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一種用于焙燒提釩的復(fù)合添加劑及其使用方法與流程

文檔序號:12030296閱讀:1180來源:國知局

本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種用于焙燒提釩的復(fù)合添加劑及其使用方法。



背景技術(shù):

釩是地球上廣泛分布的微量元素,其含量約占地殼構(gòu)成的0.02%,獲取相對容易。由于釩具有眾多優(yōu)異的物理性能和化學(xué)性能,因而釩的用途十分廣泛,有金屬“維生素”之稱,是發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代國防和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不可缺少的重要材料。釩在自然界中主要以穩(wěn)定的低價(jià)態(tài)(三價(jià))形式存在于礦石中,這種價(jià)態(tài)的釩不易溶于酸堿溶液,而要使釩能有效地從礦石中溶出,則需要將礦石中的釩從低價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)價(jià)成高價(jià)態(tài)(四價(jià)或者五價(jià))。

目前釩轉(zhuǎn)價(jià)一般是通過焙燒含釩礦石的方法,然后再用酸浸出等后續(xù)步驟來實(shí)現(xiàn)提釩的,傳統(tǒng)的焙燒提釩工藝有:①直接焙燒提釩,這種方法是直接氧化焙燒含釩礦石,對環(huán)境污染較小,但是這種工藝方法釩的轉(zhuǎn)化率很低,不適合工業(yè)生產(chǎn),這種方法已經(jīng)基本被淘汰;②直接硫酸浸出提釩,這種方法工藝過程比較簡單,但是需要花費(fèi)大量的硫酸,成本高,也不受工業(yè)生產(chǎn)廠家的青睞。

為解決傳統(tǒng)的提釩工藝問題,工業(yè)生產(chǎn)中逐漸新生了一類加添加劑的焙燒提釩方法,這種方法和傳統(tǒng)的提釩工藝相比,提釩率較高,生產(chǎn)成本較低,這種方法根據(jù)添加劑的種類又可分為下列幾種:

a、鈉鹽焙燒

這種方法使用的添加劑包括單一的鈉鹽添加劑和復(fù)合鈉鹽添加劑。單一的鈉鹽添加劑多以nacl作為添加劑,這種方法不僅添加劑的加入量較大,而且釩的轉(zhuǎn)化率較低,逐漸被淘汰。

對復(fù)合鈉鹽添加劑目前有很多研究,如cn103484667a就公開了一種氯化鈉和na2so4的復(fù)合添加劑,cn101497946a中也公開了一種采用氫氧化鈉、氯化鈉、na2co3構(gòu)成的復(fù)合添加劑,然而由于添加劑中的氯與礦石中的釩等物料不發(fā)生反應(yīng),所以氯通常都會被排放到自然環(huán)境中,對環(huán)境造成巨大傷害,且由于氫氧化鈉的熔點(diǎn)相對較低,在常規(guī)的焙燒過程中容易產(chǎn)生液相,使得焙燒過程中在溫度較低的區(qū)域極易結(jié)塊,影響焙燒設(shè)備的順暢。

為解決氯化鈉的添加對環(huán)境造成的污染,cn101008048a和cn101177738a公開了一種在nacl和其它鈉鹽所構(gòu)成的復(fù)合添加劑中添加礦渣或其它礦物來固定nacl焙燒過程中所產(chǎn)生的有害氣體(如cl2、hcl)的方法。固化物成分主要為fe2o3和閃鋅礦,在固化的過程中fe2o3、閃鋅礦和氯形成大量不易分解的氯化鐵和氯化鋅,從而達(dá)到固定有害氣體的目的。但是由于氯化鐵會在320℃以上沸騰升華,而氯化鋅在740℃以上會開始沸騰升華,因此在750℃~850℃的焙燒條件下氯化鐵和氯化鋅會生成大量的升華氣體,帶走大量的熱,同時(shí)在溫度較低的區(qū)域煙氣又會凝華生成固體附著物,粘結(jié)在設(shè)備中形成瘤塊,影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

b、鈣鹽焙燒

這種方法使用的添加劑也包括單一的鈣鹽添加劑和復(fù)合鈣鹽添加劑。單一的鈣鹽添加劑在焙燒過程中不會產(chǎn)生cl2或者h(yuǎn)cl等污染氣體,但是這種添加劑對含釩礦石有很大的選擇性,對釩的轉(zhuǎn)化率較低,不適于工業(yè)應(yīng)用。cn101215648a公開了一種采用鈣鹽復(fù)合焙燒添加劑的焙燒方法,但是該方法適用于在870℃~980℃條件下進(jìn)行焙燒高達(dá)7小時(shí),焙燒時(shí)間較長,焙燒溫度過高。

c、鈉鹽、鈣鹽復(fù)合焙燒

cn102296192a公開了一種氟鋁酸鈉(質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%~45%)、氟化鈣(質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%~50%)以及堿金屬的過氧化物(質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%~25%)混合配成的復(fù)合添加劑,然而這種復(fù)合添加劑中的堿金屬的過氧化物成本高且極易分解,分解過程中易出現(xiàn)安全隱患,同時(shí)添加劑中氟含量過高,過高的氟含量易導(dǎo)致礦中較多的雜質(zhì)被浸出來,大大降低后續(xù)釩產(chǎn)品的純度。cn101613797a也公開了一種nacl、caf2和caco3構(gòu)成的復(fù)合添加劑,該添加劑在使用過程中需要先加入5%~40%的水,水的加入需要在焙燒前加設(shè)干燥裝置,工序相對復(fù)雜,增加了生產(chǎn)周期和成本。cn101892380a和cn101492775a還公開了一種采用鋇的化合物或者鋇的單質(zhì)與na2co3、caco3構(gòu)成的添加劑。該類方法所用的添加劑鋇鹽毒性較強(qiáng),工人在大量接觸可溶性鋇后易引起急性中毒事故。

d、生物材料焙燒

cn104561608a和cn101054634a公開了一種新型生物材料玉米秸稈和木屑的添加劑,這類生物材料具有較強(qiáng)的可再生性,且成本廉價(jià)。但是玉米秸稈和木屑這類物質(zhì)在焙燒的過程中易產(chǎn)生較大的煙塵,需要增設(shè)收塵設(shè)施,并且添加的生物材料為碳質(zhì)材料,焙燒的過程中易消耗焙燒氣氛中的氧氣而產(chǎn)生還原性的氣氛(如co),還原性氣氛又會將轉(zhuǎn)化為高價(jià)態(tài)的釩還原成為低價(jià)態(tài)的釩,嚴(yán)重影響釩的轉(zhuǎn)化率,同時(shí)還原性氣氛中co的含量往往較多,易出現(xiàn)中毒等安全事故。

e、其他焙燒

cn101693947a公開了一種硝酸鹽與鋁的氫氧化物構(gòu)成的復(fù)合添加劑,但是硝酸鹽在高溫下易分解產(chǎn)生氮氧化物,對環(huán)境污染較大,同時(shí)該添加劑的焙燒工藝較為復(fù)雜,生產(chǎn)效率較低。cn101693946a公開了一種鎢氧化物和鈦氧化物配成的復(fù)合添加劑,但是該復(fù)合添加劑需要預(yù)先混合成漿料,干燥后方能焙燒,干燥過程所需時(shí)間較長,約為4h~14h,并且焙燒后的礦需要在溫度約為50℃~100℃下浸出,整個(gè)提取工藝效率較低。

從上述分析可以看出,加入復(fù)合添加劑的工藝方法是焙燒提釩工藝中的首選,復(fù)合添加劑在焙燒提釩的工藝中也起到了舉足輕重的作用,而如何解決現(xiàn)有技術(shù)中,礦石在焙燒過程存在的易產(chǎn)生液相,粘結(jié)設(shè)備,焙燒時(shí)間長,工藝復(fù)雜,成本較高,生產(chǎn)效率較低,釩的轉(zhuǎn)化率和純度都較低,易產(chǎn)生有害有毒物質(zhì)等問題,是目前提釩技術(shù)中的重難點(diǎn)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于提供一種用于焙燒提釩的復(fù)合添加劑及其使用方法,使得含釩礦石在焙燒過程中不易產(chǎn)生液相,不會出現(xiàn)粘結(jié)設(shè)備的現(xiàn)象,不易產(chǎn)生有毒有害物質(zhì),并有效提高釩的轉(zhuǎn)化率和純度,縮短焙燒時(shí)間,簡化焙燒工藝,降低生產(chǎn)成本,提高工藝效率。

為達(dá)到上述目的,本發(fā)明的基礎(chǔ)方案是:提供一種用于焙燒提釩的復(fù)合添加劑,包括以下四種物料按質(zhì)量份數(shù)混合并研磨至80目~100目制得:含鈉物料35~55份,含鈣物料15~25份,含釩物料0.5~1份,含鈦物料1~5份。

上述技術(shù)方案的工作原理和有益效果在于:

1、復(fù)合添加劑中的含鈉物料為含有鈉的化合物或者含有多種鈉的化合物的混合物,含鈣物料為含有鈣的化合物或者含有多種鈣的化合物的混合物,含釩物料為含有釩的化合物或者含有多種釩的化合物的混合物;其中含鈉物料和含鈣物料作為釩的轉(zhuǎn)化劑,將釩轉(zhuǎn)化為易溶于酸的鹽,便于提釩,復(fù)合添加劑中的含釩物料和含鈦物料作為催化劑,加快釩的轉(zhuǎn)化速率;

2、含鈦物料作為催化劑加快釩的轉(zhuǎn)化速率的原理在于:鈦原子上具有空的d軌道,可接受電子或者電子對,同時(shí)d軌道上的電子也容易失去,即鈦原子可以作為受體與配體進(jìn)行配位,配體與鈦原子配位形成活性中間體,可以降低釩轉(zhuǎn)化的反應(yīng)活化能,在同樣的反應(yīng)條件下活性分子數(shù)更多,從而達(dá)到加快釩轉(zhuǎn)化反應(yīng)效率的目的,當(dāng)有新的配體進(jìn)攻鈦原子時(shí),鈦原子上原來的配體脫離,再和新的配體結(jié)合,如此循環(huán),直至完成整個(gè)反應(yīng);且本技術(shù)方案中的鈦不僅能自身作為催化劑加快釩的轉(zhuǎn)化,而且還能增大釩催化劑的表面積,從而提高釩催化劑的表面活性,整體進(jìn)一步提升釩轉(zhuǎn)化的速率;

3、與現(xiàn)有技術(shù)中的鈉鹽焙燒方法相比,不僅能提高釩的轉(zhuǎn)化率,而且本復(fù)合添加劑中各成分熔點(diǎn)都較高,在焙燒過程中,不易升華后又凝華在設(shè)備溫度較低的區(qū)域而產(chǎn)生液相,有效防止焙燒設(shè)備中出現(xiàn)粘結(jié)現(xiàn)象;

4、與現(xiàn)有技術(shù)中的鈣鹽焙燒方法相比,本復(fù)合添加劑中的鈉、鈣均可與釩結(jié)合形成釩鹽,有助于加快釩從低價(jià)轉(zhuǎn)化為高價(jià)的效率,降低焙燒溫度;

5、與現(xiàn)有技術(shù)中鈉鹽、鈣鹽復(fù)合焙燒體系相比,本復(fù)合添加劑在焙燒過程中不易產(chǎn)生雜質(zhì),也不會將礦石中較多的雜質(zhì)浸出,有助于提高釩的浸出純度,減少后續(xù)除雜的工作量和成本;

6、與現(xiàn)有技術(shù)中的生物材料焙燒方法相比,本復(fù)合添加劑在燃燒過程中,不會產(chǎn)生還原性物質(zhì)還原高價(jià)釩,保證釩由低價(jià)高效率地轉(zhuǎn)化為高價(jià),提高釩的轉(zhuǎn)化率;

7、與現(xiàn)有技術(shù)中的鈉鹽、鈣鹽復(fù)合焙燒體系或者生物材料焙燒方法等相比,本復(fù)合添加劑中各成分在焙燒過程中不易產(chǎn)生有毒有害物質(zhì),且鈣鹽等物質(zhì)對焙燒過程中產(chǎn)生的廢氣有轉(zhuǎn)化固化作用,綠色環(huán)保;

8、本復(fù)合添加劑不僅相比各種現(xiàn)有的添加劑具有其特定的技術(shù)效果,同時(shí)僅通過本復(fù)合添加劑,就可以同時(shí)達(dá)到多項(xiàng)技術(shù)效果,解決現(xiàn)有的提釩技術(shù)中存在的多項(xiàng)問題,產(chǎn)生了意想不到的技術(shù)效果;

9、本技術(shù)方案中先將各物料混合,再研磨至80目~100目,不僅各物料混合更加均勻充分,而且研磨出來的顆粒大小既能充分焙燒,又能保證釩的有效轉(zhuǎn)化,有助于節(jié)約生產(chǎn)成本,提高釩的轉(zhuǎn)化率。

優(yōu)選方案一:作為基礎(chǔ)方案的優(yōu)選方案,含鈉物料由na2so4和na2co3按照質(zhì)量比7~9:1~2混合而成。本技術(shù)方案中提供的復(fù)合添加劑,na2so4和na2co3是主要的將釩轉(zhuǎn)化為易溶于酸的鹽的轉(zhuǎn)化劑之一,且與現(xiàn)有技術(shù)中采用nacl的鈉鹽焙燒方法相比,本技術(shù)方案中的復(fù)合添加劑在焙燒過程中不會產(chǎn)生cl2等污染氣體;na2co3的堿性較強(qiáng),有利于含釩礦石結(jié)構(gòu)的破壞,使釩更容易浸出,且碳酸鈉有助于降低焙燒溫度,從而提高釩的轉(zhuǎn)化率;且本技術(shù)方案中na2so4相比na2co3的比例較高,可以有效降低后續(xù)用酸浸出提釩工藝中酸的使用量(碳酸根易與酸反應(yīng),而硫酸根不會與酸反應(yīng)),降低生產(chǎn)成本,且na2so4在工業(yè)生產(chǎn)中易于獲取,成本相對較低,進(jìn)一步降低成本。

優(yōu)選方案二:作為基礎(chǔ)方案的優(yōu)選方案,含鈣物料由caco3或者與caco3同等當(dāng)量的cao、caf2按照質(zhì)量比80~95:1~5混合而成。本技術(shù)方案中提供的復(fù)合添加劑,caco3(或cao)和caf2是另一種主要的將釩轉(zhuǎn)化為易溶于酸的鹽的轉(zhuǎn)化劑,按照本技術(shù)方案中配比制得的復(fù)合添加劑;與現(xiàn)有技術(shù)中氟含量較高的添加劑相比而言,本技術(shù)方案配比中的氟含量較少,不僅有助于促進(jìn)釩的轉(zhuǎn)化,而且不會將礦石中較多的雜質(zhì)浸出,有助于提高釩的純度;鈣還能與焙燒過程中反應(yīng)生成的so2固化結(jié)合,生成caso4,防止so2排放到環(huán)境中或者如現(xiàn)有技術(shù)中,再增加其他礦渣等物質(zhì)吸收廢氣,可有效避免其他雜質(zhì)的引入和降低生產(chǎn)成本;同時(shí),本技術(shù)方案中的鈣在后續(xù)的酸浸出工藝中,不易被浸出,有效減少釩浸出液中的雜質(zhì),提高釩的純度。

優(yōu)選方案三:作為基礎(chǔ)方案的優(yōu)選方案,含釩物料由v2o5和釩鹽按照質(zhì)量比1~3:1混合而成,釩鹽為ca(vo3)2或navo3或fevo3。v2o5和釩鹽可加快釩的轉(zhuǎn)化效率,提高釩的轉(zhuǎn)化率,而且釩鹽中的鈣和鈉還能進(jìn)一步與釩結(jié)合形成易溶于酸的鹽,有助于提高釩的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率;同時(shí),本技術(shù)方案中的釩是五價(jià)的高價(jià)釩,其不僅在后續(xù)的浸出工藝中,可直接和礦石中轉(zhuǎn)化得來的五價(jià)釩一起進(jìn)入釩浸出液,避免引入雜質(zhì),且與現(xiàn)有技術(shù)中加入低價(jià)釩的技術(shù)相比,本技術(shù)方案中的釩可直接進(jìn)行催化焙燒反應(yīng),避免氧化低價(jià)釩等前序步驟,焙燒反應(yīng)速率快,釩的利用率高。

優(yōu)選方案四:作為基礎(chǔ)方案的優(yōu)選方案,含鈦物料為鈦精礦、金紅石和高鈦渣中的至少一種。鈦精礦、金紅石和高鈦渣中的主要成分為tio2,tio2作為催化劑,可有效加快釩的轉(zhuǎn)化效率;同時(shí)tio2還是一種熱穩(wěn)定性較好的物質(zhì),能有效穩(wěn)定地催化釩轉(zhuǎn)化;且鈦在后續(xù)的酸浸出工藝中,不易被浸出,可有效減少釩浸出液中的雜質(zhì),提高釩的純度,減少后續(xù)處理工藝步驟和成本。

優(yōu)選方案五:上述基礎(chǔ)方案或者優(yōu)選方案一至四中任意一項(xiàng)的用于焙燒提釩的復(fù)合添加劑的使用方法,包括以下步驟:

a、混料:選取篩分后的含釩原料,添加復(fù)合添加劑混合均勻得混料;

b、焙燒:將混料分兩次焙燒,第一次焙燒溫度為400℃~650℃,焙燒時(shí)間為0.5h~1.5h;第二次焙燒溫度為750℃~850℃,焙燒時(shí)間為1h~2h。

本技術(shù)方案的工作原理在于:以復(fù)合添加劑中含鈉物料為na2so4和na2co3,含鈣物料為caco3和caf2,含釩物料為v2o5和ca(vo3)2,含鈦物料為鈦精礦為例,本技術(shù)方案中的主要化學(xué)反應(yīng)是:

v2o3+na2so4+1/2o2=2navo3+so2↑;

v2o3+o2+caco3=ca(vo3)2+co2↑;

v2o3+o2+na2co3=2navo3+co2↑;

v2o3+o2=v2o5;

v2o5+caco3=ca(vo3)2+co2↑;

v2o5+na2co3=2navo3+co2↑;

so2+caco3+1/2o2=caso4+co2↑;

本技術(shù)方案的有益效果在于:

1、其中含鈉物料和含鈣物料作為主要的轉(zhuǎn)化劑,含鈣物料和含釩物料作為催化劑加快反應(yīng)速率,釩轉(zhuǎn)化生成的偏釩酸鹽(主要為偏釩酸鈉和偏釩酸鈣)易溶于酸,有利于釩的浸出和后續(xù)的提釩;

2、將含釩原料和復(fù)合添加劑混合均勻后再焙燒,可以讓含釩原料和復(fù)合添加劑進(jìn)行充分有效的接觸,反應(yīng),提高焙燒反應(yīng)速率和釩的有效轉(zhuǎn)化率;

3、將本復(fù)合添加劑和含釩原料混合后即可直接焙燒,工藝簡單,且焙燒溫度相對較低,焙燒時(shí)間也得到一定的縮短,工藝效率高,不用加入其它附加步驟,可有效降低生產(chǎn)成本。

優(yōu)選方案六:作為優(yōu)選方案五的優(yōu)選方案,含釩原料為釩鈦磁鐵礦、含釩鋼渣、含釩石煤礦、含釩頁巖和含釩廢催化劑中的至少一種。本復(fù)合添加劑具普遍適用性,能適用于自然界中多種形式的含釩礦石,適用于本技術(shù)方案中的釩鈦磁鐵礦、含釩鋼渣、含釩石煤礦、含釩頁巖和含釩廢催化劑時(shí),釩的轉(zhuǎn)化率尤其高。

優(yōu)選方案七:作為優(yōu)選方案五的優(yōu)選方案,復(fù)合添加劑的添加量為含釩原料中v2o5的重量的0.8~1.4倍。按照本技術(shù)方案中的比例添加復(fù)合添加劑,不僅能最大限度地讓含釩原料中的釩被提取出來,而且復(fù)合添加劑也能進(jìn)行充分反應(yīng),避免復(fù)合添加劑浪費(fèi),節(jié)約生產(chǎn)成本。

優(yōu)選方案八:作為優(yōu)選方案六或七的優(yōu)選方案,含釩原料的顆粒大小為80目~100目。采用本技術(shù)方案中顆粒大小的含釩原料,在混合含釩原料和復(fù)合添加劑時(shí),更加快速有效,同時(shí),在焙燒過程中,由于兩者大小幾乎相當(dāng),所以焙燒反應(yīng)也可均勻進(jìn)行,釩的提取效率和轉(zhuǎn)化率都較高。

優(yōu)選方案九:作為優(yōu)選方案八的優(yōu)選方案,步驟b焙燒氣氛中游離氧的含量為10%~30%。游離氧將含釩原料中的低價(jià)釩氧化成為高價(jià)釩,按照本技術(shù)方案中的氧含量進(jìn)行焙燒,不僅能提高釩的氧化率,即低價(jià)釩轉(zhuǎn)化為高價(jià)釩的轉(zhuǎn)化率高,提高本復(fù)合添加劑的有效利用率,而且對于工業(yè)化而言,游離氧不用太高,是可降低生產(chǎn)成本的經(jīng)濟(jì)選擇。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供的一種用于焙燒提釩的復(fù)合添加劑,包括以下四種物料混合并研磨至80目制得:含鈉物料、含鈣物料、含釩物料和含鈦物料,其中含鈉物料由na2so4和na2co3按照質(zhì)量比為9:2混合而成,含鈣物料由cao和caf2按照質(zhì)量比為95:1混合而成,含釩物料由v2o5和ca(vo3)2按照質(zhì)量比為1:1構(gòu)成,含鈦物料由鈦精礦構(gòu)成。含鈉物料、含鈣物料、含釩物料和含鈦物料的混合配比方法為:將na2so4和na2co3的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的na2o,將cao和caf2的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的cao,將v2o5和ca(vo3)2的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的v2o5,將鈦精礦的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的tio2,然后將四種物料分別按照na2o、cao、v2o5、tio2的同等當(dāng)量的質(zhì)量比為55:25:0.5:1進(jìn)行配料。

本實(shí)施例提供的用于焙燒提釩的復(fù)合添加劑的使用方法,包括如下步驟:

a、混料:將含v2o5為0.5wt%-1.0wt%的含釩頁巖進(jìn)行研磨,破碎成顆粒大小80目的含釩原料,添加含釩頁巖中v2o5重量的0.8倍的復(fù)合添加劑,混合均勻得混料;

b、焙燒:將混料分兩次焙燒,第一次焙燒溫度為400℃,焙燒時(shí)間為0.5h;第二次焙燒溫度為750℃,焙燒時(shí)間為1h,焙燒過程中控制焙燒氣氛中游離氧的含量為10%,焙燒后的礦物用2mol/l稀硫酸浸出,浸出率達(dá)到91%,浸出液用于后續(xù)提釩。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供的一種用于焙燒提釩的復(fù)合添加劑,包括以下四種物料混合并研磨至85目制得:含鈉物料、含鈣物料、含釩物料和含鈦物料,其中含鈉物料由na2so4和na2co3按照質(zhì)量比為7:2混合而成,含鈣物料由cao和caf2按照質(zhì)量比為80:1混合而成,含釩物料由v2o5和navo3按照質(zhì)量比為2:1構(gòu)成,含鈦物料由金紅石構(gòu)成。含鈉物料、含鈣物料、含釩物料和含鈦物料的混合配比方法為:將na2so4和na2co3的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的na2o,將cao和caf2的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的cao,將v2o5和navo3的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的v2o5,將金紅石的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的tio2,然后將四種物料分別按照na2o、cao、v2o5、tio2的同等當(dāng)量的質(zhì)量比為45:20:1:5進(jìn)行配料。

本實(shí)施例提供的用于焙燒提釩的復(fù)合添加劑的使用方法,包括如下步驟:

a、混料:將含v2o5為0.5wt%-1.0wt%的釩鈦磁鐵礦進(jìn)行研磨,破碎成顆粒大小85目的含釩原料,添加釩鈦磁鐵礦中v2o5重量的1倍的復(fù)合添加劑,混合均勻得混料;

b、焙燒:將混料分兩次焙燒,第一次焙燒溫度為500℃,焙燒時(shí)間為0.5h;第二次焙燒溫度為800℃,焙燒時(shí)間為1h,焙燒過程中控制焙燒氣氛中游離氧的含量為15%,焙燒后的礦物用2mol/l稀硫酸浸出,浸出率達(dá)到93%,浸出液用于后續(xù)提釩。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供的一種用于焙燒提釩的復(fù)合添加劑,包括以下四種物料混合并研磨至90目制得:含鈉物料、含鈣物料、含釩物料和含鈦物料,其中含鈉物料由na2so4和na2co3按照質(zhì)量比為7:1混合而成,含鈣物料由cao和caf2按照質(zhì)量比為95:5混合而成,含釩物料由v2o5和fevo3按照質(zhì)量比為3:1構(gòu)成,含鈦物料由高鈦渣構(gòu)成。含鈉物料、含鈣物料、含釩物料和含鈦物料的混合配比方法為:將na2so4和na2co3的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的na2o,將cao和caf2的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的cao,將v2o5和fevo3的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的v2o5,將高鈦渣的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的tio2,然后將四種物料分別按照na2o、cao、v2o5、tio2的同等當(dāng)量的質(zhì)量比為40:20:0.7:3進(jìn)行配料。

本實(shí)施例提供的用于焙燒提釩的復(fù)合添加劑的使用方法,包括如下步驟:

a、混料:將含v2o5為0.4wt%-1.5wt%的含釩石煤礦進(jìn)行研磨,破碎成顆粒大小90目的含釩原料,添加含釩石煤礦中v2o5重量的1.2倍的復(fù)合添加劑,混合均勻得混料;

b、焙燒:將混料分兩次焙燒,第一次焙燒溫度為550℃,焙燒時(shí)間為1h;第二次焙燒溫度為800℃,焙燒時(shí)間為1.5h,焙燒過程中控制焙燒氣氛中游離氧的含量為20%,焙燒后的礦物用2mol/l稀硫酸浸出,浸出率達(dá)到96%,浸出液用于后續(xù)提釩。

實(shí)施例4

本實(shí)施例提供的一種用于焙燒提釩的復(fù)合添加劑,包括以下四種物料混合并研磨至100目制得:含鈉物料、含鈣物料、含釩物料和含鈦物料,其中含鈉物料由na2so4和na2co3按照質(zhì)量比為9:1混合而成,含鈣物料由cao和caf2按照質(zhì)量比為80:5混合而成,含釩物料由v2o5和ca(vo3)2按照質(zhì)量比為3:1構(gòu)成,含鈦物料由高鈦渣構(gòu)成。含鈉物料、含鈣物料、含釩物料和含鈦物料的混合配比方法為:將na2so4和na2co3的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的na2o,將cao和caf2的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的cao,將v2o5和ca(vo3)2的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的v2o5,將高鈦渣的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的tio2,然后將四種物料分別按照na2o、cao、v2o5、tio2的同等當(dāng)量的質(zhì)量比為35:15:1:5進(jìn)行配料。

本實(shí)施例提供的用于焙燒提釩的復(fù)合添加劑的使用方法,包括如下步驟:

a、混料:將含v2o5為4.2wt%-14.7wt%的含釩鋼渣進(jìn)行研磨,破碎成顆粒大小100目的含釩原料,添加含釩鋼渣中v2o5重量的1.4倍的復(fù)合添加劑,混合均勻得混料;

b、焙燒:將混料分兩次焙燒,第一次焙燒溫度為600℃,焙燒時(shí)間為1h;第二次焙燒溫度為850℃,焙燒時(shí)間為2h,焙燒過程中控制焙燒氣氛中游離氧的含量為30%,焙燒后的礦物用2mol/l稀硫酸浸出,浸出率達(dá)到98%,浸出液用于后續(xù)提釩。

實(shí)施例5

本實(shí)施例提供的一種用于焙燒提釩的復(fù)合添加劑,包括以下四種物料混合并研磨至95目制得:含鈉物料、含鈣物料、含釩物料和含鈦物料,其中含鈉物料由na2so4和na2co3按照質(zhì)量比為8:1.5混合而成,含鈣物料由caco3和caf2按照質(zhì)量比為90:3混合而成,含釩物料由v2o5和ca(vo3)2按照質(zhì)量比為2.5:1構(gòu)成,含鈦物料由高鈦渣和金紅石構(gòu)成。含鈉物料、含鈣物料、含釩物料和含鈦物料的混合配比方法為:將na2so4和na2co3的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的na2o,將caco3和caf2的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的cao,將v2o5和ca(vo3)2的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的v2o5,將高鈦渣和金紅石的質(zhì)量換算成同等當(dāng)量的tio2,然后將四種物料分別按照na2o、cao、v2o5、tio2的同等當(dāng)量的質(zhì)量比為50:18:1:1進(jìn)行配料。

本實(shí)施例提供的用于焙燒提釩的復(fù)合添加劑的使用方法,包括如下步驟:

a、混料:將含v2o5為0.8wt%-1.4wt%的含釩頁巖和含釩廢催化劑進(jìn)行研磨,破碎成顆粒大小95目的含釩原料,添加含釩頁巖和含釩廢催化劑中v2o5重量的1.4倍的復(fù)合添加劑,混合均勻得混料;

b、焙燒:將混料分兩次焙燒,第一次焙燒溫度為650℃,焙燒時(shí)間為1.5h;第二次焙燒溫度為850℃,焙燒時(shí)間為2h,焙燒過程中控制焙燒氣氛中游離氧的含量為30%,焙燒后的礦物用2mol/l稀硫酸浸出,浸出率達(dá)到98%,浸出液用于后續(xù)提釩。

采用實(shí)施例1至5中的復(fù)合添加劑在焙燒的過程中,不易產(chǎn)生液相,不會出現(xiàn)凝結(jié)設(shè)備的現(xiàn)象;在焙燒過程中,不易將含釩礦石中的雜質(zhì)浸出,有助于提高釩的純度;不易產(chǎn)生有毒有害物質(zhì),綠色環(huán)保,有效減少對環(huán)境“三廢”的排放,積極響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展政策;將本復(fù)合添加劑用于焙燒的工藝也簡單,只需要進(jìn)行混料即可進(jìn)行焙燒,生產(chǎn)效率較高,不需要加入其它工序或者設(shè)備,可降低生產(chǎn)成本;同時(shí),復(fù)合添加劑對含釩礦石的轉(zhuǎn)化率也較高,復(fù)合添加劑自身的利用率也較高,可充分利用提釩工藝的原料,節(jié)省原材料成本。

將實(shí)施例1至5中的復(fù)合添加劑和現(xiàn)有技術(shù)中的添加劑均與含釩原料進(jìn)行焙燒提釩,對比釩的浸出率以及焙燒工藝中的參數(shù),結(jié)果見表1,其中現(xiàn)有技術(shù)中的添加劑選擇下列幾種:現(xiàn)有技術(shù)1:石灰加螢石混合制備而成;現(xiàn)有技術(shù)2:鎢氧化物和鈦氧化物混合制備而成;現(xiàn)有技術(shù)3:氯化鈉、氟化鈣和碳酸鈣混合制備而成。

表1

從表1可以看出,與現(xiàn)有技術(shù)中的添加劑和焙燒工藝相比,采用本復(fù)合添加劑進(jìn)行焙燒,不僅一定程度上縮短了焙燒時(shí)間,而且釩的浸出率還提高了很多,即釩從礦石中由低價(jià)釩轉(zhuǎn)化為高價(jià)釩的轉(zhuǎn)換率提高了很多,而且對于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)而言,浸出率越高,越難進(jìn)一步得到更高的浸出率,可見本復(fù)合添加劑突破了現(xiàn)有的提釩技術(shù)瓶頸,顯著提高了釩的轉(zhuǎn)化率,且采用復(fù)合添加劑進(jìn)行焙燒,可有效降低焙燒溫度,提高工藝效率。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以作出若干變形和改進(jìn),這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍,這些都不會影響本發(fā)明實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。本發(fā)明所省略描述的技術(shù)、形狀、構(gòu)造部分均為公知技術(shù)。

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