[發明專利]含釩可燃礦物質的循環流化床鈣化焙燒工藝

無效

• 申請號: 200810059800.5
• 申請日: 2008-02-29
• 公開（公告）號: CN101235435A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 王勤輝;洪聲;施正倫;駱仲泱;方夢祥;李志春;程樂鳴;岑可法
• 申請（專利權）人: 浙江大學;敦煌市匯宏礦業開發有限公司
• 主分類號: C22B1/10
• 分類號: C22B1/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本發明涉及一種含釩可燃礦物質的循環流化床鈣化焙燒工藝。

背景技術

釩是一種重要的戰略物資，主要應用于鋼鐵工業、國防尖端技術、化學工業以及輕紡工業等領域。釩在世界上資源豐富、分布廣泛，但無單獨可供開采的富礦，總是以低品位與其它礦物共生。石煤和釩鈦磁鐵礦是目前用于提釩的主要含釩礦物質，其中石煤同時又是一種具有可燃燒利用的燃料。由于我國的石煤資源極為豐富，特別是石煤中釩的儲量，超過世界各國五氧化二釩儲量的總和，因而從石煤中提釩是一個非常重要的發展方向。從含釩石煤中提取V₂O₅的方法主要有焙燒法、酸法、堿法、復合法、氯化法等。研究表明絕大部分地區石煤所含釩都是以穩定的酸堿不溶的三價為主，因此通過氧化焙燒把石煤中所含低價釩轉化為易溶的五價釩后再進行釩提取的的焙燒法在工業實際中就得到了廣泛應用。焙燒法提釩工藝是把含釩可燃礦物質(如石煤等)和添加劑混合后磨粉成球，并在焙燒爐中進行氧化焙燒，焙燒后的料球經水浸或酸浸把含釩氧化物提取出來。焙燒是焙燒法釩提取工藝的關鍵工序，焙燒氧化轉化率的高低決定了后續釩轉浸率的高低。影響焙燒轉化率的主要因素有添加劑種類、數量和焙燒工藝的熱力參數(如焙燒溫度、焙燒時間、焙燒物與空氣的接觸情況等)。目前我國常用的石煤焙燒法提釩工藝普遍采用了鈉化焙燒的工藝，在該工藝中，把含釩石煤和含鈉添加劑(即加入食鹽、芒硝或純堿等)混合后磨粉成球后在固定床焙燒爐中(常稱為平爐)進行氧化焙燒，將礦石中的釩轉化為水溶性的釩酸鈉(xNa₂O·yV₂O₅)，然后進行后續浸出。鈉化焙燒的方法雖燃其焙燒轉化率較高(50％～65，某些地區的礦石可高達75％)的優點，但焙燒過程中產生大量的含Cl、HCI及SO₂等廢氣難以處理，環境污染嚴重，同時由于焙燒煙氣所含大量的Cl和HCI等會嚴重腐蝕金屬部件，使得難以布置金屬熱交換器吸收利用焙燒過程所釋放的熱量，從而形成浪費和熱污染。這些問題限制了鈉化焙燒技術的推廣和應用。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有鈉化焙燒技術存在的問題，而提出一種含釩可燃礦物質的循環流化床鈣化焙燒工藝。

發明的含釩可燃礦物質的循環流化床鈣化焙燒工藝，步驟如下：

將含釩可燃礦物質和CaO按重量比95～85∶5～15混合磨粉，制成顆粒粒徑10mm以下的料球；將料球送入循環流化床焙燒爐內與送入的空氣進行氧化焙燒，焙燒溫度為830～950℃，焙燒時間為50-150分鐘，控制焙燒爐出口煙氣中的氧氣體積百分含量大于3％。

本發明采用以CaO為添加劑的含釩可燃礦物質(石煤、石油焦等)料球為焙燒原料，在循環流化床焙燒爐中進行氧化焙燒，使得所含釩轉化為易溶的含鈣釩化合物，焙燒后的產物用于后續的含釩化合物浸出。焙燒過程所釋放的熱量可以通過布置在焙燒爐中各受熱面被水或蒸汽吸收，從而產生蒸汽用于供熱或電力生產。

具有以下有益效果：

(1)采用CaO為添加劑，避免了鈉化焙燒過程中所產生的嚴重污染問題和對金屬部件的腐蝕問題；

(2)由于循環流化床燃燒技術所具有的特點，故含釩料球在焙燒過程中具有燃燒穩定、燃燒效率高、氣固混合劇烈及氧化充分均勻等優點；同時，在焙燒過程所產生的細顆粒通過布置在爐膛出口的分離器捕獲后可重新送回到爐內循環焙燒，從而保證細顆粒得到充分的焙燒；

(3)由于料球中含有CaO，含釩燃料在焙燒過程中所產生的二氧化硫(SO₂)會與CaO反應生成CaSO₄，從而脫除SO₂，有效控制SO₂的排放。

(4)通過在循環流化床焙燒爐中合理布置受熱面，可以有效利用焙燒過程中釋放的熱量，并產生蒸汽用于供熱或發電。

具體實施方式

本發明首先將含釩可燃礦物質和CaO添加劑按重量比95～85∶5～15混合磨粉，制成顆粒粒徑10mm以下的料球，然后將所制料球顆粒送入循環流化床焙燒爐內與送入的空氣以流態化方式進行燃燒。在流化床焙燒過程中，料球顆粒內的可燃物質與氧氣進行燃燒放熱反應，同時所含的低價釩化合物在與氧氣充分接觸的條件下，被轉化為易溶性的高價釩化合物，如釩酸鈣(xCaO·yV₂O₅)、硅釩酸鈣等。