[发明专利]一种氯化法生产粉钒的系统和方法

摘要

本发明公开了一种氯化法生产粉钒的系统和方法。通过流化床氧化造粒处理，实现钒渣矿相重整及矿粒长大；通过二氧化碳固钙处理实现钒渣脱钙；通过选择性氯化将钒渣中的钒转化为气态三氯氧钒，将钒渣中的铁、锰、磷、钛、硅等大部分杂质留在氯化残渣中，实现钒和其他杂质的有效分离。气态的三氯氧钒依次经过除尘‑淋洗‑沉降‑精馏纯化‑催化氧化等工序制备得到高纯五氧化二钒粉体(粉钒)。氯化残渣经过气相水解脱氯处理，脱氯渣返回炼铁。本发明实现了钒渣的清洁综合利用，同时有效利用了氯化炉高温烟气的显热，达到节能降耗的目的。

主权项

1.一种氯化法生产粉钒的系统，其特征在于，所述系统包括氧化造粒工段(1)、脱钙工段(2)、混料工段(3)、氯化收尘工段(4)、淋洗沉降工段(5)、精制工段(6)、制粉工段(7)和氯化残渣处理工段(8)；所述氧化造粒工段(1)包括钒渣料仓(1‑1)、钒渣螺旋给料机(1‑2)、氧化造粒流化床(1‑3)和钒渣旋风收尘塔(1‑4)；所述脱钙工段(2)包括除钙搅拌釜(2‑1)、除钙浆料沉降槽(2‑2)、一号除钙洗涤过滤器(2‑3)、除钙蒸发结晶器(2‑4)、除钙加热器(2‑5)、二号除钙洗涤过滤器(2‑6)、一号除钙旋风预热器(2‑7)、二号除钙旋风预热器(2‑8)和碱洗塔(2‑9)；所述混料工段(3)包括脱钙钒渣料仓(3‑1)、脱钙钒渣螺旋给料器(3‑2)、碳源料仓(3‑3)、碳源螺旋给料器(3‑4)和流化床混料器(3‑5)；所述氯化收尘工段(4)包括氯化炉(4‑1)、氯化炉换热器(4‑2)、收尘塔(4‑3)和收尘塔换热器(4‑4)；所述淋洗沉降工段(5)包括淋洗塔(5‑1)、浆料泵(5‑2)、淋洗塔换热器(5‑3)、捕滴器(5‑4)和淋洗浆料沉降槽(5‑5)；所述精制工段(6)包括再沸器(6‑1)、再沸器换热器(6‑2)、精馏塔(6‑3)、高纯三氯氧钒冷凝器(6‑4)和高纯三氯氧钒储罐(6‑5)；所述制粉工段(7)包括汽化器(7‑1)、催化氧化反应器(7‑2)、催化氧化换热器(7‑3)、制粉软水储罐(7‑4)、制粉软水循环泵(7‑5)、高纯五氧化二钒料仓(7‑6)和高纯五氧化二钒螺旋给料机(7‑7)；所述氯化残渣处理工段(8)包括水解脱氯流化床(8‑1)、氯化残渣旋风除尘器(8‑2)、水解脱氯换热器(8‑3)；所述钒渣料仓(1‑1)底部的出料口与所述钒渣螺旋给料机(1‑2)的进料口相连接；所述钒渣螺旋给料机(1‑2)的出料口与所述氧化造粒流化床(1‑3)的进料口通过管道相连接；所述氧化造粒流化床(1‑3)底部的进气口与所述空气总管相连接；所述氧化造粒流化床(1‑3)的排料口与所述除钙搅拌釜(2‑1)的进料口通过管道相连接；所述氧化造粒流化床(1‑3)的烟气出口与所述钒渣旋风收尘塔(1‑4)的进气口通过管道相连接；所述钒渣旋风收尘塔(1‑4)的出气口与尾气处理系统的进气口通过管道相连接；所述除钙搅拌釜(2‑1)的进气口分别与所述除钙蒸发结晶器(2‑4)的出气口、所述碱洗塔(2‑9)的出气口通过管道相连接；所述除钙搅拌釜(2‑1)的出气口与尾气处理系统的进气口通过管道相连接；所述除钙搅拌釜(2‑1)的浆料出口与所述除钙浆料沉降槽(2‑2)的进料口通过管道相连接；所述除钙浆料沉降槽(2‑2)上清液出口与所述除钙蒸发结晶器(2‑4)的进液口通过管道相连接；所述除钙浆料沉降槽(2‑2)的浆料出口与所述一号除钙淋洗过滤器(2‑3)的浆料入口通过管道相连接；所述一号除钙淋洗过滤器(2‑3)的进水口与所述工艺水总管相连接；所述一号除钙淋洗过滤器(2‑3)的淋洗液出口与所述除钙蒸发结晶器(2‑4)的进液口通过管道相连接；所述除钙加热器(2‑5)设置于所述除钙蒸发结晶器(2‑4)的中部；所述除钙蒸发结晶器(2‑4)的出料口与所述二号除钙洗涤过滤器(2‑6)的进料口通过管道相连接；所述二号除钙洗涤过滤器(2‑6)的进水口与所述工艺水总管相连接；所述二号除钙洗涤过滤器(2‑6)的底流出口与所述除钙蒸发结晶器(2‑4)的进液口通过管道相连接；所述一号除钙淋洗过滤器(2‑3)的出料口与所述一号除钙旋风预热器(2‑7)的进气口通过管道相连接；所述一号除钙旋风预热器(2‑7)的尾气出口与尾气处理系统的进气口通过管道相连接；所述一号除钙旋风预热器(2‑7)的粉尘出口与所述二号除钙旋风预热器(2‑8)的进气口通过管道相连接；所述二号除钙旋风预热器(2‑8)的进气口与所述氯化炉换热器(4‑2)的出气口通过管道相连接；二号除钙旋风预热器(2‑8)的出气口与所述一号除钙旋风预热器(2‑7)的进气口通过管道相连接；二号除钙旋风预热器(2‑8)的粉料出口与所述脱钙钒渣料仓(3‑1)的进料口通过管道相连接；所述脱钙钒渣料仓(3‑1)的出料口与所述脱钙钒渣螺旋给料器(3‑2)的进料口相连接；所述脱钙钒渣螺旋给料器(3‑2)的出料口与所述流化床混料器(3‑5)的进料口通过管道相连接；所述碳源料仓(3‑3)的出料口与所述碳源螺旋给料器(3‑4)的进料口通过管道相连接；所述碳源螺旋给料器(3‑4)的出料口与所述流化床混料器(3‑5)的进料口通过管道相连接；所述流化床混料器(3‑5)的进气口与所述氮气总管相连接；所述流化床混料器(3‑5)的出料口与所述氯化炉(4‑1)的进料口通过管道相连接；所述氯化炉(4‑1)的进气口分别与氮气总管、循环氯气总管、氯气总管通过管道相连接；所述氯化炉(4‑1)的氯化烟气出口与所述收尘塔(4‑3)的气体入口通过管道相连接；所述氯化炉(4‑1)的氯化残渣出口与所述水解脱氯流化床(8‑1)的进料口通过管道相连接；所述氯化炉(4‑1)顶部的浆料入口分别与所述淋洗浆料沉降槽(5‑5)的底流口及所述再沸器(6‑1)的底流口通过管道相连接；所述氯化炉换热器(4‑2)设置于所属氯化炉(4‑1)中部；所述氯化炉换热器(4‑2)的进气口与压缩空气总管相连接；所述收尘塔(4‑3)的气体出口与所述淋洗塔(5‑1)的进气口通过管道相连接；所述收尘塔(4‑3)顶部的浆料入口分别与所述淋洗浆料沉降槽(5‑5)的底流口及所述再沸器(6‑1)的底流口通过管路相连接；所述收尘塔(4‑3)的排料口与所述水解脱氯流化床(8‑1)的进料口通过管道相连接；所述收尘塔换热器(4‑4)设置于所述收尘塔(4‑3)的中部；所述收尘塔换热器(4‑4)热流体出口与所述再沸器换热器(6‑2)的热流入口通过管道相连接；所述收尘塔换热器(4‑4)的热流体入口与所述制粉循环水泵(7‑5)的流体出口通过管道相连接；所述浆料泵(5‑2)设置于所述淋洗塔(5‑1)的底部；所述淋洗塔换热器(5‑3)设置于所述淋洗塔(5‑1)的顶部；所述淋洗塔(5‑1)的底流出口与所述淋洗浆料沉降槽(5‑5)的入口通过管道相连接；所述淋洗塔(5‑1)尾气出口与所述捕滴器(5‑4)的气体入口通过管道相连接；所述捕滴器(5‑4)的气体出口与所述碱洗塔(2‑9)的进气口通过管道相连接；所述捕滴器(5‑4)的液体出口与所述淋洗浆料沉降槽(5‑5)的入口通过管道相连接；所述淋洗浆料沉降槽(5‑5)的上清液出口与所述精馏塔(6‑3)的进液口通过管道相连接；所述精馏塔(6‑3)的回流口与所述再沸器(6‑1)的进液口通过管道相连接；所述再沸器(6‑1)的出气口与所述精馏塔(6‑3)的进气口通过管道相连接；所述再沸器换热器(5‑2)设置于所述再沸器(6‑1)的内部；所述再沸器换热器(6‑2)热流体出口与所述催化氧化换热器(7‑3)的热流体入口通过管道相连接；所述精馏塔(6‑3)的高纯三氯氧钒气体出口与所述高纯三氯氧钒冷凝器(6‑4)的气体入口通过管道相连接；所述高纯三氯氧钒冷凝器(6‑4)的液体出口与所述高纯三氯氧钒储罐(6‑5)的液体入口通过管道相连接；所述高纯三氯氧钒储罐(6‑5)的出液口与所述催化氧化反应器(7‑2)的三氯氧钒入口通过管道相连接；所述催化氧化换热器(7‑3)设置于所述催化氧化反应器(7‑2)中部；所述催化氧化换热器(7‑3)的热流体出口与所述制粉软水储罐(7‑4)的热流体入口通过管道相连接；所述制粉软水储罐(7‑4)的热流体出口与所述制粉循环水泵(7‑5)的流体入口通过管道相连接；所述催化氧化反应器(7‑2)的尾气出口与氯气循环系统入口通过管道相连接；所述汽化器(7‑1)的进料口分别与净化富氧空气总管、超纯水总管相连；所述汽化器(7‑1)的出气口与所述催化氧化反应器(7‑2)的进气口通过管道相连接；所述催化氧化反应器(7‑2)的排料口与所述高纯五氧化二钒料仓(7‑6)的进料口通过管道相连接；所述高纯五氧化二钒料仓(7‑6)的排料口与所述高纯五氧化二钒螺旋给料机(7‑7)的进料口相连接；所述水解脱氯换热器(8‑3)的进水口与工艺水总管相连接；所述水解脱氯换热器(8‑3)的水蒸气口与所述水解脱氯流化床(8‑1)的水蒸气入口通过管道相连接；所述水解脱氯流化床(8‑1)的空气入口与压缩空气总管相连接；所述水解脱氯流化床(8‑1)的燃料入口与燃料总管相连接；所述水解脱氯流化床(8‑1)设有脱氯渣排料口；所述水解脱氯流化床(8‑1)的高温尾气出口与所述氯化残渣旋风除尘器(8‑2)的进气口通过管道相连接；所述氯化残渣旋风除尘器(8‑2)的气体出口与所述水解脱氯换热器(8‑3)的高温烟气入口通过管道相连接；所述水解脱氯换热器(8‑3)的高温烟气出口与盐酸吸收系统的进气口通过管道相连接。