專利名稱：釩渣焙燒生產(chǎn)五氧化二釩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種釩渣氧化鈉化焙燒工藝，尤其是一種高硅、高鐵釩渣焙燒生產(chǎn)五氧化二釩的方法。
背景技術(shù)：
目前釩渣焙燒主要是采用氧化鈉化焙燒、水浸提釩工藝生產(chǎn)五氧化二釩。釩渣氧化鈉化焙燒附加劑主要是工業(yè)鹽、純堿。釩渣品位偏低，硅、鐵含量較高的釩渣焙燒溫度不宜控制，轉(zhuǎn)化率波動(dòng)幅度大?，F(xiàn)有的釩渣附加劑配比主要是根據(jù)釩渣含釩及雜質(zhì)含量調(diào)整， 根據(jù)進(jìn)廠中釩渣品位數(shù)據(jù)確定附加劑的加入量，鐵和二氧化硅含量波動(dòng)較大時(shí)調(diào)整鹽堿配比。生產(chǎn)實(shí)踐證明當(dāng)釩渣中二氧化硅含量超過(guò)23%時(shí)，焙燒轉(zhuǎn)化率下降幅度明顯，釩渣中二氧化硅是重要組成部分，而且也是釩渣的有害成分之一。隨著SiO2含量的增高，渣中尖晶石結(jié)構(gòu)不完整，顆粒細(xì)，不利釩的提取，釩收率偏低，SiO2在焙燒過(guò)程中易與附加劑生成低熔玻璃質(zhì)，爐料過(guò)早出現(xiàn)液相，爐料發(fā)粘，結(jié)塊，大窯結(jié)圈，阻礙了釩的氧化和可溶性釩酸鈉的生成。釩渣中的金屬鐵是目前影響釩渣焙燒的主要因素，金屬鐵在釩前優(yōu)先氧化分解，產(chǎn)生大量的熱量，造成預(yù)熱帶溫度過(guò)高，預(yù)熱帶易形成亮圈，爐料易凝結(jié)成小球，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)化率，轉(zhuǎn)化率一般在77 80%。綜上，現(xiàn)有的釩渣焙燒方法僅局限于釩渣品位高、含硅、鐵量低焙燒方法，因此開發(fā)一種含硅、含鐵高的釩渣焙燒方法是有必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種含硅、含鐵高的釩渣焙燒生產(chǎn)五氧化二釩的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是其在釩渣中加入附加劑，混合均勻后在回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行氧化鈉化焙燒；所述的附加劑為碳酸鈉和氯化鈉的混合物；
所述的釩渣中含釩量為5. 0 5. 、含硅量為沈 28wt%以及含鐵量為23 25wt% 時(shí)，附加劑蘇打比控制在1. 1 1. 15、鹽取代系數(shù)14% 16% ；
所述的釩渣中含釩量為5. 4 5. 8wt%、含硅量為23 26wt%以及含鐵量為21 23wt% 時(shí)，附加劑中蘇打比控制在1. 15 1. 2、鹽取代系數(shù)12% 14% ；
所述的釩渣中含釩量為5. 8 6. 2wt%、含硅量為20 23wt%以及含鐵量為19 21wt% 時(shí)，附加劑中蘇打比控制在1. 2 1. 25、鹽取代系數(shù)10% 12%。本發(fā)明判斷窯況好壞，主要是通過(guò)觀察爐料在火焰下是否有較好的粘性翻動(dòng)，附加劑分解出的氣體是否較多，在翻動(dòng)過(guò)程中爐料表面略顯暗紅色，回轉(zhuǎn)窯在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程窯壁帶起的爐料呈現(xiàn)小翻動(dòng)，并附有少量的大料塊，爐料一進(jìn)入冷卻帶就自行粉碎，爐料疏松， 呈現(xiàn)出海綿狀來(lái)判斷窯況的好壞；
所述的釩渣中含釩量為5. 0 5. 、含硅量為沈 28wt%以及含鐵量為23 25wt% 時(shí)，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在330 350°C，燒成帶最高溫度控制在820 840°C，冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯；
所述的釩渣中含釩量為5. 4 5. 8wt%、含硅量為23 26wt%以及含鐵量為21 23wt% 時(shí)，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在340 360°C、燒成帶最高溫度控制在820 840°C，冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯；
所述的釩渣中含釩量為5. 8 6. 2wt%、含硅量為20 23wt%以及含鐵量為19 21wt% 時(shí)，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在360 380°C燒成帶最高溫度控制在830 850°C，冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯。當(dāng)釩渣釩含量不變，SiO2, Fe含量變化時(shí)，蘇打比不變，鹽取代系數(shù)調(diào)整。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本發(fā)明采取調(diào)整鹽、堿的配比，降低 SiO2、！^e對(duì)熟料轉(zhuǎn)化率的影響；當(dāng)SiO2含量增高時(shí)減少堿的加入量，提高鹽的加入量；將對(duì)減少硅酸鈉生成、增加釩酸鈉的生成有益，針對(duì)釩渣含硅、含鐵高進(jìn)行優(yōu)化附加劑配比參數(shù)。本發(fā)明有針對(duì)性的提出適合高硅高鐵釩渣焙燒方法及相應(yīng)的附加劑配比，極大的提高熟料轉(zhuǎn)化率，產(chǎn)品產(chǎn)量提高顯著，釩渣單耗降低明顯。尤其是通過(guò)控制回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度、燒成帶最高溫度和冷卻帶溫度，冷卻帶長(zhǎng)度變短燒成帶長(zhǎng)度增加，增加爐料在燒成帶的反應(yīng)時(shí)間，保證了釩的氧化和釩酸鈉的生成所需的條件，防止司窯工因不易控制溫度而形成拳頭大球料出現(xiàn)，延長(zhǎng)氧化反應(yīng)時(shí)間，有效地防止?fàn)t料過(guò)燒、局部溫度過(guò)高，避免預(yù)熱帶形成二段溫度。轉(zhuǎn)化率提高幅度明顯，實(shí)施后轉(zhuǎn)化率提高1個(gè)百分點(diǎn)；從而達(dá)到提高釩收率，降低單位成本的目的。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的流程結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式釩渣焙燒反應(yīng)原理如下爐料在預(yù)熱分解帶主要發(fā)生附加劑開始分解及V2O5成鹽反應(yīng)，水分蒸發(fā)，正硅酸鹽分解，i^eo、低價(jià)氧化物的氧化，釩尖晶石分解成釩赤鐵礦等變化。預(yù)熱帶發(fā)生的反應(yīng)主要是
(1)Fe+l/202 — FeO
(2)2Fe+l/202 — Fe2O3
(3)2Fe0. SiO2 + 1/2 — Fe2O3 · SiO2。燒成帶發(fā)生的反應(yīng)主要低價(jià)釩被氧化成五價(jià)釩，附加劑大量分解和釩酸鈉的生成等反應(yīng)，這些反應(yīng)是在氣、液、固三相中進(jìn)行的，這是爐料在窯內(nèi)反應(yīng)好壞的關(guān)健。燒成帶發(fā)生的反應(yīng)主要是尖晶石氧化分解，五氧化二釩與鈉鹽反應(yīng)生成溶于水的釩酸鈉.反應(yīng)原理如下
(DFe2O3- V2O5 — Fe2O3 + V2O5 (2) V205+Na2C03 — 2 NaV03+C02 個(gè) (3) V205+2NaCl+H20 —2 NaV03+2HCl 。目前回轉(zhuǎn)窯的燒成帶最高溫度基本控制在860-870°C，實(shí)踐發(fā)現(xiàn)當(dāng)爐料在燒成帶溫度達(dá)到860°C以后，爐料出現(xiàn)大翻動(dòng)，被窯體帶起的高度比較高，窯磚不掛料，爐料滑動(dòng)厲害，球料不斷出現(xiàn)。本釩渣焙燒生產(chǎn)五氧化二釩的方法將不同成分的精渣(釩渣)與純堿(碳酸鈉、蘇打)、工業(yè)鹽(氯化鈉)按一定比例加入并混合均勻，主要是根據(jù)釩渣含釩量及雜質(zhì)中硅、鐵含量確定附加的的加入量，由于釩渣成分及附加劑的加入量變化，回轉(zhuǎn)窯氧化鈉化焙燒溫度控制范圍也在變化，含釩量5. 0 5. 4wwt%、含硅量沈 、含鐵量23 25wt%的精渣加入附加劑，附加劑蘇打比控制在1. 1 1. 15、鹽取代系數(shù)14 16% ；混合均勻后在回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行氧化鈉化焙燒，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在330 350°C，燒成帶最高溫度控制在820 840°C，冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯。含釩量5. 4 5. 8wt%、 含硅量23 、含鐵量21 23wt%的精渣加入附加劑，附加劑中蘇打比控制在1. 15 1. 2、鹽取代系數(shù)12 14% ；混合均勻后在回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行氧化鈉化焙燒，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在340 360°C，燒成帶最高溫度控制在830 840°C冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯。含釩量5. 8 6. 2wt%、含硅量20 23wt%、含鐵量19 21wt%的精渣加入附加劑，附加劑中蘇打比控制在1. 2 1. 25、鹽取代系數(shù)10 12% ；混合均勻后在回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行氧化鈉化焙燒，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在360 380°C燒成帶最高溫度控制在830 850°C冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯。所述附加劑的組成為 碳酸鈉和氯化鈉；附加劑的比例構(gòu)成是通過(guò)釩渣中釩含量、蘇打比和鹽取代系數(shù)計(jì)算得出； 蘇打比為附加劑總量與釩渣中五氧化二釩含量的質(zhì)量比稱之為蘇打比(蘇打比=附加劑總質(zhì)量+釩渣中五氧化二釩含量)；鹽取代系數(shù)為氯化鈉占附加劑總質(zhì)量的比例；附加劑中碳酸鈉的實(shí)際加入量=附加劑總質(zhì)量-氯化鈉的加入量。實(shí)施例1 圖1所示，釩渣經(jīng)破碎、球磨后與附加劑混合，然后在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)培燒，最后浸出，即可得到五氧化二釩。將含釩量5. 3wt%、含硅量、含鐵量23wt%的精渣加入附加劑，附加劑蘇打比控制在1. 1、鹽取代系數(shù)15%，混合均勻后在回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行氧化鈉化焙燒，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在340°C，燒成帶最高溫度控制在840°C，冷卻帶溫度控制在580°C熟料立即出窯。熟料轉(zhuǎn)化率為81. 05%。實(shí)施例2:
將含釩量5. 0wt%、含硅量27wt%、含鐵量25wt%的精渣加入附加劑，附加劑蘇打比控制在1. 15、鹽取代系數(shù)14%，混合均勻后在回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行氧化鈉化焙燒，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在330°C，燒成帶最高溫度控制在840°C，冷卻帶溫度控制在620°C熟料立即出窯。 熟料轉(zhuǎn)化率為81. 3%。實(shí)施例3:
將含釩量5. 、含硅量、含鐵量的精渣加入附加劑，附加劑蘇打比控制在1. 13、鹽取代系數(shù)15%，混合均勻后在回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行氧化鈉化焙燒，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在350°C，燒成帶最高溫度控制在820°C，冷卻帶溫度控制在550°C熟料立即出窯。 熟料轉(zhuǎn)化率為81. 1%。實(shí)施例4
將含釩量5. 7wt%、含硅量、含鐵量21wt%的精渣加入附加劑，附加劑中蘇打比 1. 15、鹽取代系數(shù)12%，混合均勻后在回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行氧化鈉化焙燒，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在350°C，燒成帶最高溫度控制在830°C冷卻帶溫度控制在580°C熟料立即出窯。熟料轉(zhuǎn)化率為82. 1%。實(shí)施例5:
將含釩量5. 8wt%、含硅量23wt%、含鐵量23wt%的精渣加入附加劑，附加劑中蘇打比 1. 2、鹽取代系數(shù)13%，混合均勻后在回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行氧化鈉化焙燒，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在360°C，燒成帶最高溫度控制在840°C冷卻帶溫度控制在550°C熟料立即出窯。熟料轉(zhuǎn)化率為82. 4%ο實(shí)施例6
將含釩量5. 、含硅量、含鐵量22wt%的精渣加入附加劑，附加劑中蘇打比 1. 17、鹽取代系數(shù)14%，混合均勻后在回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行氧化鈉化焙燒，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在340°C，燒成帶最高溫度控制在820°C冷卻帶溫度控制在620°C熟料立即出窯。熟料轉(zhuǎn)化率為82. 3%ο實(shí)施例7
將含釩量6. lwt%、含硅量22wt%、含鐵量19wt%的精渣加入附加劑，附加劑中蘇打比 1. 2、鹽取代系數(shù)10%，混合均勻后在回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行氧化鈉化焙燒，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在360°C燒成帶最高溫度控制在850°C冷卻帶溫度控制在580°C熟料立即出窯。熟料轉(zhuǎn)化率為83. 9%ο實(shí)施例8
將含釩量6. 2wt%、含硅量20wt%、含鐵量20wt%的精渣加入附加劑，附加劑中蘇打比 1. 25、鹽取代系數(shù)11%，混合均勻后在回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行氧化鈉化焙燒，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在380°C燒成帶最高溫度控制在840°C冷卻帶溫度控制在620°C熟料立即出窯。熟料轉(zhuǎn)化率為83. 6%ο實(shí)施例9
將含釩量5. 8wt%、含硅量23wt%、含鐵量21wt%的精渣加入附加劑，附加劑中蘇打比 1. 22、鹽取代系數(shù)12%，混合均勻后在回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行氧化鈉化焙燒，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在370°C燒成帶最高溫度控制在830°C冷卻帶溫度控制在550°C熟料立即出窯。熟料轉(zhuǎn)化率為83. 7%。通過(guò)以上實(shí)施例可以看出，本方法可以提高轉(zhuǎn)化率，降低釩渣單耗，達(dá)到降低成本效果。
權(quán)利要求
1.一種釩渣焙燒生產(chǎn)五氧化二釩的方法，其特征在于其在釩渣中加入附加劑，混合均勻后在回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行氧化鈉化焙燒；所述的附加劑為碳酸鈉和氯化鈉的混合物；所述的釩渣中含釩量為5. 0 5. 、含硅量為沈 28wt%以及含鐵量為23 25wt% 時(shí)，附加劑蘇打比控制在1. 1 1. 15、鹽取代系數(shù)14% 16% ；所述的釩渣中含釩量為5. 4 5. 8wt%、含硅量為23 26wt%以及含鐵量為21 23wt% 時(shí)，附加劑中蘇打比控制在1. 15 1. 2、鹽取代系數(shù)12% 14% ；所述的釩渣中含釩量為5. 8 6. 2wt%、含硅量為20 23wt%以及含鐵量為19 21wt% 時(shí)，附加劑中蘇打比控制在1. 2 1. 25、鹽取代系數(shù)10% 12%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釩渣焙燒生產(chǎn)五氧化二釩的方法，其特征在于所述的釩渣中含釩量為5. 0 5. 、含硅量為沈 28wt%以及含鐵量為23 25wt%時(shí)，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在330 350°C，燒成帶最高溫度控制在820 840°C，冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯；所述的釩渣中含釩量為5. 4 5. 8wt%、含硅量為23 26wt%以及含鐵量為21 23wt% 時(shí)，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在340 360°C、燒成帶最高溫度控制在820 840°C、冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯；所述的釩渣中含釩量為5. 8 6. 2wt%、含硅量為20 23wt%以及含鐵量為19 21wt% 時(shí)，回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶首端溫度控制在360 380°C燒成帶最高溫度控制在830 850°C冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種釩渣焙燒生產(chǎn)五氧化二釩的方法，其根據(jù)釩渣含釩量及雜質(zhì)量的不同確定附加劑的加入量，并進(jìn)一步優(yōu)化附加劑配比參數(shù)，便于后續(xù)工序的處理。本方法采取調(diào)整鹽、堿的配比，降低SiO2、Fe對(duì)熟料轉(zhuǎn)化率的影響；當(dāng)SiO2含量增高時(shí)減少堿的加入量，提高鹽的加入量；將對(duì)減少硅酸鈉生成、增加釩酸鈉的生成有益，針對(duì)釩渣含硅、含鐵高進(jìn)行優(yōu)化附加劑配比參數(shù)。本方法有針對(duì)性的提出適合高硅高鐵釩渣焙燒方法及相應(yīng)的附加劑配比，極大的提高熟料轉(zhuǎn)化率，產(chǎn)品產(chǎn)量提高顯著，釩渣單耗降低明顯。
文檔編號(hào)C22B7/04GK102242274SQ20111019735
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者唐仕超, 張喜水, 張國(guó)杰, 張曉峰, 李國(guó)東, 李敏, 李秀雷, 梁喜武, 沈國(guó)軍, 豆長(zhǎng)宏, 馬瑞峰 申請(qǐng)人:河北鋼鐵股份有限公司承德分公司