[實(shí)用新型]一種含釩石煤豎爐富氧焙燒系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320245702.7
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN203487215U
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳道洪;李志遠(yuǎn);楊娜
• 申請（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: C22B34/22
• 分類號: C22B34/22;C22B1/02
• 代理公司: 北京高文律師事務(wù)所 11359
• 代理人: 徐江華

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及化學(xué)化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含釩石煤豎爐富氧焙燒系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

釩是全球性的稀缺資源及重要戰(zhàn)略金屬，由于其具有很高的抗張強(qiáng)度、硬度、抗疲勞強(qiáng)度和較好的抗腐蝕性等性能，被廣泛用于鋼鐵、有色冶金和化工等行業(yè)，其中85%以上用于鋼鐵工業(yè)。在鋼中加入0.1%的釩，可提高鋼強(qiáng)度10%～20%，減輕結(jié)構(gòu)重量15%～25%，降低成本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)用將日益廣泛，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)亞洲鐵合金會議上，專家預(yù)計全球釩的消費(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，釩行業(yè)發(fā)展?jié)摿艽蟆?

世界上大約有65種類型的含釩礦物，工業(yè)釩產(chǎn)品的主要原料有釩鈦磁鐵礦、石煤、石油灰渣、廢釩觸媒和鋁土礦等。我國的石煤資源極為豐富，探明儲量為618.8億噸，V₂O₅品位多在0.3%～1.0%，其中w(V₂O₅)≥0.5%的石煤中V₂O₅儲量為7707.5萬噸，是我國釩鈦磁鐵礦中V₂O₅儲量的6.7倍。石煤是金屬釩提取的重要資源，釩主要以低價態(tài)存在，尤其是以酸堿均難溶的三價釩化合物存在。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。焙燒是石煤提釩過程中的關(guān)鍵步驟，焙燒效果直接影響釩浸出率，因而在一定程度上決定整個工藝流程的釩總回收率。?

石煤焙燒既可脫除石煤中的碳，又可把低價態(tài)的釩盡可能氧化成高價態(tài)、與物料中的金屬氧化物反應(yīng)生成可溶于水、酸或堿的釩酸鹽。在石煤焙燒過程中，影響焙燒效果的因素主要是添加劑種類及用量、焙燒爐型、焙燒溫度、焙?燒時間、焙燒氣氛等。焙燒溫度決定氧化反應(yīng)和物相變化的可能性，焙燒時間決定氧化反應(yīng)的進(jìn)行和物相變化的程度，爐內(nèi)氣氛決定氧化反應(yīng)和物相變化的效果。?

現(xiàn)有文獻(xiàn)報道和工業(yè)應(yīng)用中，按添加劑分類，焙燒可分為鈉化焙燒、鈣化焙燒、氧化焙燒和復(fù)合添加劑焙燒，與之相關(guān)的專利有：(1)一種石煤鈉化焙燒提釩工藝（CN101363084A），(2)一種石煤提釩焙燒工藝（CN101260459），(3)石煤釩礦焙燒新型環(huán)保復(fù)合添加劑（CN101177738）等；按爐型分類，可分為平窯、立窯、回轉(zhuǎn)窯、隧道窯、多膛爐、沸騰爐、流化床等，與之相關(guān)的專利有：(1)石煤提釩高轉(zhuǎn)化焙燒立窯（CN202092446U），(2)一種用于石煤提釩的回轉(zhuǎn)窯（N101762153A），(3)一種五氧化二釩氧化焙燒爐（CN201411379）。目前的石煤焙燒工藝，普遍存在釩轉(zhuǎn)化率低、能效低、污染環(huán)境等缺點(diǎn)。?

我國從20世紀(jì)70年代開始石煤提釩的工業(yè)生產(chǎn)，采用鈉化焙燒法，工藝過程為:石煤預(yù)脫碳—加鈉鹽在750～850℃焙燒2～4h—水浸或酸浸—銨鹽沉釩—偏釩酸銨煅燒得五氧化二釩產(chǎn)品。然而使用該方法，煙氣中含大量有害氣體，廢水或廢酸難處理，環(huán)境污染大；釩回收率較低，一般約為50%(低鈉焙燒的回收率為30%～40%)；?

近年來，石煤的空白焙燒-堿浸受到重視，工藝過程為:空白焙燒—常壓或加壓堿浸—凈化—離子交換—銨鹽沉釩—偏釩酸銨煅燒得五氧化二釩產(chǎn)品。然而該方法也有其限制，空白焙燒的溫度區(qū)間窄：850℃±30℃，溫度低則無法打開含釩云母晶格，溫度高導(dǎo)致硅質(zhì)礦物易于燒結(jié)；堿浸提釩工藝原料適應(yīng)性差，只適合處理堿性脈石(鐵、鈣、鎂等)含量較高的石煤礦；?

傳統(tǒng)的提釩工藝中多采用平窯、隧道窯和回轉(zhuǎn)窯等爐型。目前用于石煤提釩焙燒的主體設(shè)備仍為平窯，其結(jié)構(gòu)簡單，投資省，能耗低，易操作，但焙燒條件不易控制,溫度分布不均勻，焙燒料轉(zhuǎn)化率差別大,占地面積較大，勞動條件較差。隧道窯具有焙燒溫度、時間、氣氛易控制等特點(diǎn),但需要大塊平地,建設(shè)投資較大,能耗高，需用天然氣等優(yōu)質(zhì)燃料。回轉(zhuǎn)窯的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)容易,生產(chǎn)能力大，窯內(nèi)氧化氣氛好，利用窯的轉(zhuǎn)動使物料不斷滾動，有利于焙?燒進(jìn)行，缺點(diǎn)是高溫帶過短,焙燒料在高溫區(qū)停留時間短，能源利用率低。國內(nèi)曾進(jìn)行過用回轉(zhuǎn)窯鈉化焙燒含釩石煤的試驗(yàn)。影響石煤提釩企業(yè)大型化工業(yè)生產(chǎn)的原因,主要是焙燒設(shè)備的選擇適當(dāng)與否,同時也涉及到焙燒工藝的進(jìn)一步改進(jìn)。焙燒設(shè)備的選擇需要根據(jù)石煤特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況綜合考慮，最好是采用節(jié)能環(huán)保、便于控制、氧化效率高、占地少、投資少的燃燒設(shè)備。?

實(shí)用新型內(nèi)容