[发明专利]一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法

说明书

一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法，按以下步骤进行：(1)将石煤钒矿破碎磨矿获得粉矿；(2)输送至悬浮脱碳焙烧炉进行脱碳反应；(3)脱碳物料经旋风分离后进入悬浮破晶焙烧炉进行破晶氧化反应；(4)氧化物料经旋风分离后排出；(5)冷却至150～200℃，进行拌酸熟化浸出或直接浸出(6)浸出物料过滤获得V₂O₅浸出液；(7)滤渣与氢氧化钠溶液混合二次浸出，过滤获得二次滤液；(8)二次滤液中加入盐酸生成白色沉淀；过滤获得三次滤渣经干燥制成白炭黑。本发明的方法焙烧无需添加钠盐，解决了传统工艺中钒氧化不完全，设备处理量低、运行成本高等问题；工艺流程简单，设备及系统运行稳定，单位处理量的能耗及成本低。

技术领域

本发明属于矿物加工技术领域，特别涉及一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法。

背景技术

钒是一种稀有高熔点有色金属，作为合金的添加剂，可有效提高合金的强度和韧性，被广泛应用于钢铁生产、航空航天、医疗卫生、电子、军工等领域；35％的钒消费与国防军工紧密相关，其战略地位不可替代。提钒的矿物资源主要有钒钛磁铁矿和石煤，石煤提取钒现有技术工艺流程复杂、环境污染严重、运行成本偏高，提钒后的大量废渣多采用建立尾矿库堆放或填充荒地，容易造成二次污染、资源浪费；此外，酸浸废渣中含有较高的硅。因此，如果能高效、环保提钒并且有效利用废渣中的硅，不仅能解决钒供应不足，废渣堆积占用大量土地、二次污染等问题，还能创造良好的经济效益。

专利CN201910810064.0公开一种石煤钒矿两段预处理酸浸提钒的方法，提出将浸出液与石煤钒矿及添加剂混合进行一段预处理破坏石煤中含钒矿物的结构，然后对一段预处理石煤进行二段预处理，含钒矿物氧化分解，最后酸浸提钒得到酸浸液。该方法经过两段预处理，可以使石煤钒矿中钒的浸出率显著提高，但该方法需要添加大量的添加剂，同时产生大量无法利用的废渣，存在成本高、处理量小、资源浪费等问题。专利CN201611083214.5公开一种含钒石煤焙烧提钒的方法。提出先将含钒石煤原矿与焙烧添加剂混匀、磨细，再以700～900℃，保温1～1.5h，得到焙砂，最后稀硫酸浸出提钒，浸渣作为水泥掺合料，该方法实现了石煤钒的综合利用，但其焙烧制备需要添加焙烧添加剂，成本高，污染大，且传统焙烧工艺，存在处理量低，热利用率低等问题；此外，脱碳与钒氧化同时进行，导致脱碳反应与氧化反应相互影响。

发明内容

针对现有石煤钒矿利用技术存在的上述问题，本发明提供一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法，先通过脱碳和破晶的分段处理，再进行酸浸和分步过滤，提高钒的浸出率同时，副产白炭黑。

本发明的方法按以下步骤进行：

1、将石煤钒矿破碎至粒径≤15mm，然后磨矿至粒径≤1mm，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；

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；