CN101955227B

CN101955227B - 一种偏钒酸铵干燥工艺

Info

Publication number: CN101955227B
Application number: CN 201010535981
Authority: CN
Inventors: 申军; 戴斌联
Original assignee: China Bluestar Changsha Design and Research Institute
Current assignee: China Bluestar Chonfar Engineering and Technology Co Ltd
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2030-11-09
Also published as: CN101955227A

Abstract

一种偏钒酸铵干燥工艺。其包括以下步骤：(1)将含水10wt%～50wt%的偏钒酸铵送进装有分级环及旋流片的旋转闪蒸干燥机的干燥室内；(2)将空气用热风炉加热至201～210℃，并用风机送入旋转闪蒸干燥机中；(3)待干燥的湿物料在旋转闪蒸干燥机的干燥室内停留2～6秒钟，得到含游离水≤0.85wt%的成品偏钒酸铵； (4)出料和尾气处理、排放：被干燥的物料被气流送入出料装置,经旋风除尘、布袋除尘，收集干燥的偏钒酸铵，尾气中的粉尘含量达标排放。本发明工艺简单、可靠，操作、维护方便,投资省；干燥后的物料细度和终水份含量可调，同时干燥时间短。

Description

一种偏钒酸铵干燥工艺

技术领域

本发明涉及一种偏钒酸铵干燥工艺。

背景技术

偏钒酸铵（NH₄VO₃）为白色或略带淡黄色的结晶粉末，相对密度2.326，分子量是116.98，微溶于冷水、热乙醇和乙醚，溶于热水及稀氢氧化铵。空气中灼烧时，变成五氧化二钒。有毒。

偏钒酸铵是提炼钒的中间产品，主要用于制取五氧化二钒（粉状或片状），再进一步生产金属钒、钒铁合金或其它钒基合金。也可用做化学试剂、催化剂、催干剂、媒染剂等。陶瓷工业广泛用作釉料。

我国钒矿资源较多，总储量以V₂O₅计算为2596万吨，居世界第三位。钒矿分布较广，以四川攀枝花地区储量最为丰富，占我国总储量的49％；其次是河北承德地区占21％，其它钒矿储量规模较大的还有湖南、湖北、河南、陕西、贵州、甘肃等省。

2005年以前，钒及其制品的生产主要以攀钢和承钢为主。由于受到2005年钒价大幅上升的影响，2005年以来，全国各地利用钒矿资源加工五氧化二钒的企业迅速增加，尤其是在河南南阳地区、陕西商南地区、贵州铜仁地区和甘肃敦煌等地，新建了很多钒矿开发企业。原有钒矿生产企业也在积极扩建。

各地钒矿资源性质差别很大，名称也有区别，有的称石煤，有的称钒土，有的称钒钛磁铁矿等。

钒矿石提取五氧化二钒的技术和工艺，根据钒在石煤中赋存状态，物质结构，围岩成份的不同，有不同的技术和工艺，国外，主要采用的是酸浸或钠盐熔烧—酸浸—溶剂萃取技术和工艺；我国传统的提钒工艺主要有以下几种：

（1）钠盐氧化焙烧—水浸—酸沉粗钒—碱溶铵盐沉钒；

（2）钠化焙烧—水浸—渣酸浸—离子交换；

（3）无盐焙烧—酸浸—溶剂萃取法；

（4）酸浸—中间盐法；

（5）钙化焙烧—硫酸浸出—溶剂萃取；

（6）钙化焙烧—碳铵浸取—离子交换；

（7）分段溶解法—氧化—离子交换；

（8）酸浸—萃取。

上述所有技术都是使钒矿石中存在的复杂钒化合物转变为可溶解或易溶解的单一钒化合物，由于技术方法的限制，钒的转化率低，污染大，资源利用率低等缺点突出。尤其是钠化焙烧工艺技术在焙烧过程中产生大量氯化氢、氯气等有害、有毒气体，废水中含有大量盐份，钒的转化率低，总回收率仅40～50%。

由于国内目前还没有钒矿提钒通用、高效、低成本、无污染的生产工艺，所以各地采用的提钒工艺各不相同，但受到工艺技术、环保要求、生产条件等多方面原因的影响，普遍存在生产规模小、生产成本高等问题。

偏钒酸铵是一种热敏性的产品，因此，国内绝大部分生产厂家对偏钒酸铵不进行干燥处理，通常市场上交易的偏钒酸铵是含水的产品，偏钒酸铵中五氧化二钒的含量一般在63％左右，其中含水近20％，由于生产车间每一批次的水份含量都有所差异，给具体交易时取样和化验带来问题，往往同一车偏钒酸铵（约25吨左右）在生产厂家和购买厂家取样化验的结果都有出入，因此，一般需要事先约定好交货地点，双方同时派人参与取样和化验。另外，由于水分含量较大，无形中增加了运输成本。

由于偏钒酸铵是一种热敏性的产品，产品遇加热至200℃开始熔化，加热至210℃时，开始分解，因而，要对偏钒酸铵进行干燥，燥工艺的选择极为重要。转筒干燥法，由于物料干燥的停留时间长，干燥温度不易控制，产品水分的含量也就很难控制，不适合于此类热敏性物料的干燥。流化床干燥法，由于对物料的含水率和流动性要求较高，而固液分离后湿的偏钒酸铵含水率较高，流动性较差，因此容易产生“压床”现象，也不适合偏钒酸铵干燥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种干燥温度容易控制，工艺流程简短，干燥过程连续、稳定、可靠，干燥效果好的偏钒酸铵干燥工艺。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：其包括以下步骤：(1)湿物料进料：用进料机将含水10wt%～50wt%的偏钒酸铵送进装有分级环及旋流片的旋转闪蒸干燥机的干燥室内；(2)热风输送：将空气用热风炉加热至201～210℃（优选205-208℃），并用风机加压（所加压力大小根据干燥系统的压力降确定）送入旋转闪蒸干燥机中；(3)干燥过程：待干燥的湿物料在旋转闪蒸干燥机的干燥室内，在高速回旋气流和底部搅拌器的共同作用下，与热风短时间内充分接触，物料温度上升至40～60℃,水分蒸发，团块状物料也被不断破碎、分散、沸腾和干燥，热风至出口时温度降至65～90℃，物料在旋转闪蒸干燥机的干燥室内停留时间控制在2～6秒（优选4-5秒）钟内，得到含游离水≤0.85wt%的成品偏钒酸铵； (4)出料和尾气处理、排放：被干燥的物料被气流送入出料装置,经旋风除尘、布袋除尘，收集干燥的偏钒酸铵，尾气中的粉尘含量（小于0.5mg/m³[粉尘]）达标排放。

偏钒酸铵由于生产的工艺和控制的参数不同，偏钒酸铵脱水所用设备及操作脱水控制时间的不同，经固液分离的偏钒酸铵含水率也有波动，一般为10 wt %～50 wt%。经固液分离的偏钒酸铵需要使用加料器送入旋转闪蒸干燥机内，湿度较高的物料被设置在干燥室上部的分级堰板阻拦，而在干燥室内继续得到进一步打散和干燥。

送入热风量,根据湿物料量和含水率的高低计算，热风从干燥机底部的旋流器沿切线方向进入干燥机内，并产生高速回旋的上升气流进入旋转闪蒸干燥机中，干燥室内装有分级环及旋流片，使得物料细度和终水分可调。

本发明的有益效果：(1) 集物料的破碎、分散、沸腾干燥、气流干燥、分级过程为一体，可连续稳定操作；解决了干燥过程中湿物料极易结块的难题，干燥后的产品不需破碎和分级，工艺流程简短；(2) 可根据物料性质配置不同特性的加料机，确保干燥过程稳定运行；(3) 物料在干燥室内停留时间短,且可自身调节其停留时间,根据需要控制含水率<1wt%；(4) 设备体积小，干燥强度大，结构简单、投资省，操作、维护方便； (5) 干燥控制全过程易实现自动控制；（6）适用于含水量较高的湿料偏钒酸铵干燥；（7）易于实现规模化生产。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

(1)用进料机将含水25.5wt%的偏钒酸铵送进直径600mm装有分级环及旋流片的旋转闪蒸干燥机的干燥室内，进料量333kg/h；(2)热风输送：将空气用热风炉加热至208℃±1℃，并用风机加压送入旋转闪蒸干燥机中；(3)待干燥的湿物料在高速回旋气流和底部搅拌器的共同作用下，与热风短时间内充分接触，物料温度上升至40～60℃,水分蒸发，团块状物料也被不断破碎、分散、沸腾和干燥，热风至出口时温度降至80℃，物料在旋转闪蒸干燥机的干燥室内停留时间控制在5秒钟，得到含游离水0.7wt%的成品偏钒酸铵；(4)出料和尾气处理、排放：被干燥的物料被气流送入出料装置,经旋风除尘、布袋除尘，收集干燥的偏钒酸铵产品250kg/h，尾气中的粉尘含量（小于0.5mg/m³[粉尘]）达标排放。

实施例2

采用直径300mm的旋转闪蒸干燥机，湿料偏钒酸铵含水17.8%，进料量80kg/h，热风进风温度205℃±1℃，物料在旋转闪蒸干燥机内停留时间4秒，蒸发水分后产品量为66.3kg/h，含水率0.8%；出风温度78℃。余同实施例1。

Claims

1.一种偏钒酸铵干燥工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)湿物料进料：用进料机将含水10wt%～50wt%的偏钒酸铵送进装有分级环及旋流片的旋转闪蒸干燥机的干燥室内；(2)热风输送：将空气用热风炉加热至201～210℃，并用风机加压送入旋转闪蒸干燥机中；(3)干燥过程：待干燥的湿物料在旋转闪蒸干燥机的干燥室内，在高速回旋气流和底部搅拌器的共同作用下，与热风短时间内充分接触，物料温度上升至40～60℃,水分蒸发，团块状物料也被不断破碎、分散、沸腾和干燥，热风至出口时温度降低至65～90℃，物料在旋转闪蒸干燥机的干燥室内停留时间控制在2～6秒钟内，得到含游离水≤0.85wt%的成品偏钒酸铵； (4)出料和尾气处理、排放：被干燥的物料被气流送入出料装置,经旋风除尘、布袋除尘，收集干燥的偏钒酸铵，尾气中的粉尘含量达标排放。

2.根据权利要求1所述的干燥工艺，其特征在于，步骤（2），将空气用热风炉加热至205～208℃；步骤（3），物料在旋转闪蒸干燥机的干燥室内停留时间控制在4～5秒内。