[發(fā)明專利]一種釩渣懸浮態(tài)氧化焙燒-酸浸提釩的裝置及方法

在審

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• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110172595A
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李艷軍;韓躍新;李佩昱
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: C22B34/22
• 分類號: C22B34/22;C22B7/04;C22B3/08;C22B1/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

一種釩渣懸浮態(tài)氧化焙燒?酸浸提釩的裝置及方法，裝置中料倉、螺旋給料機(jī)、一級旋風(fēng)分離器與懸浮焙燒爐依次連通，懸浮焙燒爐的頂部與二級旋風(fēng)分離器連通，二級旋風(fēng)分離器的出料口與攪拌浸出槽相對；懸浮焙燒爐的底部設(shè)有燃燒器。方法為：將釩渣粉置于料倉，經(jīng)螺旋給料機(jī)輸送到一級旋風(fēng)分離器；在負(fù)壓作用下，氣固分離的一級固體物料進(jìn)入懸浮焙燒爐；高溫氧化性氣體使一級固體物料處于懸浮流動狀態(tài)，加熱發(fā)生氧化反應(yīng)；然后在二級旋風(fēng)分離器內(nèi)氣固分離后，二級固體物料進(jìn)入攪拌浸出槽；進(jìn)行攪拌浸出過濾分離。本發(fā)明的裝置氣固傳質(zhì)傳熱效率高，有效避免物料的高溫粘結(jié)；焙燒時間可大幅度縮短，提高設(shè)備生產(chǎn)效率并降低能耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦物加工、冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種釩渣懸浮態(tài)氧化焙燒-酸浸提釩的裝置及方法。

背景技術(shù)

釩渣是對含釩鐵水在提釩過程中經(jīng)氧化吹煉得到的，或含釩鐵精礦經(jīng)濕法提釩所得到的，含氧化釩的渣子，是制備金屬釩和釩合金的原料；釩渣中主要的化學(xué)成分包括FeO，SiO₂，V₂O₃，TiO₂，MnO，CaO，C_r2O₃及少量Al₂O₃；傳統(tǒng)工藝提取釩渣中的釩基本以鈉化氧化焙燒-水浸提釩工藝為主，以鈉鹽(如氯化鈉、碳酸鈉等)為添加劑，在一定溫度下(750℃～850℃)將V₂O₃轉(zhuǎn)化為水溶性的V₂O₅，對焙燒產(chǎn)物水浸，得到含釩浸取液，再加入銨制得多釩酸銨沉淀；但鈉化焙燒能耗高，且會產(chǎn)生有毒有害的HCl、Cl₂等有毒有害氣體，環(huán)境污染嚴(yán)重；同時，回轉(zhuǎn)窯在高溫焙燒過程中易結(jié)圈、鈉離子腐蝕窯襯，降低了釩的轉(zhuǎn)化率和影響生產(chǎn)效率。

為了解決鈉化氧化焙燒帶來的污染問題，部分科研工作者嘗試在回轉(zhuǎn)窯焙燒時不采用鈉鹽，直接利用空氣中的氧氣在高溫下使V₂O₃氧化為V₂O₅，然后酸浸提釩；相比鈉鹽焙燒，環(huán)境污染問題大大減少；但由于回轉(zhuǎn)窯焙燒過程中氣固接觸不充分，釩的氧化轉(zhuǎn)化效率低；同時，局部高溫也容易導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈，影響生產(chǎn)效率；因此，新型釩渣氧化焙燒的技術(shù)與裝備還有待研發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種釩渣懸浮態(tài)氧化焙燒-酸浸提釩的裝置及方法，通過對釩渣進(jìn)行懸浮態(tài)氧化焙燒，將釩渣中的V₂O₃轉(zhuǎn)化為V₂O₅，再用硫酸進(jìn)行浸出，利用流態(tài)化狀態(tài)下氣固傳熱傳質(zhì)效率高的優(yōu)勢，加快反應(yīng)速度，縮短反應(yīng)時間，提高生產(chǎn)效率。

本發(fā)明的釩渣懸浮態(tài)氧化焙燒-酸浸提釩的裝置包括料倉、螺旋給料機(jī)、一級旋風(fēng)分離器、懸浮焙燒爐、二級旋風(fēng)分離器和攪拌浸出槽；料倉出口與螺旋給料機(jī)的進(jìn)口連通，螺旋給料機(jī)的出口與一級旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，一級旋風(fēng)分離器的出料口與懸浮焙燒爐下部的進(jìn)料口連通，懸浮焙燒爐的頂部通過上部通道與二級旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，二級旋風(fēng)分離器的出料口與攪拌浸出槽相對；其中懸浮焙燒爐的底部設(shè)有燃燒器，二級旋風(fēng)分離器的出氣口與一級旋風(fēng)分離的進(jìn)料口連通，一級旋風(fēng)分離器的出氣口與除塵設(shè)備的進(jìn)料口連通，除塵設(shè)備的出氣口與引風(fēng)機(jī)連通。

本發(fā)明的釩渣懸浮態(tài)氧化焙燒-酸浸提釩的方法是采用上述裝置，按以下步驟進(jìn)行：

(1)將釩渣經(jīng)破碎和磨細(xì)至粒徑-0.074mm的部分占總質(zhì)量≥60％，再篩分出粒徑≤0.8mm的部分，作為釩渣粉；

(2)將釩渣粉置于料倉內(nèi)，經(jīng)螺旋給料機(jī)輸送到一級旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口管道中；在開啟引風(fēng)機(jī)的情況下，一級旋風(fēng)分離器、懸浮焙燒爐和二級旋風(fēng)分離器內(nèi)形成負(fù)壓；

(3)在負(fù)壓作用下，釩渣粉經(jīng)進(jìn)料口管道進(jìn)入一級旋風(fēng)分離器內(nèi)進(jìn)行氣固分離，形成的一級固體物料；一級固體物料進(jìn)入懸浮焙燒爐底部；