CN102021315B

CN102021315B - 一种偏钒酸铵煅烧制粉状五氧化二钒工艺

Info

Publication number: CN102021315B
Application number: CN 201010535800
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: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2030-11-09
Also published as: CN102021315A

Abstract

一种偏钒酸铵煅烧制粉状五氧化二钒工艺，其包括以下步骤：(1)用进料机将含水≤1wt%的偏钒酸铵送进装有防结块设施的电加热回转炉中；(2)加热升温至510～560℃，保温60-180分钟，然后冷却至300～350℃，出料；（3）将步骤（2）所得300～350℃的物料送入冷却转筒，继续冷却至40～50℃，即得到成品粉状五氧化二钒；(4)用旋风除尘器收集回转炉尾气中所含少量五氧化二钒，再对尾气进行一级水洗，二级酸洗，使尾气中的氨含量降低达到排放标准，然后排放。本发明工艺简单、可靠，操作方便,脱氨完全，节能环保。

Description

一种偏钒酸铵煅烧制粉状五氧化二钒工艺

技术领域

本发明涉及一种偏钒酸铵煅烧工艺，尤其是涉及一种偏钒酸铵煅烧制粉状五氧化二钒工艺。

背景技术

偏钒酸铵，分子式为NH₄VO₃，白色或略带淡黄色的结晶粉末，相对密度2.326，分子量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不断积极扩建。

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，在国外，主要采用的是酸浸或钠盐熔烧—酸浸—溶剂萃取技术和工艺；在我国，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，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、生产条件等多方面因素的影响，普遍存在生产规模小、生产成本高的问题。

由于国内绝大部分生产厂家不进行干燥处理就直接进行煅烧，而且是间歇式的，先将矿石置于回转炉中，将温度缓慢升温至300度，保持1小时，再升至500-550度（不能超过650度，否则五氧化二钒熔融），保持2小时，最后降至450度保持1小时，冷却出炉。

偏钒酸铵是一种热敏性的产品，加热至210℃开始分解，但偏钒酸铵煅烧分解分为三个阶段，首先分解放出氨，生成多钒酸铵：

6NH₄VO₃=（NH₄）₂V₆O₁₆+4NH₃+2H₂O

然后，多钒酸铵进一步分解，钒被还原为四价：

（NH₄）₂V₆O₁₆=3V₂O₄+N₂+4H₂O

最后，在氧化性气氛中，四价钒转化成五价钒，即生成五氧化二钒：

2V₂O₄+O₂=2V₂O₅

因而，煅烧工艺的选择极为重要。小型卧式回转炉法，煅烧温度不易控制，从加热到冷却物料的停留时间长，只适合间歇生产和小型生产厂，不适合大型连续化生产；立式动态煅烧炉法，由于高温气体与偏钒酸铵进行气固混合，迅速传质传热并旋转流动，需要的能耗高，停留时间较短，氧化气氛不足，易导致脱氨不完全，而五氧化二钒粉末，需要捕集器收集。

发明内容

本发明的目的在于克服现有偏钒酸铵煅烧工艺存在的上述缺陷，提供一种煅烧温度和停留时间容易控制，工艺流程简短，煅烧过程连续、稳定、可靠，煅烧效果好的偏钒酸铵煅烧工艺。

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)进料：用进料机将含水≤1wt%的偏钒酸铵送进装有防结块设施的电加热回转炉中；(2) 加热煅烧：将电加热回转炉加热升温至510～560℃（优选520-550℃），保温60-180分钟（优选110-150分钟）对偏钒酸铵进行煅烧，然后冷却至300～350℃，出料；（3）然后，将冷却至300～350℃的物料送入冷却转筒，停留25-35分钟，冷却至40～50℃，即得到成品粉状五氧化二钒； (4)尾气处理、排放：用旋风除尘器收集回转炉尾气中所含少量五氧化二钒，再对尾气进行一级水洗，二级酸洗，使尾气中的氨含量降低达到排放标准（小于4.0mg/m³)，然后排放。

本发明的有益效果：(1) 集物料的加热、分散、煅烧、冷却过程为一体，可连续稳定操作；解决了煅烧过程中湿物料极易结块的难题，煅烧、冷却后即为五氧化二钒产品，工艺流程简短；(2) 可根据物料性质配置不同特性的加料机构，确保煅烧过程稳定、可靠；(3) 物料在煅烧炉内停留时间可调节，可根据需要控制煅烧温度；(4) 使用设备，结构简单，操作、维护方便； (5)煅烧控制全过程易实现自动控制；（6）易于实现大型工业化生产。

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)用进料机将含水率为0.8wt%的偏钒酸铵送进直径800mm的装有防结块设施的电加热回转炉中，进料量81kg/h；(2) 加热煅烧、冷却：将电加热回转炉加热升温，偏钒酸铵在炉膛内与热空气充分接触，物料温度不断上升，至210℃开始分解，继续升温至550℃±2℃，保温120分钟，然后冷却至340℃，出料；（3）将冷却至340℃的物料送入冷却转筒,停留30分钟，冷却至45℃，即得到成品五氧化二钒62.5kg/h；(4)尾气处理、排放：分解出的氨和空气一起经旋风除尘器收集尾气中所含少量五氧化二钒，再进行一级水洗、二级酸洗，使尾气中的氨含量降低达到排放标准（小于4.0mg/m³)，然后排放。

实施例2

采用直径1250mm装有防结块设施的电加热回转炉，进料偏钒酸铵含水0.7wt%，进料量210kg/h，煅烧温度控制在525℃±2℃，煅烧时间150分钟,回转炉出料温度控制在315℃,物料在冷却转筒内冷却至42℃，产品五氧化二钒为162.2kg/h。余同实施例1。

Claims

1. 一种偏钒酸铵煅烧制粉状五氧化二钒工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)进料：用进料机将含水≤1wt%的偏钒酸铵送进装有防结块设施的电加热回转炉中；(2) 煅烧、冷却出料：将电加热回转炉加热升温至510～560℃，保温60-180分钟，对偏钒酸铵进行煅烧，然后冷却至300～350℃，出料；（3）二次冷却：将在电加热回转炉中冷却至300～350℃的物料送入冷却转筒，停留25-35分钟，冷却至40～50℃，即得到成品粉状五氧化二钒；(4)尾气处理、排放：用旋风除尘器收集回转炉尾气中所含少量五氧化二钒，再对尾气进行一级水洗，二级酸洗，使尾气中的氨含量降低达到排放标准，然后排放。

2.根据权利要求1所述的偏钒酸铵煅烧制粉状五氧化二钒工艺，其特征在于，步骤（2），煅烧温度为520～550℃，保温时间110-150分钟。