[发明专利]一种氯化含钒石煤的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及提钒工艺领域，更具体地，涉及一种氯化含钒石煤的系统及方法。

背景技术

石煤是我国一种重要的含钒资源，在我国储量丰富，所含钒的储量以V₂O₅计为1.18亿吨，占国内总储量的87％。含钒石煤是一种难处理的原生石煤钒矿，含碳10-25wt％左右，灰分可达70～85％，灰分中SiO₂含量可达60～80％，V₂O₅的含量普遍为0.4～1.0％，而且其中的钒以V(III)为主，V(IV)和V(V)含量较低，所以钒的提取比较困难。

现有的石煤提钒方法包括拌酸熟化-浸出法、直接酸浸-萃取法、氧化/钙化焙烧浸出法和低钠焙烧-萃取法。直接酸浸提钒工艺存在耗酸量大、浸出时间长的缺点。传统的钠化焙烧-浸出提钒工艺存在焙烧烟气污染严重、能耗高以及钒转化率和回收率低的缺点，而且只适用于处理含铁和有机质少的石煤钒矿。无盐焙烧-浸出工艺不需要添加剂，因此对矿石结构的破坏程度不如添加剂焙烧，这种工艺对矿石自身结构特点的依赖较大，往往只适合于无定型含硅矿物中钒的提取。另外，不论是直接浸出法还是焙烧浸出法提钒，沉钒后的废液量大，处理难度较大。

现有技术中公开了一种含钒石煤钙化焙烧-稀酸浸出提钒的方法。所述的含钒石煤矿中钒以低价态和类质同象的形式赋存于云母类矿物中的难处理含钒石煤。首先将含钒石煤和焙烧添加剂按照质量比1∶0.045～0.115的比例配料，焙烧1～1.5h，得到焙砂，然后按固液质量比为1∶(1.5～2.5)，将所述焙砂加入到稀硫酸中，固液分离，得到浸出液与浸出渣。该技术的缺陷在于1)添加焙烧添加剂CaF₂焙烧能耗高且容易生成含氟的烟气，熟料浸出过程中又容易产生含氟废水，不利环保；2)焙烧熟料在90～100℃条件下用8～18％的硫酸浸出虽然能够提高钒的浸出率，但是也会有更多杂质进入浸出液，大大增加了钒浸出液的净化除杂难度。

现有技术中还公开了一种石煤浸出提钒的方法。将盐酸溶液与所述石煤粉料混合，常温下活化。活化后的矿浆和浓硫酸混合均匀，再加入激发剂和钙基载体，得到浸出前矿浆。将浸出前矿浆给入高压釜中浸出，固液分离，得到酸浸液和酸浸渣。该技术的缺陷在于：1)浸出前矿浆的获取需要经过磨矿、活化，再加入激发剂和钙基载体，操作繁琐；2)浸出前矿浆中硫酸钙已经饱和，并在矿石的缝隙处析出，会阻碍矿石中钒的浸出，难以达到预期的浸出效果。

基于此，现有技术有待改进。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种氯化含钒石煤的系统及方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明，提供一种氯化含钒石煤的系统，包含：

混合料仓，该混合料仓包含原料进口以及混合料出口，用于将原料进行混合；

氯化系统，该氯化系统包含螺旋进料机、氯化炉、设置在氯化炉底部的第一气体进口、对氯化炉进行加热的加热炉、尾渣出口和出料口；螺旋进料机将物料输送至氯化炉中；出料口设置在氯化炉的上端；螺旋进料机与混合料仓的混合料出口相连；

冷凝系统，该冷凝系统包含第一冷凝器、第一气液分离器和第一集液罐；第一冷凝器包含第二气体进口和第一气液出口，用于将气体物料冷凝；第一气液分离器包含第一气液进口、第一液体出口和第二气体出口，第一气液进口与第一冷凝器的第一气液出口相连，第一液体出口连接到第一集液罐；第一冷凝器与所述氯化系统的出料口通过收尘器相连。

进一步地，冷凝系统还包含第二冷凝器、第二气液分离器和第二集液罐；第二冷凝器包含第三气体进口和第二气液出口，用于将气体物料冷凝；第二气液分离器包含第二气液进口、第二液体出口和第三气体出口，第二气液进口与第二冷凝器的第二气液出口相连，第二液体出口连接到第二集液罐；第三气体出口用于排出含有氯气的废气。

进一步地，氯化系统还包含三向旋转阀，三向旋转阀包含第一进口、第二进口和出口；出口连接到氯化炉的第一气体进口。

进一步地，三向旋转阀的第一进口和第二进口分别地通入氮气和氯气；当第一进口打开时时，则关闭第二进口；当第二进口打开时，则关闭第一进口。

进一步地，三向旋转阀的第二进口连接到第二气液分离器的第三气体出口，用于向第二进口提供氯气。

进一步地，该氯化含钒石煤的系统还包含磨矿装置，用于将进入混合料仓的原料进行磨细处理。

进一步地，氯化装置中的氯化炉包括但不限于竖炉和流化床。