專利名稱：一種鈉化焙燒釩渣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鈉化焙燒釩渣的方法，屬于氧化釩的提取領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
釩渣鈉化焙燒-水浸提釩工藝是目前從釩渣中提取釩一種典型的工藝流程，鈉化焙燒溫度一般為780-820°C。在釩渣鈉化焙燒的過程中，首先是釩渣中低價鐵氧化成三價鐵，其次是三價釩氧化成四價和五價釩，同時形成相應(yīng)價態(tài)的鈉鹽。在氧化氣氛充足的情況下，釩氧化成五價并與鈉鹽在600-700°C反應(yīng) 生成大量的偏釩酸鈉；隨著焙燒溫度的升高，偏釩酸鈉逐步轉(zhuǎn)化為熔點更高的焦釩酸鈉，物料液相減少，物料燒結(jié)、多膛爐粘耙齒的問題減輕。但由于偏釩酸鈉熔點比較低^02°C左右)，當焙燒溫度達到700°C左右時，物料中因形成大量液相導致燒結(jié)和多膛爐粘耙齒。現(xiàn)有技術(shù)中，為了避免因物料液相過多而導致的物料燒結(jié)和多膛爐粘耙齒等問題，通常在鈉化焙燒的過程中按照釩渣返渣=
I O. 8-1. 2的比例加入了提釩返渣，其中返渣是指焙燒輸料經(jīng)浸出后殘留的含有一定量釩的尾渣，這使焙燒和浸出工序的物料量增加了約80%，導致生產(chǎn)效率降低。公開號為CN102477491A的中國專利文獻針對一次焙燒釩渣出現(xiàn)的物料燒結(jié)、粘耙齒的問題提出了一種鈉化焙燒的方法。該方法先將釩渣與氧化劑進行一次焙燒，然后將氧化后的釩渣與鈉化劑混合，再在焙燒爐中進行二次焙燒。但該方法需要將一次焙燒物料冷卻后混料，再升溫進行二次焙燒，熱能利用率較低。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的之一在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個或多個問題。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效控制物料中液相的量、避免發(fā)生物料燒結(jié)、粘耙齒和配入返渣影響焙燒、浸出工序作業(yè)效率等問題的鈉化焙燒釩渣的方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種鈉化焙燒釩渣的方法，所述方法包括以下步驟將釩渣與鈉化劑混合形成混合料；將混合料加入第一焙燒裝置，在氧氣體積含量為3-5%的氣氛下進行一次焙燒，獲得一次焙燒產(chǎn)物；將一次焙燒產(chǎn)物在600-700°C的溫度下加入第二焙燒裝置，在氧氣體積含量為13-21%的氣氛下進行二次焙燒，獲得鈉化熟料。根據(jù)本發(fā)明的鈉化焙燒釩渣的方法的一個實施例，所述釩渣的顆粒直徑不超過O. 125mm0根據(jù)本發(fā)明的鈉化焙燒釩渣的方法的一個實施例，所述釩渣中V2O5的質(zhì)量百分比為 12-20% ο根據(jù)本發(fā)明的鈉化焙燒釩渣的方法的一個實施例，所述鈉化劑為碳酸鈉，將釩渣與碳酸鈉按照f凡洛中V2O5的含量碳酸鈉的質(zhì)量=I : I. 4-1. 5配料進行混合。根據(jù)本發(fā)明的鈉化焙燒釩渣的方法的一個實施例，將所述混合料在250-350°C的溫度下加入第一焙燒裝置，并逐步升溫至650-750°C，一次焙燒的時間為60-100min。
根據(jù)本發(fā)明的鈉化焙燒釩渣的方法的一個實施例，將所述一次焙燒產(chǎn)物加入第二焙燒裝置后，逐步升溫至740-780°C，二次焙燒的時間為30-60min。根據(jù)本發(fā)明的鈉化焙燒釩渣的方法的一個實施例，使所述一次焙燒產(chǎn)物直接從第
一焙燒裝置進入第二焙燒裝置。根據(jù)本發(fā)明的鈉化焙燒釩渣的方法的一個實施例，所述第一焙燒裝置與第二焙燒裝置之間安裝有氣體隔離裝置。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用不同氧化氣氛下的連續(xù)兩次焙燒的方式有效地控制物料中液相的量，避免了發(fā)生物料燒結(jié)、粘耙齒等 現(xiàn)象，提高了設(shè)備的作業(yè)效率。另外，本發(fā)明中二次焙燒氣氛的氧含量比常規(guī)焙燒氣氛的氧含量高，可使本發(fā)明獲得的釩轉(zhuǎn)化率比常規(guī)焙燒的釩轉(zhuǎn)化率高。
具體實施例方式在下文中，將結(jié)合具體示例來詳細說明本發(fā)明的鈉化焙燒釩渣的方法。本發(fā)明示例性實施例的鈉化焙燒釩渣的方法包括以下步驟首先，將釩渣與鈉化劑混合形成混合料；再將混合料加入第一焙燒裝置，在氧氣體積含量為3-5%的氣氛下進行一次焙燒，獲得一次焙燒產(chǎn)物；最后，將一次焙燒產(chǎn)物在600-7000C的溫度下加入第二焙燒裝置，在氧氣體積含量為13-21 %的氣氛下進行二次焙燒，獲得鈉化熟料。本發(fā)明中的釩渣可以為各種來源的釩渣，優(yōu)選為通過將含釩鐵水進行提釩而得到的釩渣。優(yōu)選地，釩渣的顆粒直徑不超過O. 125_，即所使用的釩渣能夠通過120目的篩網(wǎng)，具體可以采用破碎或球磨等方法來使釩渣的顆粒直徑滿足上述要求。這是為了使釩渣中的釩鐵尖晶石充分暴露，有利于釩鐵尖晶石的氧化，也有利于釩鐵尖晶石與鈉化劑的接觸反應(yīng)，提高反應(yīng)效率并提高后續(xù)浸取步驟的浸取效率。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，釩渣中V2O5的質(zhì)量百分比為12-20%，但不限于此。優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個示例性實施例中，從降低環(huán)境污染的角度出發(fā)，鈉化劑可以為碳酸鈉，并將鑰;洛與碳酸鈉按照鑰；洛中V2O5的含量碳酸鈉的質(zhì)量=I : I. 4-1. 5配料進行混合?？刂柒C渣中V2O5的含量與碳酸鈉的質(zhì)量的比值是為了控制鈉化焙燒熟料中的釩以焦釩酸鈉的形式存在，避免大量的釩以偏釩酸鈉的形式存在而造成物料燒結(jié)。此外，鈉化劑也可以用氯化鈉替代部分同等質(zhì)量的碳酸鈉，例如，鈉化劑中含氯化鈉的質(zhì)量百分比為0-50%,余量為碳酸鈉,但不限于此。根據(jù)本發(fā)明的方法，對于一次焙燒和二次焙燒的溫度和焙燒時間沒有特別限定，可以為本領(lǐng)域常用的鈉化焙燒條件。優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個示例性實施例中，將混合料在250-350°C的溫度下加入第一焙燒裝置，并逐步升溫至650-750°C，一次焙燒的時間為60-100min。由于一般焙燒爐加料口附近的煙氣溫度為300°C左右，一次焙燒的加料溫度不能太高，300°C左右可以滿足要求，優(yōu)選為250-350°C。釩渣焙燒過程首先是低價鐵的氧化，其次是釩的逐步氧化并形成四價、五價釩的鈉鹽。通過控制一次焙燒氣氛為氧氣體積含量為3-5%的弱氧化氣氛，可以使釩渣中的低價鐵氧化，部分釩僅氧化成四價，即形成四價釩酸鈉，這樣物料中的液相減少，有利于物料燒結(jié)的控制。優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個示例性實施例中，將一次焙燒產(chǎn)物加入第二焙燒裝置后，逐步升溫至740-780°C，二次焙燒的時間為30-60min。使二次焙燒的加料溫度為600-700°C，一方面可以利用一次焙燒產(chǎn)物的余熱，另一方面可以避免物料由低溫逐漸升溫過程中形成新的偏釩酸鈉導致偏釩酸鈉過多造成物料燒結(jié)。后期隨著焙燒溫度的升高，可以使物料中已經(jīng)生成的偏鑰;酸鈉逐步向熔點更高的焦鑰;酸鈉轉(zhuǎn)化，四價的鑰;酸鈉逐步向偏釩酸鈉和焦釩酸鈉轉(zhuǎn)化，這樣始終保持物料中的液相量在較低的水平，避免物料燒結(jié)。控制二次焙燒氣氛為氧氣體積含量為13-21%的強氧化氣氛可以使焙燒反應(yīng)進行的更為徹底。為了避免能量損失和物料的不利轉(zhuǎn)變，優(yōu)選地，使一次焙燒產(chǎn)物直接從第一焙燒裝置進入第二焙燒裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，第一焙燒 裝置與第二焙燒裝置之間安裝有氣體隔離裝置，以防止二次焙燒的強氧化氣體竄入第一焙燒裝置中破壞一次焙燒的弱氧化氣氛?？梢允褂帽绢I(lǐng)域常用的氣體隔離裝置實現(xiàn)兩臺焙燒爐之間的氣體隔離，例如使用翻板閥或單向閥。根據(jù)本發(fā)明，第一焙燒裝置和第二焙燒裝置可以為回轉(zhuǎn)窯或多膛爐等。在本發(fā)明實施例中，第一焙燒裝置和第二焙燒裝置均為電熱式回轉(zhuǎn)管。下面結(jié)合具體示例進一步描述本發(fā)明的示例性實施例。實施例僅用于說明本發(fā)明，而不是以任何方式來限制本發(fā)明。實施例I :將通過120目篩網(wǎng)的釩渣(V2O5含量為12. 57wt % )與碳酸鈉按照釩渣中V2O5的含量碳酸鈉的質(zhì)量=I 1.42的比例進行配料、混勻得到混合料，將混合料先后在Φ 149X 2000mm和Φ 129X 2000mm的電熱式回轉(zhuǎn)管中進行一次焙燒和二次焙燒，其中第一焙燒電熱式回轉(zhuǎn)管與第二焙燒電熱式回轉(zhuǎn)管之間用翻板閥將氣體隔開，爐內(nèi)氣氛采用壓縮空氣與氮氣混合配制，用測氧儀監(jiān)測氧氣含量，焙燒時的下料速度為2Kg/h，氣體總流量為4m3/h。一次焙燒的氣氛中氧氣體積含量為3-5%,混合料的入爐溫度為250°C,焙燒溫度為750°C，焙燒時間為60min ;二次焙燒的氣氛中氧氣體積含量為13-15%，一次焙燒產(chǎn)物的入爐溫度為680°C，焙燒溫度為780°C，焙燒時間為60min。獲得的鈉化熟料為粉狀，其中V2O5的含量為10. 87wt%，水溶性V2O5的含量為9. 65wt%，釩轉(zhuǎn)化率為88. 74wt%。實施例2 將通過120目篩網(wǎng)的釩渣(V2O5含量為16. 52wt % )與碳酸鈉按照釩渣中V2O5的含量碳酸鈉的質(zhì)量=I : 1.47的比例進行配料、混勻得到混合料，將混合料先后在Φ 149 X 2000mm和Φ 129 X 2000mm的電熱式回轉(zhuǎn)管中進行一次和二次焙燒，其中第一焙燒電熱式回轉(zhuǎn)管與第二焙燒電熱式回轉(zhuǎn)管之間用翻板閥將氣體隔開，爐內(nèi)氣氛采用壓縮空氣與氮氣混合配制，用測氧儀監(jiān)測氧氣含量，焙燒時的下料速度為2Kg/h，氣體總流量為4m3/ho 一次焙燒的氣氛中氧氣體積含量為3-5 混合料的入爐溫度為300°C,焙燒溫度為700°C，焙燒時間為80min ;二次焙燒的氣氛中氧氣體積含量為15-17 %，一次焙燒產(chǎn)物的入爐溫度為650°C，焙燒溫度為760V，焙燒時間為40min。獲得的鈉化熟料為粉狀，其中V2O5的含量為13. 59wt%，水溶性V2O5的含量為12. 44wt%，釩轉(zhuǎn)化率為91. 50wt%。實施例3將通過120目篩網(wǎng)的釩渣(V2O5含量為19. 36wt% )與碳酸鈉按照釩渣中V2O5的含量碳酸鈉的質(zhì)量=I : 1.45的比例進行配料、混勻得到混合料，將混合料先后在Φ 149 X 2000mm和Φ 129 X 2000mm的電熱式回轉(zhuǎn)管中進行一次和二次焙燒，其中第一焙燒電熱式回轉(zhuǎn)管與第二焙燒電熱式回轉(zhuǎn)管之間用翻板閥將氣體隔開，爐內(nèi)氣氛采用壓縮空氣與氮氣混合配制，用測氧儀監(jiān)測氧氣含量，焙燒時的下料速度為2Kg/h，氣體總流量為4m3/ho 一次焙燒的氣氛中氧氣體積含量為3-5%,混合料的入爐溫度為350°C。焙燒溫度為650°C，焙燒時間為IOOmin ;二次焙燒的氣氛中氧氣體積含量為19-21 %，一次焙燒產(chǎn)物的入爐溫度為600°C，焙燒溫度為740V，焙燒時間為30min。獲得的鈉化熟料為粉狀，其中V2O5的含量為15. 17wt%，水溶性V2O5的含量為13. 9wt%，釩轉(zhuǎn)化率為91. 76wt%0采用本發(fā)明的鈉化焙燒釩渣的方法獲得的釩轉(zhuǎn)化率為88. 74-91. 76%,比常規(guī)釩渣鈉化焙燒方法獲得的釩轉(zhuǎn)化率87-89%高約2個百分點。綜上所述，本發(fā)明提供了一種鈉化焙燒釩 渣的方法，本發(fā)明將釩渣鈉化焙燒分兩次在不同的氧氣氣氛條件下進行，解決了一次鈉化焙燒工藝中形成液相過多導致物料燒結(jié)和多膛爐粘耙齒的問題，在無需添加釩渣的同時提高了焙燒的釩轉(zhuǎn)化率。盡管上面已經(jīng)結(jié)合示例性實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該清楚，在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以對上述實施例進行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種鈉化焙燒釩渣的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 將釩渣與鈉化劑混合形成混合料； 將混合料加入第一焙燒裝置，在氧氣體積含量為3-5%的氣氛下進行一次焙燒,獲得一次焙燒產(chǎn)物； 將一次焙燒產(chǎn)物在600-700 V的溫度下加入第二焙燒裝置，在氧氣體積含量為13-21%的氣氛下進行二次焙燒，獲得鈉化熟料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈉化焙燒釩渣的方法，其特征在于，所述釩渣的顆粒直徑不超過 O. 125mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈉化焙燒釩渣的方法，其特征在于，所述釩渣中V2O5的質(zhì)量百分比為12-20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈉化焙燒釩渣的方法，其特征在于，所述鈉化劑為碳酸鈉，將隹凡洛與碳酸鈉按照f凡洛中V2O5的含量碳酸鈉的質(zhì)量=I : I. 4-1. 5配料進行混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈉化焙燒釩渣的方法，其特征在于，將所述混合料在250-350 °C的溫度下加入第一焙燒裝置，并逐步升溫至650-750 °C，一次焙燒的時間為60_100min。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈉化焙燒釩渣的方法，其特征在于，將所述一次焙燒產(chǎn)物加入第二焙燒裝置后，逐步升溫至740-780°C，二次焙燒的時間為30-60min。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈉化焙燒釩渣的方法，其特征在于，使所述一次焙燒產(chǎn)物直接從第一焙燒裝置進入第二焙燒裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈉化焙燒釩渣的方法，其特征在于，所述第一焙燒裝置與第二焙燒裝置之間安裝有氣體隔離裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈉化焙燒釩渣的方法，所述方法包括以下步驟將釩渣與鈉化劑混合形成混合料；將混合料加入第一焙燒裝置，在氧氣體積含量為3-5％的氣氛下進行一次焙燒，獲得一次焙燒產(chǎn)物；將一次焙燒產(chǎn)物在600-700℃的溫度下加入第二焙燒裝置，在氧氣體積含量為13-21％的氣氛下進行二次焙燒，獲得鈉化熟料。本發(fā)明采用在不同氧化氣氛下的連續(xù)兩次焙燒的方式有效地控制物料中液相的量，避免了發(fā)生物料燒結(jié)、粘耙齒等現(xiàn)象，提高了設(shè)備的作業(yè)效率。另外，本發(fā)明中二次焙燒氣氛的氧含量比常規(guī)焙燒氣氛的氧含量高，可使本發(fā)明獲得的釩轉(zhuǎn)化率比常規(guī)焙燒的釩轉(zhuǎn)化率高。
文檔編號C22B34/22GK102851507SQ20121029914
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者付自碧, 高官金, 何文藝, 申彪, 盧曉林, 曹鵬, 張 林, 余樂 申請人:攀鋼集團研究院有限公司, 攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團西昌鋼釩有限公司