CN100518893C - 一种含钒石煤钠化焙烧烟气净化方法 - Google Patents

一种含钒石煤钠化焙烧烟气净化方法 Download PDF

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Abstract

一种含钒石煤钠化焙烧烟气净化方法。该方法用石灰乳或石灰石乳做焙烧烟气净化剂，石灰乳或石灰石乳吸收了HCl等酸性气体后过滤，滤液加酸或碱调pH值后，再加硫酸钠转型二次过滤，二次过滤得石膏和氯化钠溶液，石膏作为化工原料出售，氯化钠溶液返回石煤团矿。含钒石煤钠化焙烧烟气净化过程氯元素得到循环利用，作业环境好，生产成本低，资源综合利用率高。

Description

一种含钒石煤钠化焙烧烟气净化方法
技术领域：
本发明涉及一种含钒石煤钠化焙烧烟气净化方法。
背景技术：
石煤是一种重要的含钒资源，石煤中的钒主要是低价钒以类质同相的形式存在于云母中，要从石煤中提取钒，必须将钒从云母晶相中解离出来。破坏石煤中含钒云母晶体结构最有效的办法是高温氧化焙烧，目前石煤提钒已开发出氯化钠焙烧(简称钠化焙烧)、氧化钙焙烧、空焙烧等多种工艺，其中氯化钠焙烧钒的提取率最高并且适合各种类型的石煤矿。因此，许多石煤提钒的生产厂家采用钠化焙烧工艺。然而，含钒石煤加氯化钠焙烧，当温度达500℃以上，放出大量含HCl等酸性气体。这些酸性气体目前主要是用NaOH溶液吸收，其原因是NaOH溶液吸收HCl等酸性气体形成的NaCl溶液浓度高可全部返回用于石煤团矿，采用其它已有的湿法烟气净化方法都难以将吸收的氯元素全部返回用于石煤团矿。含钒石煤的品位一般在0.6～1.0之间，采用钠化焙烧NaCl的加入量为石煤重量的5～10％。生产1吨精钒(V2O5)石煤钠化焙烧烟气净化耗NaOH 5～8吨，焙烧烟气净化费用占精钒生产总成本的1/2～1/3。高额的烟气净化费用是含钒石煤钠化焙烧生产工艺环境保护的一大障碍。石煤采用钠化焙烧的钒厂，焙烧烟气碱液吸收净化，生产成本高，利润空间小；焙烧烟气直接排放，环境污染大。即使石煤钠化焙烧烟气全部用NaOH吸收净化，但由于石煤含有一定量的硫，焙烧过程硫变成SO2，SO2被NaOH吸收后生成亚硫酸钠和硫酸钠。用含硫酸盐的氯化钠溶液团矿会造成焙烧烟气SO2浓度升高，当烟气净化吸收液中硫酸盐浓度达到一定程度就不得不外排，大量的钠盐进入水中造成水质下降。此外，对于已采用NaOH吸收净化的钒厂，其石煤钠化焙烧烟气若改用干法吸收净化，氯元素可以循环利用，但焙烧和烟气净化设备要作大的改造。
发明内容：
为了最大限度利用钒厂已有设备，降低生产成本，保护生态环境，本发明提供一种含钒石煤钠化焙烧烟气净化方法，该方法采用石灰做焙烧烟气净化剂，使含钒石煤钠化焙烧产生的HCl等酸性气体被石灰吸收后，经过转型氯元素在石煤钠化焙烧工艺中循环使用。
一种含钒石煤钠化焙烧烟气净化方法，包括制乳、吸收和转型三个步骤，按固液重量比1：0.8～2.5将石灰与水混合研磨制成悬浮液或胶体(也称石灰乳液)，将石灰乳液按化学计量的1.0～2.0倍吸收焙烧烟气中的HCl等酸性气体，石灰乳液吸收了HCl等酸性气体后变成CaCl2溶液，经过过滤，滤渣主要是不溶性钙盐，滤液加酸或碱调pH值5.0～8.0，然后按化学计量加硫酸钠反应后二次过滤，二次滤液为氯化钠溶液返回石煤团矿，从而使氯元素在含钒石煤钠化焙烧工艺中得到循环利用。
所述的石灰包括生石灰(CaO)、熟石灰(Ca(OH)2)及石灰石(CaCO3)。
所述的混合研磨包括搅拌、球磨及研磨。
所述的吸收焙烧烟气中的HCl等酸性气体包括浸没吸收和喷淋吸收，喷淋吸收又包括一段喷淋吸收和多段喷淋吸收。
所述的滤液调pH值所用的酸包括盐酸和硫酸。
所述的滤液调pH值所用的碱包括氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氧化钙及氢氧化钙。
主要化学反应有：
Figure C200710034618D00041
Figure C200710034618D00042
Figure C200710034618D00044
Figure C200710034618D00045
Figure C200710034618D00046
本发明与已有的技术相比具有以下优点及效果：
1.用石灰乳代替氢氧化钠溶液吸收石煤钠化焙烧产生的HCl等酸性气体，烟气净化成本底，操作安全性好。
2.石灰乳吸收SO2气体后变成硫酸钙沉淀，过滤可使石煤中的硫得到开路。
3.石灰乳吸收HCl等气体变成CaCl2溶液，过滤得到的CaCl2溶液加硫酸钠转型变为氯化钠溶液和石膏，两者分离后，氯化钠溶液返回石煤团矿，石膏作为化工原料出售，资源综合利用率高。
4.烟气净化过程石灰和水得到充分利用，废弃物少。
5.烟气净化工艺过程所用试剂，价格低廉，来源丰富。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步描述：
实施例1
500g含钒石煤破碎后加入工业食盐50g加水团矿。矿团凉干后放进自制的管式电阻炉，760℃焙烧3小时，焙烧产生的烟气用陶瓷管导入含Ca(OH)2 50g的石灰乳内净化吸收，焙烧结束后吸附了HCl等酸性气体的石灰乳过滤洗涤，滤液加硫酸中和至pH值6.3，再按化学计量加硫酸钠转型后过滤洗涤。二次过滤得到的滤渣和滤液分别是石膏和氯化钠溶液。按滤液、洗水、滤渣及焙砂的分析结果计算，净化过程HCl的吸收率为96.5％。
实施例2
500g含钒石煤破碎后加入工业食盐35g加水团矿。矿团凉干后放进自制的管式电阻炉，800℃焙烧2小时，焙烧产生的烟气用陶瓷管导入含40gCa(OH)2的石灰乳内净化吸收，焙烧结束后吸附了HCl等酸性气体的石灰乳过滤洗涤，滤液加盐酸中和至pH值6.7，再按化学计量加硫酸钠转型后过滤洗涤。二次过滤得到的滤渣和滤液分别是石膏和氯化钠溶液。按滤液、洗水、滤渣及焙砂的分析结果计算，扣除中和加入的盐酸，净化过程HCl的吸收率为97.1％。
实施例3
500g含钒石煤破碎后加入工业食盐50g加水团矿。矿团凉干后放进自制的管式电阻炉，850℃焙烧2小时，焙烧产生的烟气用含CaCO350g的石灰石乳液喷淋循环吸收，吸收尾气再用含50g Ca(OH)2的石灰乳液喷淋循环吸收。焙烧结束后吸附了HCl等酸性气体的石灰石乳液和石灰乳液分别过滤洗涤，前者液滤液显酸性，后者滤液呈碱性，两者混合(中和)后再加硫酸中和至pH值6.2，然后按化学计量加硫酸钠转型后过滤洗涤。二次过滤得到的滤渣和滤液分别是石膏和氯化钠溶液。按滤液、洗水、滤渣及焙砂的分析结果计算，净化过程HCl的吸收率为99.6％。

Claims (5)

1、一种含钒石煤钠化焙烧烟气净化方法，其特征在于：包括制乳、吸收和转型三个步骤，按固液比1：0.8～2.5将石灰与水混合研磨得石灰乳液，再按化学计量的1.1～2.0倍加入石灰乳液吸收焙烧烟气中的酸性气体，过滤，滤渣主要是不溶性钙盐，将滤液调pH值为5.0～8.0，然后按化学计量加硫酸钠转型后二次过滤，二次滤液为氯化钠溶液返回石煤团矿。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的石灰包括生石灰、熟石灰或石灰石。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焙烧烟气中酸性气体的吸收包括浸没吸收和喷淋吸收，喷淋吸收又包括一段喷淋吸收和多段喷淋吸收。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的滤液调pH值所用的酸包括盐酸和硫酸。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的滤液调pH值所用的碱包括氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氧化钙及氢氧化钙。
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