[发明专利]一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法

权利要求书

1.一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法，其特征在于按以下步骤进行：

（1）将石煤钒矿破碎至粒径≤15mm，然后磨矿至粒径≤1mm，且粒径0.074 mm的部分占总质量的62~70%，获得粉矿；所述的石煤钒矿按质量百分比含V₂O₅ 0.6~1.2%；

（2）将粉矿通过螺旋给料器连续输送至悬浮脱碳焙烧炉；悬浮脱碳焙烧炉的底部设有第一燃烧器和气体入口，顶部设有进料口，上部设有出料口与第一旋风分离器连通；向第一燃烧器通入煤气，并向悬浮脱碳焙烧炉的气体入口通入氧气和空气，启动第一燃烧器燃烧生成的烟气进入悬浮脱碳焙烧炉；进入悬浮脱碳焙烧炉的粉矿在气流作用下处于悬浮状态，并被烟气加热至750~850℃进行脱碳反应，脱碳反应后形成的固体物料为脱碳物料，随同烟气从悬浮脱碳焙烧炉的出料口排出；粉矿在悬浮脱碳焙烧炉内的停留时间30~45 min；通入的氧气和空气的体积流量比为1:（1~3）；

（3）从悬浮脱碳焙烧炉排出的脱碳物料进入第一旋风分离器，经旋风分离后从第一旋风分离器的出料口排出，进入悬浮破晶焙烧炉；悬浮破晶焙烧炉底部设有第二燃烧器和气体入口，顶部设有进料口，上部设有出料口与第二旋风分离器连通；向第二燃烧器通入煤气，并向悬浮破晶焙烧炉的气体入口通入氧气和空气，启动第二燃烧器燃烧生成的烟气进入悬浮破晶焙烧炉；进入悬浮破晶焙烧炉的脱碳物料在气流作用下处于悬浮状态，并被烟气加热至800~ 900℃进行破晶氧化反应，破晶氧化反应后形成的固体物料为氧化物料，随同烟气从悬浮脱碳焙烧炉的出料口排出；脱碳物料在悬浮破晶焙烧炉内的停留时间60~120min；通入的氧气和空气的体积流量比为1:（3~8）；

（4）从悬浮脱碳焙烧炉排出的氧化物料进入第二旋风分离器，经旋风分离后从第二旋风分离器的出料口排出；

（5）将氧化物料冷却至150~200℃，然后进行拌酸熟化浸出，或进行直接浸出；拌酸熟化浸出是将氧化物料与质量浓度80~90%的硫酸溶液置于密闭容器中，在搅拌条件下混合进行拌酸熟化，其中硫酸溶液的质量为冷却物料总质量的40~45%，拌酸熟化完成后获得的熟化物料，将熟化物料加水浸出，水的用量为熟化物料总质量的1~2倍，浸出时间2~3h，获得浸出物料；直接浸出是将氧化物料与质量浓度30~40%的硫酸溶液混合，然后加入助浸剂进行浸出，助浸剂为CaF₂，硫酸溶液的质量为氧化物料总质量的40~50%，助浸剂的用量为氧化物料总质量的3~5%，混合浸出时间6~8h，获得浸出物料；拌酸熟化时控制物料温度130~140℃，时间4~6 h；

（6）将浸出物料过滤获得滤液和滤渣；滤液作为V₂O₅浸出液；

（7）将滤渣与质量浓度20~25%的氢氧化钠溶液混合，混合比例按滤渣与氢氧化钠溶液的质量比为1:（4~5），然后进行二次浸出，获得二次浸出物料；将二次浸出物料过滤获得二次滤液和二次滤渣；

（8）向二次滤液中加入盐酸调节pH值调至7.5~9.5生成白色沉淀；然后过滤获得三次滤液和三次滤渣，将三次滤渣干燥去除水分，制成白炭黑。

2.根据权利要求1所述的一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法，其特征在于步骤（2）中，脱碳反应的主要反应式为：

C+nO₂→2（1-n）CO₂+（2n-1）CO （1）和

4（CH）_n+5 n O₂→4nCO₂+2nH₂O （2）。

3.根据权利要求1所述的一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法，其特征在于步骤（5）中，直接浸出时控制物料温度80~90℃。

4.根据权利要求1所述的一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法，其特征在于当步骤（5）进行拌酸熟化浸出时，步骤（6）的V₂O₅浸出液中V₂O₅的浸出率83~88%；当步骤（5）进行直接浸出时，步骤（6）的V₂O₅浸出液中V₂O₅的浸出率75~80%。

5.根据权利要求1所述的一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法，其特征在于步骤（8）中，白炭黑的二氧化硅质量含量为90~93%。