[發(fā)明專利]利用旋風(fēng)爐燃燒石煤氣相提釩的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310215423.0
• 申請(qǐng)日: 2013-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN103334019A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳道洪;李志遠(yuǎn);楊娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): C22B34/22
• 分類號(hào): C22B34/22
• 代理公司: 北京高文律師事務(wù)所 11359
• 代理人: 徐江華;李笑丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用旋風(fēng)爐燃燒石煤氣相提釩的方法。?

背景技術(shù)

釩是一種全球性的稀缺資源及重要的戰(zhàn)略物資，具有很高的抗張強(qiáng)度、硬度、抗疲勞強(qiáng)度和較好的抗腐蝕性等優(yōu)良性能，廣泛用于鋼鐵、有色冶金和化工等行業(yè)。85%以上的釩用于鋼鐵工業(yè)，在鋼中加入0.1%的釩，強(qiáng)度提高10%-20%，結(jié)構(gòu)重量減輕15%-25%，成本降低8%-10%。隨著鋼鐵工業(yè)向優(yōu)、精、特方向發(fā)展，高質(zhì)量釩鋼的應(yīng)用日益廣泛。目前，我國鋼鐵行業(yè)中釩的消費(fèi)強(qiáng)度大約為50克/噸鋼，遠(yuǎn)未達(dá)到歐美等發(fā)達(dá)國家98克/噸鋼的平均水平。在第十二屆(香港)亞洲鐵合金會(huì)議上，專家預(yù)計(jì)全球釩消費(fèi)量在2010-2015年的復(fù)合年增長率為10.4%，最終達(dá)到11.5萬噸。可見，釩行業(yè)發(fā)展?jié)摿艽蟆?

釩的資源豐富、分布廣泛，在地殼中含量為0.015%，但無單獨(dú)的、可供開采的富礦，均以低品位與其它礦物共生，含釩礦物達(dá)60多種。工業(yè)釩產(chǎn)品的主要來源有釩鈦磁鐵礦、石煤、石油灰渣、廢釩觸媒和鋁土礦等。目前，世界各國生產(chǎn)釩的主要原材料是石煤和釩鈦磁鐵礦冶煉的副產(chǎn)品釩渣，我國亦然。石煤是一種含碳質(zhì)的頁巖，熱值較低，含釩礦物主要是釩云母。我國的石煤資源豐富，儲(chǔ)量為1.18億噸（以五氧化二釩計(jì)），占世界總儲(chǔ)量的87%，品位w(V₂O₅)以0.3%-1.0%為主，其中w(V₂O₅)≥0.5%的石煤中V₂O₅儲(chǔ)量為7707.5萬噸，是我國釩鈦磁鐵礦中V₂O₅儲(chǔ)量的6.7倍。因此，石煤是金屬釩提取的重要資源，但是石?煤中的釩主要以低價(jià)態(tài)存在，尤其是以酸堿均難溶的三價(jià)釩化合物存在，不易提取。?

目前，石煤提釩的方法較多采用原礦(或脫碳后的灰渣)焙燒―浸出―釩液凈化―沉釩煅燒的方法，其中的關(guān)鍵步驟為焙燒，其效果在一定程度上決定釩的總回收率。按添加劑的種類，可分為鈉化焙燒、鈣化焙燒、氧化焙燒和復(fù)合添加劑焙燒。鈉化焙燒—水浸是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的石煤提釩工藝，原理是在高溫和氯化鈉作用下，低價(jià)釩氧化轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘拟C酸鈉，水浸后形成含釩溶液。該工藝流程簡單，但釩回收率低，污染嚴(yán)重。鈣化焙燒—酸浸工藝的原理是低價(jià)釩氧化為五價(jià)釩，與鈣劑生成釩酸鈣，酸浸后形成含釩溶液。該工藝具有高效、清潔的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)原料有一定的選擇性。傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝存在以下缺點(diǎn)：需要加入添加劑（鈉鹽、鈣鹽等），用量較多；焙燒過程中產(chǎn)生的氯氣等有害氣體，腐蝕設(shè)備，污染環(huán)境；工藝流程長，設(shè)備多，投資高。?

與釩的化學(xué)物理性質(zhì)上有相似處的銻，國內(nèi)外普遍采用銻精礦鼓風(fēng)爐揮發(fā)熔煉—銻反射爐還原熔煉精煉的火法冶煉工藝，關(guān)鍵步驟為銻礦石中低價(jià)態(tài)銻高溫氧化生成氣態(tài)的三氧化二銻。借鑒火法煉銻工藝中氣相沉銻的方法，本發(fā)明提出利用旋風(fēng)爐燃燒石煤氣相提釩的方法。?

石煤氣化提釩的方法，工藝步驟是將石煤或含釩礦石配制的石煤原料破碎、粉磨成60-80目的粉末；粉末送入沸騰爐內(nèi)高溫裂解，焙燒氣化；在900-1250℃溫度下燃燒8-30秒，同時(shí)通入含氧量30%-50%的空氣進(jìn)行富氧氣化，使原料中的五氧化二釩變成爐氣。爐氣進(jìn)入沉降室，經(jīng)換熱器冷卻至500℃并經(jīng)兩級(jí)旋風(fēng)干法排渣。排渣后的爐氣由沉降室進(jìn)入靜電除塵設(shè)備富集，富集物用堿液浸漬得到含釩浸清溶液。殘存的爐氣進(jìn)入二級(jí)噴淋塔，使氣相中的五氧化二釩變?yōu)楹C噴淋溶液。將硫酸加入上述兩種含釩溶液中，經(jīng)酸中和沉淀出的五氧化?二釩粗品。然而使用該方法提釩，沸騰爐爐內(nèi)溫度較低，石煤中碳的燃燒及低價(jià)釩的氧化、氣化均不充分；粉末在爐膛的一定高度上成沸騰狀燃燒，飛灰容易被爐氣挾帶，增大后續(xù)除塵設(shè)備的負(fù)擔(dān)，且采用固態(tài)排渣，未燃盡的碳被包裹在渣中一并排出；同時(shí)由于沸騰爐結(jié)構(gòu)特性的限制，粉末在沸騰爐內(nèi)的燃燒時(shí)間偏短；?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種提釩方法，特別是一種利用旋風(fēng)爐燃燒石煤氣相提釩的方法。?

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：?

利用旋風(fēng)爐燃燒石煤氣相提釩的方法，包括：?

步驟1、將石煤原料破碎成粒料后，添加煤、生物質(zhì)等固體燃料，混勻后粉磨成粉末；?

步驟2、將粉末及富氧空氣分別送入旋風(fēng)爐內(nèi)進(jìn)行高溫燃燒，產(chǎn)生的氣態(tài)五氧化二釩隨爐氣排出，形成的灰渣因高溫熔化粘在筒壁上形成液態(tài)渣膜，經(jīng)渣欄的壺口排出；?

步驟3、將爐氣與冷空氣混合降溫，再由換熱器冷卻，后經(jīng)旋風(fēng)分離器除塵；?