CN100557042C - 一种含钒石煤氯盐焙烧方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含钒石煤氯盐焙烧方法，主要用于石煤提钒。该方法采用氯盐做含钒石煤氧化焙烧添加剂，用石灰做焙烧烟气净化剂，吸收了HCl等酸性气体的石灰加水溶解过滤，滤渣补加一定量的石灰制团作下一批石煤焙烧烟气净化剂；滤液加硫酸钠或碳酸钠转型后二次过滤，二次滤液为氯化钠溶液用作下一批石煤团矿或浸渍，氯元素在石煤提钒氯盐焙烧工序中循环使用。本发明具有环境友好，钒提取率高，生产成本低，工艺适应性强，资源综合利用率高的优点。

Description

一种含钒石煤氯盐焙烧方法
技术领域：
本发明涉及一种氯元素循环利用含钒石煤氯盐焙烧方法。
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、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。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等酸性气体的烟气，对环境造成严重危害。因此，含钒石煤采用氯化钠焙烧产生的烟气必须净化。净化这种烟气现有的方法是用浓度较高的碱液淋洗，淋洗液中碱的浓度一旦不够，烟气中的HCl等酸性气体就吸收不完全。也就是说，要完全吸收石煤氯化钠焙烧产生的酸性气体，淋洗液中的碱就不能充分利用；要充分利用淋洗液中的碱，就无法完全吸收烟气中的酸性气体。含钒石煤氯化钠焙烧产生的酸性烟气用碱液吸收净化不仅成本高，而且烟气净化产生的废水还要进一步处理。含钒石煤采用空焙烧工艺处理，虽然没有HCl等酸性气体的危害，但这一工艺只适用于少数几种石煤矿。含钒石煤若采用钙化焙烧，试剂耗量大，工艺流程长，生产成本高，且钒的浸出率偏低，一般只有50～60％。
发明内容：
为了提高钒的回收率，降低生产成本，本发明提供一种含钒石煤氯盐焙烧方法，用氯盐做石煤焙烧添加剂，用石灰做焙烧烟气净化剂，使含钒石煤氯盐焙烧产生的HCl等酸性气体被石灰吸收后，经过转型氯元素在石煤氯盐焙烧工艺中循环使用，以取代现有的石煤提钒焙烧工艺，达到节约资源，提高经济效益，减少环境污染等效果。
一种含钒石煤氯盐焙烧方法，包括备料、焙烧、吸收和转型四个步骤，按含钒石煤矿重量的2～20％加入可溶性氯盐备料，备好的矿料在650～850℃的温度下氧化焙烧1～5小时，焙烧产生的高温烟气中的HCl等酸性气体用石灰吸收，石灰一般堆放在石煤矿料的上面或放在高温烟气的通道内，石灰的用量为其与HCl等酸性气体反应化学计量的2～4倍。吸收了HCl等酸性气体的石灰按固液重量比1∶1～2加水溶解过滤，滤渣凉干后继续用作吸附剂，滤液按化学计量加硫酸钠或碳酸钠转型后二次过滤，二次滤液为氯化钠溶液用作下一批石煤团矿或浸渍，洗水做下一批吸附了酸性气体的石灰的溶解液，氯元素在含钒石煤氯盐焙烧工艺中循环使用。
所述的石灰包括块状、粉状及粉状制团的生石灰(CaO)、熟石灰(Ca(OH)2)及石灰石(CaCO3)。
所述的氯盐包括氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁等可溶性氯盐。
所述的备料包括石煤矿氯盐溶液团矿和浸渍。
发生的化学反应主要包括：
C+O2→CO2↑
Figure C20071003438100041
2NaCl+1/2O2+V2O5→2NaVO3+Cl2↑
CaO+2HCl→CaCl2+H2O↑
CaO+CO2→CaCO3
Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O↑
Figure C20071003438100043
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O↑
CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O↑+CO2↑
CaCl2+Na2SO4→CaSO4·2H2O↓+2NaCl
CaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaCl
本发明与已有的技术相比具有以下优点：用石灰吸收石煤氯盐焙烧产生的高温烟气中的HCl等酸性气体，反应速度快，吸收效果好；含钒石煤氯盐焙烧，工艺适应性强，焙烧产生的HCl等酸性气体被石灰吸收，加水溶解转型，氯元素循环利用，不对环境造成危害；吸收了HCl等酸性气体的石灰加水溶解过滤，滤液加硫酸钠转型得到的石膏纯度较高，可用作化工原料；若加入的转型剂是碳酸钠得到的是碳酸钙，可返回作焙烧烟气的净化剂，资源综合利用率高；整个工艺过程石灰和水得到充分利用，废弃物排放少；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120ml含Cl 156.8g/L的工业卤水团矿，卤水中含有氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙等多种可溶性氯盐。矿团凉干后装入底部钻有小孔的瓷杯内，石煤矿团上覆盖30g块状石灰石(CaCO3)+30g块状生石灰(CaO)+30g粉状熟石灰(Ca(OH)2)，放进马弗炉，760℃焙烧3小时，焙烧过程烟气取样分析，烟气中HCl的最大浓度为11.2mg/m3，焙烧结束后取出吸附了HCl等酸性气体的石灰加200ml水溶解过滤，滤渣加入27g石灰石粉制团，凉干后做下一批石煤钠化焙烧烟气净化剂；滤液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。
实施例2
500g含钒石煤矿破碎后加入实施例1二次过滤得到的氯化钠溶液团矿，矿团凉干后装入底部钻有小孔的瓷杯内，石煤矿团上覆盖实施例1准备好的石灰球，放进马弗炉，830℃焙烧1.5小时，焙烧过程烟气取样分析，烟气中HCl的最大浓度25.7mg/m3，焙烧结束后取出吸附了HCl等酸性气体的石灰加入实施例1二次滤渣的洗水溶解过滤，滤渣加入27g石灰石粉制团，凉干后再做下一批石煤钠化焙烧烟气净化剂；滤液按化学计量加碳酸钠转型后过滤洗涤，按溶液分析结果计算，工艺过程中氯元素的平均循环利用率为85.6％。
实施例3
在实施例2过滤得到的氯化钠溶液中补加10g氯化钠，并将500g块状脱碳含钒石煤矿放在其中浸泡4小时后，取出凉干装入底部钻有小孔的瓷杯内，石煤块表面覆盖实施例2准备好的石灰球，放进马弗炉，700℃焙烧4小时，焙烧过程烟气取样分析，烟气中HCl的最大浓度8.7mg/m3，焙砂破碎按固液比1∶4加水80℃搅拌浸出两小时过滤，V的浸出率73.6％。

Claims (5)

1、一种含钒石煤氯盐焙烧方法，其特征在于：包括备料、焙烧、吸收和转型四个步骤，按含钒石煤矿重量的2～20％加入可溶性氯盐备料，备好的矿料在650～850℃的温度下氧化焙烧1～5小时，焙烧产生的高温烟气中的HCl及其它酸性气体用石灰吸收，石灰堆放在石煤矿料的上面，石灰的用量为其与HCl及其它酸性气体反应化学计量的2～4倍；吸收了HCl及其它酸性气体的石灰按固液重量比1∶1～2加水溶解过滤，滤渣凉干后继续用作吸附剂，滤液按化学计量加硫酸钠或碳酸钠转型后二次过滤，二次滤液为氯化钠溶液用作下一批石煤团矿或浸渍，洗水做下一批吸附了酸性气体的石灰的溶解液。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在用石灰吸收酸性气体时，将石灰放在高温烟气的通道内。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的石灰包括块状、粉状及粉状制团的生石灰、熟石灰及石灰石。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氯盐包括氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化镁。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的备料包括石煤矿氯盐溶液团矿和浸渍。
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