[发明专利]一种钒渣钠化焙烧的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金化工领域，具体涉及一种钒渣钠化焙烧的方法。

背景技术

钠化焙烧提钒工艺中，精钒渣与碳酸钠(Na₂CO₃)在多膛焙烧炉中经焙烧反应成为焙烧熟料，再经水浸出、浸出液除杂后进行酸性铵盐沉钒生成多钒酸铵(APV)，多钒酸铵经过煅烧或还原后生成五氧化二钒(V₂O₅)或三氧化二钒(V₂O₃)。上述工艺中，焙烧是最为关键的工序之一，精钒渣中的低价钒与Na₂CO₃及空气中的氧气在高温条件下反应生成可溶钒化合物(五价或四价钒)。由于焙烧料中含有易烧结成分，这些物质在高温下发生烧结后，在钒渣表面形成的烧结层阻碍了氧气的扩散，颗粒内部的低价钒难以发生氧化反应，从而导致钒渣的焙烧转化率降低。为了减轻因物料烧结引起的不利影响，工业上通常采用的措施有：(1)降低焙烧温度，即调低多膛炉中的最高温度层焙烧温度；(2)在焙烧料中配加大量浸出残渣(约占精钒渣质量的30％)，以降低物料中的钒含量及Na₂CO₃的加入量。上述措施能在一定程度上减缓钒渣钠化焙烧过程中的烧结，但同时也存在较多弊端，主要表现为：(1)钒渣的焙烧转化率降低，由于焙烧温度的降低，钒渣的尖晶石结构不能被充分破坏，尖晶石内部的低价钒不能与氧气发生充分反应生成高价钒；(2)配加浸出残渣大大降低了焙烧、浸出工序的生产效率，同时，浸出残渣中的硅、磷等杂质成分，会经焙烧、浸出进入到浸出液中，最终使得浸出液中的杂质含量增加，给后续浸出液除杂、酸性铵盐沉钒操作带来不利影响。

上述提钒工艺生产出的氧化钒(V₂O₅或V₂O₃)，主要用于钒铁冶炼。

倾翻炉铝热法钒铁冶炼过程中会产生大量钒铁冶炼渣，冶炼渣含钒量较低(约0.7～1.0％，与浸出残渣中钒含量相当)，含大量三氧化二铝(约63～68％，几乎完全为α-Al₂O₃，难溶于酸碱)，由于回收难度大、成本高，该类钒铁冶炼渣被当作废弃物大量堆放，无法达到充分利用。

发明内容

针对上述钠化焙烧过程中的问题，以及钒铁冶炼渣回收难度大无法充分利用等问题，本发明提供了一种钒渣钠化焙烧的方法。该方法通过在钒渣钠化焙烧中添加钒铁冶炼渣，利用了其所含的氧化铝、氧化镁、氧化钙等物质的耐高温特性，从而提高了钠化焙烧温度，最后达到了提高钒转化率、减轻物料烧结的效果；同时由于没有采用浸出残渣，降低因配加浸出残渣而导致的杂质元素富集、后续除杂、沉钒操作困难等，最终提高焙烧、浸出工段的生产效率，同时达到对废弃钒铁冶炼渣的资源化利用。

本发明所要解决技术问题是提供一种钒渣钠化焙烧的方法。该方法包括以下步骤：在精钒渣、碳酸钠中加入钒铁冶炼渣混匀后焙烧即可；所述的焙烧温度为780～830℃。

具体的，上述钒渣钠化焙烧的方法中，所述的钒铁冶炼渣为铝热法冶炼钒铁过程中产生的渣。

优选的，上述钒渣钠化焙烧的方法中，所述的铝热法为倾翻炉铝热法。

进一步的，上述钒渣钠化焙烧的方法中，所述钒铁冶炼渣的主要成分及含量为Al₂O₃60～70％、CaO10～15％、MgO6～10％、TV0.5～1％。

具体的，上述钒渣钠化焙烧的方法中，所述的精钒渣为转炉提钒法对含钒铁水进行半钢冶炼提取出的富含钒转炉渣。

进一步的，上述钒渣钠化焙烧的方法中，所述精钒渣的主要成分及含量为TV6～8％、SiO₂10～20％、FeO40～60％、CaO2～5％。

优选的，上述钒渣钠化焙烧的方法中，所述的钒铁冶炼渣的粒度为70～300um。

优选的，上述钒渣钠化焙烧的方法中，所述钒铁冶炼渣的加入量为精钒渣加入量的10～15％。

优选的，上述钒渣钠化焙烧的方法中，所述碳酸钠的加入量按碱比1.4～1.8添加。

优选的，上述钒渣钠化焙烧的方法中，所述的焙烧时间为140～180min。

优选的，上述钒渣钠化焙烧的方法中，所述的焙烧温度为800～830℃。