本發明屬于冶金技術領域，具體而言，本發明涉及處理高鈣高磷釩渣的方法和系統。

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處理高鈣高磷釩渣的方法和系統，其中處理高鈣高磷釩渣的方法通過預先脫除高鈣高磷釩渣中的磷，可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，本發明提出了一種處理高鈣高磷釩渣的方法，包括：將高鈣高磷釩渣、硅石、還原煤和粘結劑進行混合處理，以便得到混合物料；將混合物料進行成型處理，以便得到混合球團；將混合球團進行還原焙燒脫磷處理，以便得到脫磷金屬化球團和含磷煙氣；將脫磷金屬化球團進行磨礦磁選處理，以便得到鐵粉和低磷釩渣；將低磷釩渣進行氧化鈣化焙燒處理，以便得到酸溶性釩酸鈣熟料；以及將酸溶性釩酸鈣熟料進行酸浸提釩處理，以便得到五氧化二釩產品。由此，本發明實施例的處理高鈣高磷釩渣的方法，不僅可以有效脫除高鈣高磷釩渣中的磷，避免釩酸鈣熟料在酸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處理高鈣高磷釩渣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，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處理高鈣高磷釩渣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，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處理高鈣高磷釩渣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，高鈣高磷除鐵釩渣、硅石、還原煤和粘結劑按質量比為100:(5-15):(8-15)：(2-5)進行混合處理。可以有效制備得到混合球團，并且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，還原焙燒脫磷處理的溫度為1200-1400℃。由此，可以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，脫磷金屬化球團的金屬化率不低于75％。由此，可以進一步提高后續磨礦磁選處理時鐵的回收率。

在本發明的一些實施例中，低磷釩渣中P₂O₅的含量不大于0.1重量％。由此，可以提高后續酸浸提釩處理中釩的品質。

在本發明的一些實施例中，低磷釩渣中P₂O₅的含量不大于0.05重量％。由此，可以進一步提高后續酸浸提釩處理中釩的品質。

在本發明的一些實施例中，低磷釩渣中Fe含量不大于5重量％，高鈣高磷釩渣中鐵的回收率不低于80重量％。由此，可以進一步提高五氧化二釩產品的品質。

在本發明的一些實施例中，氧化鈣化焙燒處理的溫度為900-1200℃，時間為1-2h。由此，可以進一步提高酸溶性釩酸鈣熟料的產率，進而提高釩的回收率。

在本發明的一些實施例中，酸溶性釩酸鈣熟料中的釩酸鈣為正四價釩酸鈣和/或正五價釩酸鈣，酸溶性釩酸鈣熟料中的釩酸鈣為正釩酸鈣、焦釩酸鈣和偏釩酸鈣中的至少一種。由此，可以進一步提高后續酸浸提釩處理時釩的回收率。

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處理高鈣高磷釩渣的方法的系統，該系統包括：混合裝置、圓盤造球機、還原焙燒脫磷裝置、磨礦磁選裝置、氧化鈣化焙燒裝置和酸浸提釩裝置。

其中，混合裝置具有高鈣高磷釩渣入口、硅石入口、還原煤入口、粘結劑入口和混合物料出口，混合裝置適于將高鈣高磷釩渣、硅石、還原煤和粘結劑進行混合處理，以便得到混合物料；圓盤造球機具有混合物料入口和混合球團出口，混合物料入口與混合物料出口相連，圓盤造球機適于將混合物料進行成型處理，以便得到混合球團；還原焙燒脫磷裝置具有混合球團入口、脫磷金屬化球團出口和含磷煙氣出口，混合球團入口與混合球團出口相連，還原焙燒脫磷裝置適于將混合球團進行還原焙燒脫磷處理，以便得到脫磷金屬化球團和含磷煙氣；磨礦磁選裝置具有脫磷金屬化球團入口、鐵粉出口和低磷釩渣出口，脫磷金屬化球團入口與脫磷金屬化球團出口相連，磨礦磁選裝置適于將脫磷金屬化球團進行磨礦磁選處理，以便得到鐵粉和低磷釩渣；氧化鈣化焙燒裝置，氧化鈣化焙燒裝置具有低磷釩渣入口、空氣入口和酸溶性釩酸鈣熟料出口，低磷釩渣入口與低磷釩渣出口相連，氧化鈣化焙燒裝置適于將低磷釩渣進行氧化鈣化焙燒處理，以便得到酸溶性釩酸鈣熟料；酸浸提釩裝置具有酸溶性釩酸鈣熟料入口、五氧化二釩出口和尾渣出口，酸溶性釩酸鈣熟料入口與酸溶性釩酸鈣熟料出口相連，酸浸提釩裝置適于將酸溶性釩酸鈣熟料進行酸浸提釩處理，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處理高鈣高磷釩渣的系統，不僅可以有效脫除高鈣高磷釩渣中的磷，避免釩酸鈣熟料在酸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處理高鈣高磷釩渣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，還原焙燒脫磷裝置為轉底爐，磨礦磁選裝置包括聯動設置的球磨機和磁選機，氧化鈣化焙燒裝置為回轉窯。由此，可以進一步提高處理高鈣高磷釩渣時的效率。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據本發明一個實施例的處理高鈣高磷釩渣的方法的流程圖；

圖2是根據本發明一個實施例的處理高鈣高磷釩渣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，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，本發明提出了一種處理高鈣高磷釩渣的方法。根據本發明實施例的處理高鈣高磷釩渣的方法包括：將高鈣高磷釩渣、硅石、還原煤和粘結劑進行混合處理，以便得到混合物料；將混合物料進行成型處理，以便得到混合球團；將混合球團進行還原焙燒脫磷處理，以便得到脫磷金屬化球團和含磷煙氣；將進行磨礦磁選處理，以便得到鐵粉和低磷釩渣；將低磷釩渣進行氧化鈣化焙燒處理，以便得到酸溶性釩酸鈣熟料；以及將酸溶性釩酸鈣熟料進行酸浸提釩處理，以便得到五氧化二釩產品。

根據本發明上述實施例的處理高鈣高磷釩渣的方法，首先將高鈣高磷釩渣、硅石、還原煤和粘結劑進行混合處理得到混合物料，并對混合物料進行成型處理得到混合球團，然后將混合球團進行還原焙燒脫磷處理，得到脫磷金屬化球團和含磷煙氣，實現脫磷的目的，接著對脫磷金屬化球團進行磨礦磁選處理，將鐵粉從脫磷金屬化球團中分離處理，得到鐵粉和低磷釩渣，再對低磷釩渣進行氧化鈣化焙燒處理，得到酸溶性釩酸鈣熟料，最后對酸溶性釩酸鈣熟料進行酸浸提釩處理，最終得到五氧化二釩產品。由此，本發明實施例的處理高鈣高磷釩渣的方法不僅可以有效脫除高鈣高磷釩渣中的磷，避免釩酸鈣熟料在酸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處理高鈣高磷釩渣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、硅石、還原煤和粘結劑進行混合處理，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，本發明實施例的處理高鈣高磷釩渣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，本發明實施例的處理高鈣高磷釩渣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，高鈣高磷除鐵釩渣、硅石、還原煤和粘結劑按質量比為100:(5-15):(8-15)：(2-5)進行混合處理。可以有效制備得到混合球團，并且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。

根據本發明的具體實施例，粘結劑的類型并不受特別限制，例如，根據本發明的粘結劑可以為膨潤土、水玻璃、糖蜜、淀粉溶液中的一種或多種。由此，可以進一步提高后續成型處理時的效率和混合球團的質量。

S200：成型處理

根據本發明的實施例，將混合物料進行成型處理，以便得到混合球團。

根據本發明的具體實施例，成型處理的裝置并不受特別限制，例如，根據本發明的實施示例，成型處理裝置可以為圓盤造球機。由此，可以進一步提高成型處理的效率。

S300：還原焙燒脫磷處理

根據本發明的實施例，將混合球團進行還原焙燒脫磷處理，以便得到脫磷金屬化球團和含磷煙氣。由此，通過混合球團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、還原煤和粘結劑并成型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，得到的脫磷金屬化球團的金屬化率不低于75％，進而可以有效地對高鈣高磷釩渣中鐵進行回收。

S400：磨礦磁選處理

根據本發明的實施例，將脫磷金屬化球團進行磨礦磁選處理，以便得到鐵粉和低磷釩渣。由此，對脫磷金屬化球團進行磨礦處理后在進行磁選處理，可以將脫磷金屬化球團中的鐵粉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，磁選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鈣熟料在酸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，磁選處理得到的低磷釩渣中P₂O₅的含量不大于0.05重量％。由此，可以有效避免后續釩酸鈣熟料在酸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。

S500：氧化鈣化焙燒處理

根據本發明的實施例，將低磷釩渣進行氧化鈣化焙燒處理，以便得到酸溶性釩酸鈣熟料。

根據本發明的具體實施例，氧化鈣化焙燒處理的溫度可以為900-1200℃，時間為1-2h。發明人發現，對脫磷之后的低磷釩渣再進行氧化鈣化焙燒處理，可以使低磷釩渣中的釩被氧化為正四價或正五價，并以酸溶性釩酸鈣的形式存在，尤其在該氧化鈣化焙燒處理條件下，釩的氧化率較高。由此，本發明通過控制氧化鈣化焙燒處理的溫度和時間可以進一步提高酸溶性釩酸鈣熟料的產率，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鈣化焙燒處理過程中，脫磷焙燒球團內具體發生的反應如下：

CaO+V₂O₃+O₂＝CaV₂O₆偏釩酸鈣(五價，酸溶性)

2CaO+V₂O₃+O₂＝Ca₂V₂O₇焦釩酸鈣(五價，酸溶性)

3CaO+V₂O₃+O₂＝Ca₃V₂O₈正釩酸鈣(五價，酸溶性)

CaO+V₂O₃+0.5O₂＝CaV₂O₅偏釩酸鈣(四價，酸溶性)

2CaO+V₂O₃+0.5O₂＝Ca₂V₂O₆焦釩酸鈣(四價，酸溶性)

3CaO+V₂O₃+0.5O₂＝Ca₃V₂O₇正釩酸鈣(四價，酸溶性)

因此，根據本發明的具體實施例，經過氧化鈣化焙燒處理得到的酸溶性釩酸鈣熟料中的釩酸鈣可以包括正釩酸鈣、焦釩酸鈣和偏釩酸鈣中的至少一種，也可以是四價釩酸鈣和五價釩酸鈣的任意比例混合。由此，可以進一步提高后續酸浸提釩處理時釩酸鈣的溶解，進而顯著提高釩的回收率。

S600：酸浸提釩處理

根據本發明的實施例，將酸溶性釩酸鈣熟料進行酸浸提釩處理，以便得到五氧化二釩產品

根據本發明的具體實施例，酸浸提釩處理具體可以按照下列步驟進行：首先將酸溶性的釩酸鈣熟料進行酸浸得到含釩溶液和酸浸渣，然后將含釩溶液凈化除雜，再對凈化后的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，通過對酸溶性釩酸鈣熟料進行酸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處理高鈣高磷釩渣的方法的系統，參考圖2，包括：混合裝置100、圓盤造球機200、還原焙燒脫磷裝置300、磨礦磁選裝置400、氧化鈣化焙燒裝置500和酸浸提釩裝置600。

利用上述處理高鈣高磷釩渣的系統，首先通過混合裝置100對高鈣高磷釩渣、硅石、還原煤和粘結劑進行混合處理，得到混合物料，接著將混合物料在圓盤造球機200中進行成型處理，得到混合球團，然后將混合球團在還原焙燒脫磷裝置300進行還原焙燒脫磷處理，得到脫磷金屬化球團和含磷煙氣，由此實現脫磷的目的，再在磨礦磁選裝置400對脫磷金屬化球團進行磨礦磁選處理，將脫磷金屬化球團中的鐵粉分離處理，得到鐵粉和低磷釩渣，再在氧化鈣化焙燒裝置500中對低磷釩渣進行氧化鈣化焙燒處理，得到酸溶性釩酸鈣熟料，最后在酸浸提釩裝置600中對酸溶性釩酸鈣熟料進行酸浸提釩處理，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處理高鈣高磷釩渣的系統，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，避免釩酸鈣熟料在酸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處理高鈣高磷釩渣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、粘結劑入口140和混合物料出口150，混合裝置100適于將高鈣高磷釩渣、硅石、還原煤和粘結劑進行混合處理，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，本發明實施例的處理高鈣高磷釩渣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，本發明實施例的處理高鈣高磷釩渣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，高鈣高磷除鐵釩渣、硅石、還原煤和粘結劑按質量比為100:(5-15):(8-15)：(2-5)進行混合處理。可以有效制備得到混合球團，并且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。

根據本發明的具體實施例，粘結劑的類型并不受特別限制，例如，根據本發明的粘結劑可以為膨潤土、水玻璃、糖蜜、淀粉溶液中的一種或多種。由此，可以進一步提高后續成型處理時的效率和混合球團的質量。

圓盤造球機200

根據本發明的實施例，圓盤造球機200具有混合物料入口210和混合球團出口220，混合物料入口210與混合物料出口150相連，圓盤造球機200適于將混合物料進行成型處理，以便得到混合球團。

根據本發明的具體實施例，成型處理的裝置并不受特別限制，例如，根據本發明的實施示例，成型處理裝置可以為圓盤造球機200。由此，可以進一步提高成型處理的效率。

還原焙燒脫磷裝置300

根據本發明的實施例，還原焙燒脫磷裝置300具有混合球團入口310、脫磷金屬化球團出口320和含磷煙氣出口330，混合球團入口310與混合球團出口220相連，還原焙燒脫磷裝置300適于將混合球團進行還原焙燒脫磷處理，以便得到脫磷金屬化球團和含磷煙氣。

根據本發明的具體實施例，將混合球團在還原焙燒脫磷裝置300中進行還原焙燒脫磷處理，得到脫磷金屬化球團和含磷煙氣。由此，通過混合球團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、還原煤和粘結劑并成型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，得到的脫磷金屬化球團的金屬化率不低于75％，進而可以有效地對高鈣高磷釩渣中鐵進行回收。

根據本發明的具體實施例，還原焙燒脫磷裝置300可以為轉底爐。由此，可以進一步提高還原焙燒脫磷處理的效率。

磨礦磁選裝置400

根據本發明的實施例，磨礦磁選裝置400具有脫磷金屬化球團入口410、鐵粉出口420和低磷釩渣出口430，脫磷金屬化球團入口410與脫磷金屬化球團出口320相連，磨礦磁選裝置400適于將脫磷金屬化球團進行磨礦磁選處理，以便得到鐵粉和低磷釩渣。

根據本發明的具體實施例，在磨礦磁選裝置400對脫磷金屬化球團進行磨礦磁選處理，將脫磷金屬化球團中的鐵粉分離處理，得到鐵粉和低磷釩渣。由此，對脫磷金屬化球團進行磨礦處理后在進行磁選處理，可以將脫磷金屬化球團中的鐵粉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，磁選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鈣熟料在酸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鈣熟料在酸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，磨礦磁選裝置可以包括聯動設置的球磨機和磁選機。由此，可以進一步提高磨礦磁選處理的效率。

氧化鈣化焙燒裝置500

根據本發明的實施例，氧化鈣化焙燒裝置500具有低磷釩渣入口510、空氣入口520和酸溶性釩酸鈣熟料出口530，低磷釩渣入口510與低磷釩渣出口相連430，氧化鈣化焙燒裝置適于將低磷釩渣進行氧化鈣化焙燒處理，以便得到酸溶性釩酸鈣熟料。

根據本發明的具體實施例，氧化鈣化焙燒處理的溫度可以為900-1200℃，時間為1-2h。發明人發現，對脫磷之后的低磷釩渣再進行氧化鈣化焙燒處理，可以使低磷釩渣中的釩被氧化為正四價或正五價，并以酸溶性釩酸鈣的形式存在，尤其在該氧化鈣化焙燒處理條件下，釩的氧化率較高。由此，本發明通過控制氧化鈣化焙燒處理的溫度和時間可以進一步提高酸溶性釩酸鈣熟料的產率，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鈣化焙燒處理過程中，脫磷焙燒球團內具體發生的反應如下：

CaO+V₂O₃+O₂＝CaV₂O₆偏釩酸鈣(五價，酸溶性)

2CaO+V₂O₃+O₂＝Ca₂V₂O₇焦釩酸鈣(五價，酸溶性)

3CaO+V₂O₃+O₂＝Ca₃V₂O₈正釩酸鈣(五價，酸溶性)

CaO+V₂O₃+0.5O₂＝CaV₂O₅偏釩酸鈣(四價，酸溶性)

2CaO+V₂O₃+0.5O₂＝Ca₂V₂O₆焦釩酸鈣(四價，酸溶性)

3CaO+V₂O₃+0.5O₂＝Ca₃V₂O₇正釩酸鈣(四價，酸溶性)

因此，根據本發明的具體實施例，經過氧化鈣化焙燒處理得到的酸溶性釩酸鈣熟料中的釩酸鈣可以包括正釩酸鈣、焦釩酸鈣和偏釩酸鈣中的至少一種，也可以是四價釩酸鈣和五價釩酸鈣的任意比例混合。由此，可以進一步提高后續酸浸提釩處理時釩酸鈣的溶解，進而顯著提高釩的回收率。

根據本發明的具體實施例，氧化鈣化焙燒裝置500可以為回轉窯。由此，可以進一步提高氧化鈣化焙燒處理的效率。

酸浸提釩裝置600

根據本發明的實施例，酸浸提釩裝置600具有酸溶性釩酸鈣熟料入口610、五氧化二釩出口620和尾渣出口630，酸溶性釩酸鈣熟料入口610與酸溶性釩酸鈣熟料出口530相連，酸浸提釩裝置600適于將酸溶性釩酸鈣熟料進行酸浸提釩處理，以便得到五氧化二釩和尾渣，

根據本發明的具體實施例，酸浸提釩裝置600進一步包括酸浸裝置、凈化裝置、沉釩裝置和煅燒裝置。其中，酸浸裝置適于將酸溶性釩酸鈣熟料進行酸浸處理，以便得到含釩溶液和酸浸渣；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，通過對酸溶性釩酸鈣熟料進行酸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含量為3重量％，P₂O₅含量為0.2重量％，V₂O₅含量為20重量％，Fe含量為35重量％)、硅石、還原煤和膨潤土按質量比100:5:15:2混合得到混合物料，將混合物料在圓盤造球機上進行成型得到混合球團。將混合球團在轉底爐內在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金屬化球團，脫磷金屬化球團的金屬化率為80％。將脫磷金屬化球團在球磨機和磁選機的聯動裝置上進行磨礦磁選處理得到鐵粉和低磷釩渣，鐵粉可以送去煉鋼，低磷釩渣中P₂O₅含量為0.09重量％，Fe含量為5重量％。將低磷釩渣在回轉窯內900℃氧化鈣化焙燒1h得到酸溶性釩酸鈣熟料，其中正五價釩和正四價釩的總質量占全釩的比例為92％。最后將酸溶性釩酸鈣熟料進行酸浸提釩處理得到五氧化二釩(品位98.7％)和尾渣。整個流程的釩回收率95.2％，鐵回收率85.4％。

實施例2

將國內某公司高鈣高磷釩渣(CaO含量為25重量％，P₂O₅含量為1重量％，V₂O₅含量為5重量％，Fe含量為20重量％)、硅石、還原煤和淀粉溶液按質量比100:15:8:3混合得到混合物料。將混合物料在圓盤造球機上進行成型得到混合球團。將混合球團在轉底爐內在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金屬化球團，脫磷金屬化球團的金屬化率為75％。將脫磷金屬化球團在球磨機和磁選機的聯動裝置上進行磨礦磁選處理得到鐵粉和低磷釩渣，鐵粉可以送去煉鋼，低磷釩渣中P₂O₅含量為0.05重量％，Fe含量為3重量％。將低磷釩渣在回轉窯內1000℃氧化鈣化焙燒1.5h得到酸溶性釩酸鈣熟料，其中正五價釩和正四價釩的總質量占全釩的比例為96％。最后將酸溶性釩酸鈣熟料進行酸浸提釩處理得到五氧化二釩(品位99.3％)和尾渣。整個流程的釩回收率97.3％，鐵回收率80.7％。

實施例3

將國內某公司高鈣高磷釩渣(CaO含量為15重量％，P₂O₅含量為0.6重量％，V₂O₅含量為7重量％，Fe含量為30重量％)、硅石、還原煤和水玻璃按質量比100:10:10:4混合得到混合物料。將混合物料在圓盤造球機上進行成型得到混合球團。將混合球團在轉底爐內在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金屬化球團，脫磷金屬化球團的金屬化率為82％。將脫磷金屬化球團在球磨機和磁選機的聯動裝置上進行磨礦磁選處理得到鐵粉和低磷釩渣，鐵粉可以送去煉鋼，低磷釩渣中P₂O₅含量為0.04重量％，Fe含量為4重量％。將低磷釩渣在回轉窯內1100℃氧化鈣化焙燒2h得到酸溶性釩酸鈣熟料，其中正五價釩和正四價釩的總質量占全釩的比例為95％。最后將酸溶性釩酸鈣熟料進行酸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96.8％，鐵回收率87.3％。

實施例4

將國內某公司高鈣高磷釩渣(CaO含量為5重量％，P₂O₅含量為0.2重量％，V₂O₅含量為10重量％，Fe含量為30重量％)、硅石、還原煤和糖蜜按質量比100:8:9:5混合得到混合物料。將混合物料在圓盤造球機上進行成型得到混合球團。將混合球團在轉底爐內在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金屬化球團，脫磷金屬化球團的金屬化率為85％。將脫磷金屬化球團在球磨機和磁選機的聯動裝置上進行磨礦磁選處理得到鐵粉和低磷釩渣，鐵粉可以送去煉鋼，低磷釩渣中P₂O₅含量為0.03重量％，Fe含量為2重量％。將低磷釩渣在回轉窯內1200℃氧化鈣化焙燒2h得到酸溶性釩酸鈣熟料，其中正五價釩和正四價釩的總質量占全釩的比例為98％。最后將酸溶性釩酸鈣熟料進行酸浸提釩處理得到五氧化二釩(品位99.6％)和尾渣。整個流程的釩回收率98.2％，鐵回收率90.7％。

實施例5

將國內某公司高鈣高磷釩渣(CaO含量為10重量％，P₂O₅含量為0.4重量％，V₂O₅含量為8重量％，Fe含量為25重量％)、硅石、還原煤和膨潤土按質量比100:11:12:3.5混合得到混合物料。將將混合物料在圓盤造球機上進行成型得到混合球團。將混合球團在轉底爐內在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金屬化球團，脫磷金屬化球團的金屬化率為77％。將脫磷金屬化球團在球磨機和磁選機的聯動裝置上進行磨礦磁選處理得到鐵粉和低磷釩渣，鐵粉可以送去煉鋼，低磷釩渣中P₂O₅含量為0.01重量％，Fe含量為3重量％。將低磷釩渣與在回轉窯內1150℃氧化鈣化焙燒2h得到酸溶性釩酸鈣熟料，其中正五價釩和正四價釩的總質量占全釩的比例為91％。最后將酸溶性釩酸鈣熟料進行酸浸提釩處理得到五氧化二釩(品位98.7％)和尾渣。整個流程的釩回收率94.2％，鐵回收率82.2％。

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。