率大幅度降低，随之导致成本上升，还常常在设备中出现直径达1米以上的烧结球，在窑内长时间滚动，难以排出，并且该烧结球对设备中的耐火材料有碾压作用，容易造成对耐火材料的破坏。同时，在停炉清理时人工敲打粘结的物料次数频繁，也对耐火材料造成明显的损伤，这些都可能缩短耐火材料的使用寿命，因频繁更换耐火材料增加了成本。另外，更严重的是，往往由于设备粘结导致焙烧温度失控，使得物料过早烧结成球，影响了含钒物料氧化反应的继续进行，导致钒的平均转化率仅为78-81％。

通常认为，造成上述物料烧结和设备粘结的原因是在焙烧过程中生成了低熔点物质，该低熔点物质在焙烧温度下变成液体状，并以其为中心以滚雪球的方式逐渐地粘结成球。因此传统解决方法是添加惰性的提钒尾渣，以期通过降低入炉料中的钒的总量来稀释低熔点物质的比例，减少和控制粘结，通常通过添加提钒尾料以将控制炉料中钒的含量为5重量％左右。

但是经过钙化焙烧-硫酸浸出后的尾渣中含有因浸出过程生成的CaSO₄，若直接将尾渣返回配料会造成诸多不利影响。例如，将经钙化焙烧后得到的熟料经过磨细-浸出得到所述尾渣，其颗粒粒度明显减小，将该尾渣返回加到将要进行钙化焙烧的物料中进行配料，然后再进行钙化焙烧-硫酸浸出的步骤，并如此多次循环使用，这样极细的固体颗粒比例会显著增加；并且，CaSO₄随着不断的浸出-焙烧循环会逐渐富集。上述两个因素都会造成硫酸浸取时固液分离越来越困难，直至影响浸出过程的正常进行。另外，部分CaSO₄在焙烧时分解放出SO₃，污染环境。同时，大量物料通过输送设备、浸出设备和过滤设备后再输送到焙烧炉，过程能耗明显增加。通常会在将尾料返回进行配料前先将尾渣中的CaSO₄分离出去，但分离有一定难度，而且环节多、增加设备投资、成本高，不是经济合理的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的含钒物料钙化焙烧方法中存在的含钒物料容易烧结、设备容易粘结且因需要进行提钒尾料处理造成的成本较高的缺陷，提供了一种物料不易烧结、设备不易粘结且不用加入提钒尾料的，低成本、简单的含钒物料钙化焙烧的方法。

本发明的发明人经过深入研究发现，虽然在焙烧过程中会生成一定量的低熔点物质，但在钙化焙烧工艺要求的温度范围内并不会大量熔融而造成明显的粘结，而造成粘结的更重要原因是：由于含钒物料钙化焙烧的过程是氧化反应过程，含钒物料中的低价物质在氧化过程中要释放出相当大的反应热，其中，由于用于焙烧的燃料燃烧产生的热量以及由物料氧化而释放的反应热的叠加，使得在氧化反应较集中的物料区域的热量积聚，该区域的温度明显升高，远远超过了工艺要求的温度范围，导致该物料区域中低熔点物质发生熔化，随着物料的运动粘结成球或结块，再在冷却过程中，因温度降低到低熔点物质的熔点以下后凝固，部分物料在设备上凝固粘结，形成结圈或炉瘤。

因此，为了解决物料烧结和设备粘结的问题，可通过采用控制氧化反应的反应热的手段，以使物料均匀稳定地反应，避免出现温度过高失控的问题。