[发明专利]一种钒渣悬浮态氧化焙烧-酸浸提钒的装置及方法

说明书

一种钒渣悬浮态氧化焙烧‑酸浸提钒的装置及方法，装置中料仓、螺旋给料机、一级旋风分离器与悬浮焙烧炉依次连通，悬浮焙烧炉的顶部与二级旋风分离器连通，二级旋风分离器的出料口与搅拌浸出槽相对；悬浮焙烧炉的底部设有燃烧器。方法为：将钒渣粉置于料仓，经螺旋给料机输送到一级旋风分离器；在负压作用下，气固分离的一级固体物料进入悬浮焙烧炉；高温氧化性气体使一级固体物料处于悬浮流动状态，加热发生氧化反应；然后在二级旋风分离器内气固分离后，二级固体物料进入搅拌浸出槽；进行搅拌浸出过滤分离。本发明的装置气固传质传热效率高，有效避免物料的高温粘结；焙烧时间可大幅度缩短，提高设备生产效率并降低能耗。

技术领域

本发明属于矿物加工、冶金技术领域，特别涉及一种钒渣悬浮态氧化焙烧-酸浸提钒的装置及方法。

背景技术

钒渣是对含钒铁水在提钒过程中经氧化吹炼得到的，或含钒铁精矿经湿法提钒所得到的，含氧化钒的渣子，是制备金属钒和钒合金的原料；钒渣中主要的化学成分包括FeO，SiO₂，V₂O₃，TiO₂，MnO，CaO，C_r2O₃及少量Al₂O₃；传统工艺提取钒渣中的钒基本以钠化氧化焙烧-水浸提钒工艺为主，以钠盐(如氯化钠、碳酸钠等)为添加剂，在一定温度下(750℃～850℃)将V₂O₃转化为水溶性的V₂O₅，对焙烧产物水浸，得到含钒浸取液，再加入铵制得多钒酸铵沉淀；但钠化焙烧能耗高，且会产生有毒有害的HCl、Cl₂等有毒有害气体，环境污染严重；同时，回转窑在高温焙烧过程中易结圈、钠离子腐蚀窑衬，降低了钒的转化率和影响生产效率。

为了解决钠化氧化焙烧带来的污染问题，部分科研工作者尝试在回转窑焙烧时不采用钠盐，直接利用空气中的氧气在高温下使V₂O₃氧化为V₂O₅，然后酸浸提钒；相比钠盐焙烧，环境污染问题大大减少；但由于回转窑焙烧过程中气固接触不充分，钒的氧化转化效率低；同时，局部高温也容易导致回转窑结圈，影响生产效率；因此，新型钒渣氧化焙烧的技术与装备还有待研发。

发明内容

本发明的目的是提供一种钒渣悬浮态氧化焙烧-酸浸提钒的装置及方法，通过对钒渣进行悬浮态氧化焙烧，将钒渣中的V₂O₃转化为V₂O₅，再用硫酸进行浸出，利用流态化状态下气固传热传质效率高的优势，加快反应速度，缩短反应时间，提高生产效率。

本发明的钒渣悬浮态氧化焙烧-酸浸提钒的装置包括料仓、螺旋给料机、一级旋风分离器、悬浮焙烧炉、二级旋风分离器和搅拌浸出槽；料仓出口与螺旋给料机的进口连通，螺旋给料机的出口与一级旋风分离器的进料口连通，一级旋风分离器的出料口与悬浮焙烧炉下部的进料口连通，悬浮焙烧炉的顶部通过上部通道与二级旋风分离器的进料口连通，二级旋风分离器的出料口与搅拌浸出槽相对；其中悬浮焙烧炉的底部设有燃烧器，二级旋风分离器的出气口与一级旋风分离的进料口连通，一级旋风分离器的出气口与除尘设备的进料口连通，除尘设备的出气口与引风机连通。

本发明的钒渣悬浮态氧化焙烧-酸浸提钒的方法是采用上述装置，按以下步骤进行：

(1)将钒渣经破碎和磨细至粒径-0.074mm的部分占总质量≥60％，再筛分出粒径≤0.8mm的部分，作为钒渣粉；

(2)将钒渣粉置于料仓内，经螺旋给料机输送到一级旋风分离器的进料口管道中；在开启引风机的情况下，一级旋风分离器、悬浮焙烧炉和二级旋风分离器内形成负压；

(3)在负压作用下，钒渣粉经进料口管道进入一级旋风分离器内进行气固分离，形成的一级固体物料；一级固体物料进入悬浮焙烧炉底部；