本發明屬于冶金技術領域，具體而言，本發明涉及高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法和系統。

背景技術：

釩渣是指含釩鐵水經轉爐吹煉氧化成為富含釩氧化物以及鐵氧化物的一種爐渣，其主要成分有MFe、FeO、SiO₂、V₂O₃、TiO₂、CaO、Al₂O₃、MgO和Cr₂O₃。世界上約有60％的釩是從釩渣中提取的，現行釩渣的提釩方法是與添加劑混勻后放入回轉窯或多膛爐內進行氧化焙燒，得到可溶性的釩酸鹽，通過濕法浸出手段將釩從固相轉移到液相后再進行沉釩，將沉釩產物煅燒得到V₂O₅產品。磷是含釩浸出液沉淀中的有害元素，它會與釩在酸性介質中形成穩定而又復雜的絡合物磷釩系雜多酸以及它們的鹽，此外，還會與溶液中的鐵離子和鋁離子形成FePO₄、AlPO₄沉淀，這些都會污染釩酸銨沉淀，嚴重影響酸性銨鹽沉釩的進行。常用的脫磷手段為調節溶液pH在9.5-11.0之間，然后加入適量的鈣鹽或鎂鹽形成磷酸鹽沉淀，一般要求脫磷后的浸出液P濃度<0.015g/L。

普通釩渣中CaO質量分數一般小于3％，P₂O₅質量分數一般小于0.2％。為了減輕半鋼脫磷的負擔，含釩鐵水吹煉釩渣同時可以加入鈣鹽進行預脫磷，得到低磷半鋼和高鈣高磷的特殊釩渣。這種高鈣高磷釩渣因自身CaO含量高，鈉化焙燒時CaO會與V₂O₅生成不溶于水的釩酸鈣CaO·V₂O₅或含有鈣的釩青鈣CaV₁₂O₃₀，CaO的質量分數每增加1％就要帶來4.7-9.0％的V₂O₅損失，因此不宜采用鈉化焙燒-水浸提釩工藝；如果采用鈣化焙燒-酸浸提釩工藝，會使大量的鈣和磷伴隨著釩一同進入到浸出液中，由于溶液中有大量鈣離子的存在，調節溶液pH在9.5-11.0之間會重新形成釩酸鈣沉淀，所以不能采用傳統的堿性條件下的脫磷方法，而酸性體系下的脫磷問題尚未攻克。

因此，對高鈣高磷釩渣脫磷提釩的技術還有待進一步發展。

技術實現要素：

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法和系統，其中高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法可以在高鈣高磷釩渣提釩前進行有效脫磷，并且可以有效回收獲得高品質的鐵和釩，同時還可以進一步提高鐵和釩的回收率。

根據本發明的一個方面，本發明提出了一種高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法，包括：

(1)將高鈣高磷釩渣與硅石和還原煤進行混合處理，以便得到混合物料；

(2)將所述混合物料進行還原焙燒脫磷處理，以便得到脫磷焙燒產物；

(3)將所述脫磷焙燒產物進行熔分處理，以便得到鐵水和低磷釩渣；

(4)將所述低磷釩渣與鈉鹽混合并進行氧化鈉化焙燒處理，以便得到水溶性釩酸鈉熟料；

(5)將所述水溶性釩酸鈉熟料進行水浸提釩處理，以便得到五氧化二釩產品。

由此，本發明實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法，不僅可以有效脫除高鈣高磷釩渣中的磷，避免釩酸鈉熟料在水浸提釩時磷進入含釩浸出液中從而嚴重影響沉釩效果，還可以對高鈣高磷釩渣中的鐵資源進行回收再利用，最終獲得含磷量低的優質鐵資源和五氧化二釩產品。

根據本發明上述實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，步驟(1)中，所述高鈣高磷釩渣中CaO的含量為3-25重量％，P₂O₅的含量為0.2-1重量％，V₂O₅的含量為5-20重量％，Fe的含量為20-35重量％。由此本發明實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法可以有效針對高鈣高磷類釩渣進行處理，進而提高該方法的適用范圍。

在本發明的一些實施例中，所述高鈣高磷釩渣中CaO的含量為5-15重量％，P₂O₅的含量為0.2-0.6重量％，V₂O₅的含量為5-10重量％，Fe的含量為20-30重量％。由此本發明實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法可以有效針對高鈣高磷類釩渣進行處理，進而提高該方法的適用范圍。

在本發明的一些實施例中，步驟(1)中，將所述高鈣高磷釩渣與所述硅石和所述還原煤按照質量比為100:(5～15):(8～15)進行所述混合處理。由此可以進一步提高后續還原鐵和還原脫磷效果。

在本發明的一些實施例中，步驟(2)中，所述還原焙燒脫磷處理的溫度為1200-1400℃。由此，進一步提高還原鐵和還原脫磷效果。

在本發明的一些實施例中，步驟(2)中，所述脫磷焙燒產物的金屬化率不低于75％。由此，可以進一步提高鐵的回收率。

在本發明的一些實施例中，步驟(3)中，所述低磷釩渣中P₂O₅的含量不大于0.1重量％。由此，可以提高后續水浸提釩處理中釩的品質。

在本發明的一些實施例中，所述低磷釩渣中P₂O₅的含量不大于0.05重量％。由此，可以提高后續水浸提釩處理中釩的品質。

在本發明的一些實施例中，步驟(3)中，所述低磷釩渣中Fe含量不大于5重量％，所述高鈣高磷釩渣中鐵的回收率不低于80重量％。

在本發明的一些實施例中，步驟(4)中，所述低磷釩渣與鈉鹽的質量比100:(10～30)。

在本發明的一些實施例中，步驟(4)中，所述氧化鈉化焙燒處理的溫度為600-900℃，時間為1-2h。由此，可以進一步提高水溶性釩酸鈉熟料的產率，進而提高釩的回收率。

根據本發明的另一個方面，本發明還提出了一種實施上述實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法的系統，該系統包括：

混合裝置，所述混合裝置具有高鈣高磷釩渣入口、硅石入口、還原煤入口和混合物料出口，所述混合裝置適于將高鈣高磷釩渣與硅石和還原煤進行混合處理，以便得到混合物料；

還原焙燒脫磷裝置，所述還原焙燒脫磷裝置具有混合物料入口和脫磷焙燒產物出口，所述混合物料入口與所述混合物料出口相連，所述還原焙燒脫磷裝置適于將所述混合物料進行還原焙燒脫磷處理，以便得到脫磷焙燒產物；

熔分裝置，所述熔分裝置具有脫磷焙燒產物入口、鐵水出口和低磷釩渣出口，所述脫磷焙燒產物入口與所述脫磷焙燒產物出口相連，所述熔分裝置適于將所述脫磷焙燒產物進行熔分處理，以便得到鐵水和低磷釩渣，所述熔分裝置優選燃氣熔分爐；

氧化鈉化焙燒裝置，所述氧化焙燒裝置具有低磷釩渣入口、鈉鹽入口、空氣入口和水溶性釩酸鈉熟料出口，所述低磷釩渣入口與所述低磷釩渣出口相連，所述氧化焙燒裝置適于將所述低磷釩渣進行氧化鈉化焙燒處理，以便得到水溶性釩酸鈉熟料；

水浸提釩裝置，所述水浸提釩裝置具有水溶性釩酸鈉熟料入口、五氧化二釩出口和尾渣出口，所述水溶性釩酸鈉熟料入口與所述水溶性釩酸鈉熟料出口相連，所述水浸提釩裝置適于將所述水溶性釩酸鈉熟料進行水浸提釩處理，以便得到五氧化二釩和尾渣。

由此，通過采用本發明上述實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的系統，不僅可以有效脫除高鈣高磷釩渣中的磷，避免釩酸鈉熟料在水浸提釩時磷進入含釩浸出液中從而嚴重影響沉釩效果，還可以對高鈣高磷釩渣中的鐵資源進行回收再利用，最終獲得含磷量低的優質鐵資源和五氧化二釩產品。

根據本發明上述實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的系統還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，所述還原焙燒脫磷裝置為轉底爐，所述熔分裝置為燃氣熔分爐，所述氧化鈉化焙燒裝置為回轉窯。由此，可以進一步提高高鈣高磷釩渣脫磷提釩的效率。

附圖說明

圖1是根據本發明一個實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法的流程圖。

圖2是根據本發明一個實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的系統的結構示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

根據本發明的一個方面，本發明提出了高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法，根據本發明實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法包括：(1)將高鈣高磷釩渣與硅石和還原煤進行混合處理，以便得到混合物料；(2)將混合物料進行還原焙燒脫磷處理，以便得到脫磷焙燒產物；(3)將脫磷焙燒產物進行熔分處理，以便得到鐵水和低磷釩渣；(4)將低磷釩渣與鈉鹽混合并進行氧化鈉化焙燒處理，以便得到水溶性釩酸鈉熟料；(5)將水溶性釩酸鈉熟料進行水浸提釩處理，以便得到五氧化二釩產品。

根據本發明上述實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法，首先將高鈣高磷釩渣、硅石和還原煤進行混合處理得到混合物料；然后將混合物料進行還原焙燒脫磷處理，得到脫磷焙燒產物，實現脫磷的目的；接著對脫磷焙燒產物進行熔分處理，將鐵從脫磷焙燒產物中分離出來，得到鐵水和低磷釩渣，再對低磷釩渣與鈉鹽混合進行氧化鈉化焙燒處理，得到水溶性釩酸鈉熟料，最后對水溶性釩酸鈉熟料進行水浸提釩處理，最終得到五氧化二釩產品。由此，本發明實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法不僅可以有效脫除高鈣高磷釩渣中的磷，避免釩酸鈉熟料在水浸提釩時磷進入含釩浸出液中從而嚴重影響沉釩效果，還可以對高鈣高磷釩渣中的鐵資源進行回收再利用，最終獲得含磷量低的優質鐵資源和五氧化二釩產品。此外，該方法還具有高鈣高磷釩渣脫磷率高，鐵和釩回收率高，產品品質好的優點。

下面參考圖1對本發明上述實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法進行詳細描述。

S100：混合處理

根據本發明的實施例，將高鈣高磷釩渣與硅石和還原煤進行混合處理，以便得到混合物料。

根據本發明的具體實施例，高鈣高磷釩渣中CaO的含量為3-25重量％，P₂O₅的含量為0.2-1重量％，V₂O₅的含量為5-20重量％，Fe的含量為20-35重量％。由此，本發明實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法可以有效針對CaO含量高于3重量％、P₂O₅含量高于0.2重量％的高鈣高磷釩渣進行處理，并且可以獲得高品質的鐵和五氧化二釩產品。

根據本發明的具體實施例，高鈣高磷釩渣中CaO的含量為5-15重量％，P₂O₅的含量為0.2-0.6重量％，V₂O₅的含量為5-10重量％，Fe的含量為20-30重量％。由此，本發明實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法可以有效針對CaO含量為5-15重量％、P₂O₅含量為0.2-0.6重量％的高鈣高磷釩渣進行處理，并且可以獲得高品質的鐵和五氧化二釩產品。

根據本發明的具體實施例，可以將高鈣高磷釩渣與硅石和還原煤按照質量比為100:(5～15):(8～15)進行混合處理。由此可以進一步提高后續還原鐵和還原脫磷效果。根據本發明的具體示例，發明人發現，向高鈣高磷除鐵釩渣中配入上述比例的硅石和還原煤，可以有效提高高鈣高磷除鐵釩渣中磷酸鈣的還原率以及鐵的還原率，進而提高脫磷效果以及鐵的回收率。

S200：還原焙燒脫磷處理

根據本發明的實施例，將混合物料進行還原焙燒脫磷處理，以便得到脫磷焙燒產物。由此，通過對混合物料進行還原焙燒脫磷處理，可以使混合物料中的磷酸鈣被還原成磷單質，并以蒸氣的形式進入煙氣中，由此，實現脫磷的效果；同時還可以對混合物料中的鐵進行還原得到單質鐵。

根據本發明的具體實施例，向高鈣高磷除鐵釩渣配入硅石和還原煤后進行還原焙燒脫磷處理以便進行脫磷和提鐵。具體地，脫磷和提鐵反應可以按照下列反應式進行：

脫磷反應：Ca₃PO₄+5C+SiO₂＝P₂↑+5CO↑+3CaSiO₃

提鐵反應：FeO·V₂O₃+C＝V₂O₃+Fe+CO

FeO·V₂O₃+CO＝V₂O₃+Fe+CO₂

根據本發明的具體實施例，還原焙燒脫磷處理的溫度可以為1200-1400℃。發明人發現，在該還原焙燒脫磷處理條件下，可以進一步提高磷脫除率以及鐵還原率。

根據本發明的具體實施例，通過采用上述還原焙燒脫磷處理條件，得到的脫磷焙燒產物的金屬化率不低于75％，進而可以有效地對高鈣高磷釩渣中的鐵進行回收。

S300：熔分處理

根據本發明的具體實施例，將脫磷焙燒產物進行熔分處理，以便得到鐵水和低磷釩渣。由此，通過熔分處理可以將脫磷焙燒產物可以將脫磷焙燒產物中的鐵和低磷釩渣進行有效地分離，實現對鐵的回收。根據本發明的具體示例，分離得到的低磷釩渣中Fe含量不大于5重量％；鐵的回收率不低于80重量％。

根據本發明的具體實施例，熔分處理得到的低磷釩渣中P₂O₅的含量不大于0.1重量％。由此，可以有效避免后續釩酸鈉熟料在水浸提釩時磷進入含釩浸出液中嚴重影響沉釩效果，最終獲得優質五氧化二釩產品。

根據本發明的具體實施例，低磷釩渣中P₂O₅的含量不大于0.05重量％。由此，可以有效避免后續釩酸鈉熟料在水浸提釩時磷進入含釩浸出液中嚴重影響沉釩效果，最終獲得優質五氧化二釩產品。

根據本發明的具體實施例，熔分處理的溫度可以為1500-1600攝氏度，由此可以進一步提高鐵水和低磷釩渣的分離效率，進而實現鐵的高效回收。

S400：氧化鈉化焙燒處理

根據本發明的實施例，將低磷釩渣與鈉鹽混合并進行氧化鈉化焙燒處理，以便得到水溶性釩酸鈉熟料。由此，脫磷之后的脫磷焙燒產物再經過氧化鈉化焙燒處理得到水溶性釩酸鈉熟料，利用現有的水浸提釩技術可以得到五氧化二釩產品。

根據本發明的具體實施例，氧化鈉化焙燒處理的溫度可以為600-900℃，時間為1-2h。發明人發現，脫磷之后的脫磷焙燒產物進行氧化鈉化焙燒處理，可以使脫磷焙燒產物中的釩被氧化為正五價的釩，并以水溶性釩酸鈉的形式存在，尤其在該氧化鈉化焙燒處理條件下，釩的氧化率較高。由此，本發明通過控制氧化鈉化焙燒處理的溫度和時間可以進一步提高水溶性釩酸鈉熟料的產率，進而提高釩的回收率。

根據本發明的具體實施例，在上述反應條件下進行的氧化鈉化焙燒處理過程中，脫磷焙燒產物具體發生的反應如下：

Na₂O+V₂O₃+O₂＝2NaVO₃偏釩酸鈉(4)

2Na₂O+V₂O₃+O₂＝Na₄V₂O₇焦釩酸鈉(5)

3Na₂O+V₂O₃+O₂＝Na₃VO₄正釩酸鈉(6)

根據本發明的具體實施例，經過氧化鈉化焙燒處理得到的水溶性的釩酸鈉熟料中的釩酸鈉可以包括正釩酸鈉、焦釩酸鈉和偏釩酸鈉的至少一種。至少90％的釩為化合價為正五價的釩酸鈉。發明人發現，正五價的釩酸鈉水溶性較好，由此，可以進一步提高后續水浸提釩處理時釩的產率。由此，可以進一步提高水溶性釩酸鈉的產率，進而提高釩的產率。

根據本發明的具體實施例，脫磷焙燒產物與鈉鹽可以按照質量比為100:(10-30)進行混合。由此，發明人發現，通過添加上述配比的鈉鹽，并在通入空氣的條件下，可以進一步提高釩酸鈉的產率，進而提高釩的回收率。

S500：水浸提釩處理

根據本發明的實施例，將水溶性釩酸鈉熟料進行水浸提釩處理，以便得到五氧化二釩產品。

根據本發明的具體實施例，水浸提釩處理具體可以按照下列步驟進行：首先將水溶性的釩酸鈉熟料進行水浸得到含釩溶液和水浸渣，然后將含釩溶液進行凈化除雜，再對含釩溶液進行酸性銨鹽沉釩處理得到多釩酸銨沉淀，最后將多釩酸銨進行煅燒處理得到五氧化二釩。由此，通過對水溶性釩酸鈉熟料進行水浸提釩處理可以有效回收獲得五氧化二釩產品。

根據本發明的另一個方面，本發明還提出了一種實施上述高鈣高磷釩渣脫磷提釩的方法的系統，參考圖2，包括：混合裝置100、還原焙燒脫磷裝置200、熔分裝置300、氧化鈉化焙燒裝置400和水浸提釩裝置500。

利用上述高鈣高磷釩渣脫磷提釩的系統，首先通過混合裝置100對高鈣高磷釩渣、硅石和還原煤進行混合處理，得到混合物料，接著將混合物料在還原焙燒脫磷裝置200進行還原焙燒脫磷處理，得到脫磷焙燒產物，由此實現脫磷的目的，再在熔分裝置300對脫磷焙燒產物進行熔分處理，將脫磷焙燒產物中的鐵分離出來，得到鐵水和低磷釩渣，再在氧化鈉化焙燒裝置400中對低磷釩渣進行氧化鈉化焙燒處理，得到水溶性釩酸鈉熟料，最后在水浸提釩裝置500中對水溶性釩酸鈉熟料進行水浸提釩處理，最終得到五氧化二釩產品。

由此，本發明通過采用上述實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的系統，可以進一步提高高鈣高磷釩渣中的鐵資源的回收率，并有效脫除高鈣高磷釩渣中的磷，避免釩酸鈉熟料在水浸提釩時磷進入含釩浸出液中從而嚴重影響沉釩效果，進而進一步改善高鈣高磷釩渣的脫磷效果，并提高鐵和釩的回收率和品質。

下面參考圖2對本發明上述實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的系統進行詳細描述。

混合裝置100

根據本發明的實施例，混合裝置100具有高鈣高磷釩渣入口110、硅石入口120、還原煤入口130和混合物料出口140，混合裝置100適于將高鈣高磷釩渣與硅石和還原煤進行混合處理，以便得到混合物料。

根據本發明的具體實施例，高鈣高磷釩渣中CaO的含量為3-25重量％，P₂O₅的含量為0.2-1重量％，V₂O₅的含量為5-20重量％，Fe的含量為20-35重量％。由此，本發明實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的系統可以有效針對CaO含量高于3重量％、P₂O₅含量高于0.2重量％的高鈣高磷釩渣進行處理，并且可以獲得高品質的鐵和五氧化二釩產品。

根據本發明的具體實施例，高鈣高磷釩渣中CaO的含量為5-15重量％，P₂O₅的含量為0.2-0.6重量％，V₂O₅的含量為5-10重量％，Fe的含量為20-30重量％。由此，本發明實施例的高鈣高磷釩渣脫磷提釩的系統可以有效針對CaO含量為5-15重量％、P₂O₅含量為0.2-0.6重量％的高鈣高磷釩渣進行處理，并且可以獲得高品質的鐵和五氧化二釩產品。

根據本發明的具體實施例，可以將高鈣高磷釩渣與硅石和還原煤按照質量比為100:(5～15):(8～15)進行混合處理。由此可以進一步提高后續還原鐵和還原脫磷效果。根據本發明的具體示例，發明人發現，向高鈣高磷除鐵釩渣中配入上述比例的硅石和還原煤，可以有效提高高鈣高磷除鐵釩渣中磷酸鈣的還原率以及鐵的還原率，進而提高脫磷效果以及鐵的回收率。

還原焙燒脫磷裝置200

根據本發明的實施例，還原焙燒脫磷裝置200具有混合物料入口210和脫磷焙燒產物出口220，混合物料入口210與混合物料出口140相連，還原焙燒脫磷裝置適于將混合物料進行還原焙燒脫磷處理，以便得到脫磷焙燒產物。

由此，通過利用還原焙燒脫磷裝置200對混合物料進行還原焙燒脫磷處理，可以使混合物料中的磷酸鈣被還原成磷單質，并以蒸氣的形式進入煙氣中，由此，實現脫磷的效果；同時還可以對混合物料中的鐵進行還原得到單質鐵。

根據本發明的具體實施例，向高鈣高磷除鐵釩渣配入硅石和還原煤后進行還原焙燒脫磷處理以便進行脫磷和提鐵。具體地，脫磷和提鐵反應可以按照下列反應式進行：

脫磷反應：Ca₃PO₄+5C+SiO₂＝P₂↑+5CO↑+3CaSiO₃

提鐵反應：FeO·V₂O₃+C＝V₂O₃+Fe+CO

FeO·V₂O₃+CO＝V₂O₃+Fe+CO₂

根據本發明的具體實施例，還原焙燒脫磷處理的溫度可以為1200-1400℃。發明人發現，在該還原焙燒脫磷處理條件下，可以進一步提高磷脫除率以及鐵還原率。

根據本發明的具體實施例，通過采用上述還原焙燒脫磷處理條件，得到的脫磷焙燒產物的金屬化率不低于75％，進而可以有效地對高鈣高磷釩渣中的鐵進行回收。

根據本發明的具體實施例，還原焙燒脫磷裝置為轉底爐，由此，可以進一步提高還原焙燒脫磷處理的效率，并且降低能耗。

熔分裝置300

根據本發明的實施例，熔分裝置300具有脫磷焙燒產物入口310、鐵水出口320和低磷釩渣出口330，脫磷焙燒產物入口310與脫磷焙燒產物出口220相連，熔分裝置300適于將脫磷焙燒產物進行熔分處理，以便得到鐵水和低磷釩渣。

由此，利用熔分裝置300對脫磷焙燒產物進行熔分處理后，可以將脫磷焙燒產物中的鐵和低磷釩渣進行有效地分離，實現對鐵的回收。根據本發明的具體示例，分離得到的低磷釩渣中Fe含量不大于5重量％；鐵的回收率不低于80重量％。

根據本發明的具體實施例，熔分處理得到的低磷釩渣中P₂O₅的含量不大于0.1重量％。由此，可以有效避免后續釩酸鈉熟料在水浸提釩時磷進入含釩浸出液中嚴重影響沉釩效果，最終獲得優質五氧化二釩產品。

根據本發明的具體實施例，低磷釩渣中P₂O₅的含量不大于0.05重量％。由此，可以有效避免后續釩酸鈉熟料在水浸提釩時磷進入含釩浸出液中嚴重影響沉釩效果，最終獲得優質五氧化二釩產品。

根據本發明的具體實施例，熔分處理的溫度可以為1500-1600攝氏度，由此可以進一步提高鐵水和低磷釩渣的分離效率，進而實現鐵的高效回收。

根據本發明的具體實施例，熔分裝置為燃氣熔分爐。由此可以進一步提高熔分效率，降低能耗。

氧化鈉化焙燒裝置400

根據本發明的實施例，氧化焙燒裝置400具有低磷釩渣入口410、鈉鹽入口420、空氣入口430和水溶性釩酸鈉熟料出口440，低磷釩渣入口410與低磷釩渣出口330相連，氧化焙燒裝置400適于將低磷釩渣進行氧化鈉化焙燒處理，以便得到水溶性釩酸鈉熟料。由此，脫磷之后的脫磷焙燒產物再經過氧化鈉化焙燒處理得到水溶性釩酸鈉熟料，利用現有的水浸提釩技術可以得到五氧化二釩產品。

根據本發明的具體實施例，氧化鈉化焙燒處理的溫度可以為600-900℃，時間為1-2h。發明人發現，脫磷之后的脫磷焙燒產物進行氧化鈉化焙燒處理，可以使脫磷焙燒產物中的釩被氧化為正五價的釩，并以水溶性釩酸鈉的形式存在，尤其在該氧化鈉化焙燒處理條件下，釩的氧化率較高。由此，本發明通過控制氧化鈉化焙燒處理的溫度和時間可以進一步提高水溶性釩酸鈉熟料的產率，進而提高釩的回收率。

根據本發明的具體實施例，在上述反應條件下進行的氧化鈉化焙燒處理過程中，脫磷焙燒產物具體發生的反應如下：

Na₂O+V₂O₃+O₂＝2NaVO₃偏釩酸鈉(4)

2Na₂O+V₂O₃+O₂＝Na₄V₂O₇焦釩酸鈉(5)

3Na₂O+V₂O₃+O₂＝Na₃VO₄正釩酸鈉(6)

根據本發明的具體實施例，經過氧化鈉化焙燒處理得到的水溶性的釩酸鈉熟料中的釩酸鈉可以包括正釩酸鈉、焦釩酸鈉和偏釩酸鈉的至少一種。至少90％的釩為化合價為正五價的釩酸鈉。發明人發現，正五價的釩酸鈉水溶性較好，由此，可以進一步提高后續水浸提釩處理時釩的產率。由此，可以進一步提高水溶性釩酸鈉的產率，進而提高釩的產率。

根據本發明的具體實施例，脫磷焙燒產物與鈉鹽可以按照質量比為100:(10-30)進行混合。由此，發明人發現，通過添加上述配比的鈉鹽，并在通入空氣的條件下，可以進一步提高釩酸鈉的產率，進而提高釩的回收率。

根據本發明的具體實施例，氧化鈉化焙燒裝置為回轉窯。由此，可以進一步提高氧化鈉化焙燒處理的效率。

水浸提釩裝置500

根據本發明的實施例，水浸提釩裝置500具有水溶性釩酸鈉熟料入口510、五氧化二釩出口520和尾渣出口530，水溶性釩酸鈉熟料入口510與水溶性釩酸鈉熟料出口440相連，水浸提釩裝置500適于將水溶性釩酸鈉熟料進行水浸提釩處理，以便得到五氧化二釩和尾渣。

根據本發明的具體實施例，在水浸提釩裝置500中對水溶性釩酸鈉熟料進行水浸提釩處理，最終得到五氧化二釩產品。

根據本發明的具體實施例，水浸提釩裝置500進一步包括水浸裝置、凈化裝置、沉釩裝置和煅燒裝置。其中，水浸裝置適于將水溶性的釩酸鈉熟料進行水浸處理，以便得到含釩溶液和水浸渣；凈化裝置適于將含釩溶液進行凈化除雜，以便得到凈化后的含釩溶液；沉釩裝置適于對凈化后的含釩溶液進行酸性銨鹽沉釩處理，以便得到多釩酸銨沉淀；煅燒裝置適于對多釩酸銨進行煅燒處理，以便得到五氧化二釩產品。由此，通過對水溶性釩酸鈉熟料進行水浸提釩處理可以有效回收獲得五氧化二釩產品。

實施例1

將國內某公司高鈣高磷釩渣(CaO質量分數為3％，P₂O₅質量分數為0.2％，V₂O₅質量分數為20％，Fe質量分數為35％)與硅石和還原煤按質量比100:5:15混合得到混合物料。將混合物料在轉底爐內在1200℃下進行還原焙燒，磷主要以磷蒸氣的形式進入煙氣中，反應結束后得到脫磷焙燒產物，脫磷焙燒產物的金屬化率為80％。將脫磷焙燒產物在燃氣熔分爐內1550℃的溫度下進行熔分得到鐵水和低磷釩渣，鐵水可以送去煉鋼，低磷釩渣中P₂O₅質量分數為0.09％，Fe質量分數為5％。將低磷釩渣與鈉鹽按質量比100:10混合后在回轉窯內600℃氧化鈉化焙燒1h得到水溶性釩酸鈉熟料，其中五價釩占全釩的比例為92％。最后將水溶性釩酸鈉熟料進行水浸提釩處理得到五氧化二釩(品位98.8％)和尾渣。整個流程的釩回收率95％，鐵回收率85％。

實施例2

將國內某公司高鈣高磷釩渣(CaO質量分數為25％，P₂O₅質量分數為1％，V₂O₅質量分數為5％，Fe質量分數為20％)與硅石和還原煤按質量比100:15:8混合得到混合物料。將混合物料在轉底爐內在1400℃下進行還原焙燒，磷主要以磷蒸氣的形式進入煙氣中，反應結束后得到脫磷焙燒產物，脫磷焙燒產物的金屬化率為75％。將脫磷焙燒產物在燃氣熔分爐內1600℃的溫度下進行熔分得到鐵水和低磷釩渣，鐵水可以送去煉鋼，低磷釩渣中P₂O₅質量分數為0.05％，Fe質量分數為3％。將低磷釩渣與鈉鹽按質量比100:30混合后在回轉窯內900℃氧化鈉化焙燒1.5h得到水溶性釩酸鈉熟料，其中五價釩占全釩的比例為96％。最后將水溶性釩酸鈉熟料進行水浸提釩處理得到五氧化二釩(品位99.2％)和尾渣。整個流程的釩回收率97％，鐵回收率80％。

實施例3

將國內某公司高鈣高磷釩渣(CaO質量分數為15％，P₂O₅質量分數為0.6％，V₂O₅質量分數為7％，Fe質量分數為30％)與硅石和還原煤按質量比100:10:10混合得到混合物料。將混合物料在轉底爐內在1300℃下進行還原焙燒，磷主要以磷蒸氣的形式進入煙氣中，反應結束后得到脫磷焙燒產物，脫磷焙燒產物的金屬化率為82％。將脫磷焙燒產物在燃氣熔分爐內1600℃的溫度下進行熔分得到鐵水和低磷釩渣，鐵水可以送去煉鋼，低磷釩渣中P₂O₅質量分數為0.04％，Fe質量分數為4％。將低磷釩渣與鈉鹽按質量比100:20混合后在回轉窯內800℃氧化鈉化焙燒2h得到水溶性釩酸鈉熟料，其中五價釩占全釩的比例為95％。最后將水溶性釩酸鈉熟料進行水浸提釩處理得到五氧化二釩(品位99.0％)和尾渣。整個流程的釩回收率96％，鐵回收率87％。

實施例4

將國內某公司高鈣高磷釩渣(CaO質量分數為5％，P₂O₅質量分數為0.2％，V₂O₅質量分數為10％，Fe質量分數為30％)與硅石和還原煤按質量比100:8:9混合得到混合物料。將混合物料在轉底爐內在1350℃下進行還原焙燒，磷主要以磷蒸氣的形式進入煙氣中，反應結束后得到脫磷焙燒產物，脫磷焙燒產物的金屬化率為85％。將脫磷焙燒產物在燃氣熔分爐內1500℃的溫度下進行熔分得到鐵水和低磷釩渣，鐵水可以送去煉鋼，低磷釩渣中P₂O₅質量分數為0.03％，Fe質量分數為2％。將低磷釩渣與鈉鹽按質量比100:25混合后在回轉窯內750℃氧化鈉化焙燒2h得到水溶性釩酸鈉熟料，其中五價釩占全釩的比例為98％。最后將水溶性釩酸鈉熟料進行水浸提釩處理得到五氧化二釩(品位99.4％)和尾渣。整個流程的釩回收率98％，鐵回收率90％。

實施例5

將國內某公司高鈣高磷釩渣(CaO質量分數為10％，P₂O₅質量分數為0.4％，V₂O₅質量分數為8％，Fe質量分數為25％)與硅石和還原煤按質量比100:11:12混合得到混合物料。將混合物料在轉底爐內在1250℃下進行還原焙燒，磷主要以磷蒸氣的形式進入煙氣中，反應結束后得到脫磷焙燒產物，脫磷焙燒產物的金屬化率為77％。將脫磷焙燒產物在燃氣熔分爐內1600℃的溫度下進行熔分得到鐵水和低磷釩渣，鐵水可以送去煉鋼，低磷釩渣中P₂O₅質量分數為0.01％，Fe質量分數為3％。將低磷釩渣與鈉鹽按質量比100:15混合后在回轉窯內650℃氧化鈉化焙燒2h得到水溶性釩酸鈉熟料，其中五價釩占全釩的比例為91％。最后將水溶性釩酸鈉熟料進行水浸提釩處理得到五氧化二釩(品位98.5％)和尾渣。整個流程的釩回收率94％，鐵回收率82％。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。