專利名稱：一種高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法
技術領域：
本發明涉及ー種鈣化焙燒釩渣的方法，屬于氧化釩的提取領域。
背景技術：
目前的高品位釩渣焙燒技術，無論是鈣化焙燒還是鈉化焙燒，均存在焙燒溫度高，物料在焙燒過程中產生大量液相，導致物料燒結，回轉窯結圈或者多膛爐易粘耙齒和堆料 等問題。為了解決高品位釩渣焙燒過程中物料液相過多引起焙燒設備不能正常運轉的問題，鈉化焙燒時通常采用釩渣配加提釩尾渣稀釋液相的方法將鈉化熟料中V2O5質量含量控制在8-9%，該方法通常使焙燒設備的物料處理量増加70-80% ;而鈣化焙燒エ藝目前國內僅有攀鋼進行了產業化技術研究，獲得的最佳焙燒溫度為920-940°C，但研究過程中發現高品位釩渣在890°C以上時也會出現物料燒結、回轉窯結圈等焙燒設備不能正常運行的問題，因此產業化設計時也采用了釩渣配加提釩尾渣的焙燒方法。公開號為CN101161831A的中國專利申請介紹了ー種鈣化焙燒釩渣的方法，其中釩渣鈣化的焙燒溫度為600-950°C，實施例中描述是將物料在600°C投入到爐窯中，逐漸升溫至900-950°C焙燒，焙燒溫度實質是900-950°C ;在文獻《釩渣石灰石焙燒法提取V2O5エ藝研究》中，陳厚生研究獲得的釩渣鈣化焙燒最佳溫度為950°C;在文獻《釩渣鈣化焙燒試驗研究》中，曹鵬研究獲得的釩渣鈣化焙燒最佳溫度為890-920°C;在文獻《攀鋼釩渣鈣化焙燒影響因素研究及過程熱分析》中，尹丹鳳等人研究獲得的釩渣鈣化焙燒最佳溫度為900°C。但是，以上方法均存在焙燒溫度高，高品位釩渣直接焙燒易出現物料燒結、焙燒設備結圈等不能正常運轉的問題。公告號為CN100582257C的中國專利文獻介紹了ー種流態化法焙燒高鈣釩渣的方法，其中采用的釩渣焙燒溫度為850-950°C，為了在低溫焙燒條件下獲得較好的釩轉浸率，采取了延長焙燒時間的方法，例如，在焙燒溫度850°C、焙燒時間150min時，獲得的釩轉浸率為84. 74% ;而焙燒溫度930°C、焙燒時間90min時，獲得的釩轉浸率為85. 18%。公開號為CN101412539A、CN101412540A和CN101402470A的中國專利文獻介紹了釩渣鈣化焙燒的方法，鈣化焙燒溫度為860-950°C，為了在低溫焙燒條件下獲得較好的釩轉浸率，同樣采取了延長焙燒時間的方法，例如，在焙燒溫度860°C時需要的焙燒時間為240min ;而在焙燒溫度950°C時需要的焙燒時間為60min。但是，以上方法存在焙燒溫度高，易出現物料燒結、焙燒設備結圈和焙燒溫度低時所需焙燒時間長，釩轉浸率和設備作業效率低等問題。在文獻《釩渣鈣化焙燒參數對釩浸出率的影響》中，李曉軍等人研究時獲得的エ藝參數為焙燒溫度825で、焙燒時間120min，釩轉浸率69. 95%。該研究的焙燒溫度低，雖然不會出現物料燒結、焙燒設備結圈等問題，但存在釩轉浸率偏低的問題。到目前為止，未見有在保證高品位釩渣鈣化焙燒釩轉浸率高的同時降低焙燒溫度(保證焙燒設備正常運行)和不增加焙燒設備物料處理量、不延長焙燒時間(保證焙燒設備的正常作業效率)的相關文獻和研究。

發明內容
針對現有技術中存在的不足，本發明的目的之一在于解決上述現有技術中存在的ー個或多個問題。本發明的目的在于提供ー種高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法，該方法可以大幅度降低高品位釩渣的鈣化焙燒溫度并縮短焙燒時間，在保證高品位釩渣鈣化焙燒釩轉浸率高的同時降低焙燒溫度并且不增加焙燒設備物料處理量、不延長焙燒時間。為了實現上述目的，本發明提供了ー種高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法，所述方法包括如下步驟將高品位釩渣與鈣化劑混合形成混合料；將混合料在氧氣體積含量為12-21%的氣氛下進行焙燒。根據本發明所述的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法的一個實施例，以重量百分比 計，所述高品位鑰;洛中80%以上的I凡洛顆粒直徑在0. 096mm以下。根據本發明所述的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法的一個實施例，所述高品位釩渣中V2O5的質量百分比為12-20%。根據本發明所述的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法的一個實施例，所述鈣化劑為石灰石或氧化鈣。根據本發明所述的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法的一個實施例，將高品位釩渣與石灰石或氧化鈣按照CaO與V2O5的重量比為0. 5 0. 8配料進行混合。根據本發明所述的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法的一個實施例，將混合料在830-880 0C的焙燒溫度下進行焙燒。根據本發明所述的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法的一個實施例，將混合料焙燒20_60mino本發明的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法大幅度降低了高品位釩渣鈣化焙燒溫度，解決了高品位釩渣鈣化焙燒時因焙燒溫度高出現的物料燒結、焙燒設備結圈等不能正常運轉的問題，完善了高品位釩渣鈣化焙燒的產業化技木。
具體實施例方式在下文中，將結合具體示例來詳細說明本發明的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法。根據本發明示例性實施例的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法包括以下步驟首先將高品位釩渣與鈣化劑混合形成混合料；再將混合料在氧氣體積含量為12-21%的氣氛下進行焙燒。其中，本發明中的高品位釩渣可以為各種來源的釩渣，優選為通過將含釩鐵水進行提釩而得到的釩渣。一般來說，高品位釩渣為V2O5的質量百分比為12%以上的釩渣。優選地，以重量百分比計，高品位釩渣中80%以上的釩渣顆粒直徑在0. 096mm以下，具體可以采用破碎或球磨等本領域技術人員公知的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，也有利于釩渣與鈣化劑的接觸反應，提高反應效率并提高后續浸取步驟的浸取效率。在本發明的一個示例性實施例中，高品位釩渣中V2O5的質量百分比為12-20%，但不限于此。優選地，在本發明的一個示例性實施例中，所述鈣化劑為石灰石或氧化鈣等常用的鈣化劑。在配料時，將高品位釩渣與石灰石或氧化鈣按照CaO與V2O5的重量比為0. 5-0. 8配料進行混合，以控制鈣化焙燒熟料中釩以焦釩酸鈣或焦釩酸鈣錳的形式存在，有利于稀硫酸的浸出。根據本發明的方法，對于焙燒裝置、焙燒溫度和焙燒時間沒有特別限定，可以為本領域常用的鈣化焙燒條件。具體地，焙燒裝置可以為回轉窯或多膛爐等。在本發明的實施例中，焙燒裝置為電熱式回轉管。優選地，在本發明的一個示例性實施例中，將混合料在830-8800C的焙燒溫度下進行焙燒。由于高品位釩渣鈣化焙燒出現物料燒結的溫度在890°C左右，該溫度值隨焙燒設備中物料量的改變略有變化。為了使焙燒設備正常運行，焙燒溫度一般不超過890°C;若焙燒溫度低于830°C，受反應速度的影響，在有限的反應時間內釩轉浸率會下降的較快。因此，優選地控制焙燒溫度為830-880°C，在該焙燒溫度條件下可以獲得較理想的釩轉浸率。在本發明的一個示例性實施例中，將混合料焙燒20-60min，但不限于此。根據本發明，需使混合料在氧氣體積含量為12-21%的氣氛下進行焙燒。由于在高品位釩渣鈣化焙燒過程中，エ業焙燒爐燃料燃燒和釩渣氧化需要消耗氧氣，實際焙燒爐氣 氛中氧氣體積含量一般在10%以下，低的甚至只有5-7%，這將影響釩渣鈣化焙燒的反應速度和反應進行的程度。提高焙燒氣氛中的氧氣含量實際上是提高反應物濃度，有利于提高反應速度和促進反應平衡向產物方向移動；提高焙燒氣氛氧含量還可以降低焙燒溫度和縮短焙燒時間，其實質是氧含量提高后加快了較低焙燒溫度時的反應速度，提高了反應進行的程度。由于釩渣氧化過程是放熱反應，產生大量的熱量會使物料溫度上升，為了避免放熱反應集中發生導致物料溫度上升過高，需要通過控制焙燒氣氛中氧氣含量來適當控制放熱反應速度，因此控制焙燒氣氛中氧氣體積含量為12-21%。具體而言，本發明的示例性實施例可以包括以下步驟將80%以上的釩渣顆粒直徑在0. 096mm以下的高品位釩渣與石灰石或氧化鈣按照CaO與V2O5的重量比為為0. 5-0. 8配料、混勻，在焙燒溫度830-880°C、焙燒氣氛中氧氣體積含量為12-21 %、焙燒時間為20-60min的條件下進行焙燒。其中，高品位釩渣中V2O5的質量含量為12-20%。以下結合實施例對本發明作進ー步的闡述。實施例僅用于說明本發明，而不是以任何方式來限制本發明。實施例I將80%以上的釩渣顆粒直徑在0.096mm以下的高品位釩渣(含V20512. 57wt%、CaO I. 64wt% )與石灰石(含CaO 52. 38wt% )按照f凡洛石灰石=100 : 13. 5的質量比配料、混勻后在の149X 2000mm的電熱式回轉管中焙燒。回轉管控制高溫段的焙燒溫度為880°C，混合料在高溫段的停留時間控制在20-30min，回轉管內的氣氛中氧氣體積含量通過調整氮氣與壓縮空氣的配比控制在12-14%，進氣流量按照進氣流量(m3/h)下料速度(Kg/h) =2:1。將焙燒獲得的熟料粉碎至顆粒直徑為0. 125mm以下后取IOOg進行稀硫酸浸出的效果測試，酸浸條件為PH = 2. 7-3. 0，酸浸時間為lh，酸浸溫度為50°C，浸出液固比為2 1，酸浸反應結束后過濾、洗滌，烘干殘渣。獲得烘干后的殘渣為93. 62g，殘渣中的V2O5含量為I. 36wt%，鈣化熟料中的釩轉浸率88. 42%。實施例2
將80%以上的釩渣顆粒直徑在0. 096mm以下的高品位釩渣(含V20516. 52wt%,CaO 2. 04wt% )與石灰石(含CaO 52. 38wt% )按照f凡洛石灰石=100 : 16的質量比配料、混勻后在の149X 2000mm的電熱式回轉管中焙燒。回轉管控制高溫段的焙燒溫度為860°C，混合料在高溫段的停留時間控制在40-50min，回轉管內的氣氛中氧氣體積含量通過調整氮氣與壓縮空氣的配比控制在15-17%，進氣流量按照進氣流量(m3/h)下料速度(Kg/h) = 2:1。將焙燒獲得的熟料粉碎至顆粒直徑為0. 125mm以下后取IOOg進行稀硫酸浸出的效果測試，酸浸條件為PH = 2. 7-3. 0，酸浸時間為lh，酸浸溫度為50°C，浸出液固比為2 1，酸浸反應結束后過濾、洗滌，烘干殘渣。獲得烘干后的殘渣為92. 27g，殘渣中的V2O5含量為I. 54wt%，鈣化熟料中的釩轉浸率為89. 82°ん 實施例3將80%以上的釩渣顆粒直徑在0. 096mm以下的高品位釩渣(含V20519. 36wt%,CaO 2. 16wt% )與石灰石(含CaO 52. 38wt% )按照f凡洛石灰石=100 : 20的質量比配料、混勻后在の149X 2000mm的電熱式回轉管中焙燒。回轉管控制高溫段的焙燒溫度為830°C，物料在高溫段的停留時間控制在50-60min，回轉管內的氣氛中氧氣體積含量通過調整氮氣與壓縮空氣的配比控制在19-21%，進氣流量按照進氣流量(m3/h)下料速度(Kg/h) = 2 : I。將焙燒獲得的熟料粉碎至顆粒直徑為0.125mm以下后取IOOg進行稀硫酸浸出的效果測試，酸浸條件為PH= 2. 7-3. 0,酸浸時間為Ih,酸浸溫度為50°C,浸出液固比為
2 1，酸浸反應結束后過濾、洗滌，烘干殘渣。獲得烘干后的殘渣為90. 20g，殘渣中的V2O5含量為I. 9Iwt %，鈣化熟料中的釩轉浸率89. 11%。采用本發明提供的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法在焙燒溫度830-880°C條件下焙燒時，獲得的釩轉浸率為88. 42-89. 82%,比相同焙燒溫度和時間、不富氧條件下焙燒獲得的釩轉浸率70-80%高10-18個百分點。綜上所述，本發明的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法大幅度降低了高品位釩渣的鈣化焙燒溫度和縮短了焙燒時間，在保證高品位釩渣鈣化焙燒釩轉浸率高的同時降低焙燒溫度和不增加焙燒設備物料處理量、不延長焙燒時間，技術效果良好，具有極大的推廣應用價值。盡管上面已經結合示例性實施例描述了本發明，但是本領域普通技術人員應該清楚，在不脫離權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。
權利要求
1.ー種高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 將高品位釩渣與鈣化劑混合形成混合料； 將混合料在氧氣體積含量為12-21 %的氣氛下進行焙燒。
2.根據權利要求I所述的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法，其特征在干，以重量百分比計，所述高品位鑰;洛中80%以上的I凡洛顆粒直徑在0. 096mm以下。
3.根據權利要求I所述的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法，其特征在于，所述高品位釩渣中V2O5的質量百分比為12-20%。
4.根據權利要求I所述的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法，其特征在于，所述鈣化劑為石灰石或氧化鈣。
5.根據權利要求4所述的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法，其特征在于，將高品位釩渣與石灰石或氧化鈣按照CaO與V2O5的重量比為0. 5 0. 8配料進行混合。
6.根據權利要求I所述的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法，其特征在于，將混合料在830-880 0C的焙燒溫度下進行焙燒。
7.根據權利要求I所述的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法，其特征在于，將混合料焙燒 20_60min。
全文摘要
本發明公開了一種高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法，所述方法包括如下步驟將高品位釩渣與鈣化劑混合形成混合料；將混合料在氧氣體積含量為12-21％的氣氛下進行焙燒。本發明的高品位釩渣富氧鈣化焙燒的方法大幅度降低了高品位釩渣鈣化焙燒溫度，解決了高品位釩渣鈣化焙燒時因焙燒溫度高出現的物料燒結、焙燒設備結圈等不能正常運轉的問題，完善了高品位釩渣鈣化焙燒的產業化技術。
文檔編號C22B34/22GK102828019SQ20121029740
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月21日 優先權日2012年8月21日
發明者付自碧, 彭毅, 何文藝, 高官金, 申彪, 曹鵬, 盧曉林, 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