CN102923774A - 添加高钙钒渣进行钠化焙烧的方法 - Google Patents

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本发明公开了一种生产五氧化二钒过程中添加高钙钒渣进行钠化焙烧的方法，该方法是向钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物中添加一定量的纯碱混合均匀，然后送入回转窑中进行有氧焙烧；其中，钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物的粒度为过120目筛超过80％；钒渣和高钙钒渣按重量计金属铁含量小于5％；焙烧时间为3.5～5h，焙烧温度为800～950℃；有氧焙烧过程中，回转窑尾气中氧含量在10％以上。本发明虽然在焙烧原料中加入高钙钒渣，使CaO含量提高到5％以上，但通过对工艺的调整限定，实现了钒的高转化率，且回转窑不会出现结球、结圈等现象，操作方便，生产顺行。

Description

添加高钙钒渣进行钠化焙烧的方法
技术领域
本发明属于五氧化二钒生产技术领域，具体涉及一种生产五氧化二钒过程中添加高钙钒渣进行钠化焙烧的方法。
背景技术
目前国内外传统的钠化焙烧、浸出生产五氧化二钒的工艺中，均对焙烧过程的原料的钙含量有严格的要求，资料显示钒渣中CaO<2.5%时才对焙烧影响较小，在焙烧过程中CaO与V2O5易生成不溶于水的钒酸钙CaO·V2O5或者含Ca的钒青铜CaV12O30，使钒渣的转化率急剧降低，造成钒进入沉渣而流失。研究表明，钒渣中CaO每增加1%，将使V2O5产量减少8.03%。因此，必须将不溶于水的钒酸钙CaO·V2O5通过化学办法改变为溶于水的偏钒酸钙，并且减少含Ca的钒青铜CaV12O30的生成，按照现有的工艺进行焙烧操作，转化率只有75%左右，所以，针对含钙量较高的钒渣，需要调整工艺，达到提高钒转化率（钒的转化率为精钒渣在通过焙烧后的熟料中可溶性钒的比例，计算公式为可溶性钒占总钒的比例），减少钒损失的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种钒转化率高的添加高钙钒渣进行钠化焙烧的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：添加高钙钒渣进行钠化焙烧的方法，向钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物中添加一定量的纯碱混合均匀，然后送入回转窑中进行有氧焙烧；
其中，钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物的粒度为过120目筛超过80％；
钒渣和高钙钒渣按重量计金属铁含量小于5％；
焙烧时间为3.5～5h，焙烧温度为800～950℃；
有氧焙烧过程中，回转窑尾气中氧含量在10％以上。
钒渣为经过转炉含钒铁水吹炼提钒后产生的含钙量较低、含钒量较高的转炉渣。高钙钒渣为转炉含钒铁水吹炼炼钢中产生的含钙量较高、含钒量较低的转炉渣。尾渣为提钒过程的浸出工艺固液分离后的滤渣。
其中，上述方法中，钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物按重量计CaO含量不低于5％。
进一步的，钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物按重量计CaO含量为5～10％。
其中，上述方法中，纯碱的加入量为钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物中五氧化二钒质量的1.4～1.8倍。
进一步的，纯碱的加入量为钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物中五氧化二钒质量的1.6倍。
其中，上述方法中，钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物按重量计全钒含量为5.0～6.5％。
其中，上述方法中，高钙钒渣的重量为钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物总重量的10～30％。
其中，上述方法中，焙烧温度为850～870℃。
其中，上述方法中，焙烧时间为4～4.5h。
本发明的有益效果是：本发明虽然在焙烧原料中加入高钙钒渣，使焙烧原料（混合渣）中的CaO含量提高到了5％以上，但通过对工艺的调整限定，如原料粒度、金属铁含量、焙烧时间和温度、尾气氧含量等，实现了钒的高转化率（达84％以上），且回转窑不会出现结球、结圈等现象，操作方便，生产顺行。本发明能降低生产成本、节约资源，具有巨大的社会效益和经济效益。
具体实施方式
本发明添加高钙钒渣进行钠化焙烧的方法，向钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物中添加一定量的纯碱混合均匀，然后送入回转窑中进行有氧焙烧；
其中，钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物的粒度为过120目筛超过80％；
钒渣和高钙钒渣按重量计金属铁含量小于5％；
焙烧时间为3.5～5h，焙烧温度为800～950℃；
有氧焙烧过程中，回转窑尾气中氧含量在10％以上。
本发明如果金属铁含量高了（超过5%）在加热过程中大量产生热量，从而使焙烧时局部温度过高而造成烧结，最终影响钒的转化率，更严重的会导致回转窑结窑。钒渣焙烧过程是氧化和钠化过程，需要有充足的氧化气氛使钒渣中的钒尽可能多的氧化为五价钒，因此本发明限定回转窑尾气中氧含量要高于10％。
优选的，钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物按重量计CaO含量不低于5％。
进一步的，钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物按重量计CaO含量为5～10％。
优选的，纯碱的加入量为钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物中五氧化二钒质量的1.4～1.8倍。纯碱的加入量太高会造成成本的增加，同时会降低焙烧的温度，太低会减少钒的钠化量，从而降低钒的转化率。
进一步优选的，纯碱的加入量为钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物中五氧化二钒质量的1.6倍。
优选的，为了提高钒转化率，钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物按重量计全钒含量为5.0～6.5％。
优选的，为了提高钒转化率，高钙钒渣的重量为钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物总重量的10～30％。
优选的，为了提高钒转化率，焙烧温度为850～870℃。
优选的，为了提高钒转化率，焙烧时间为4～4.5h。
下面通过实施例对本发明的具体实施方式作进一步的说明，但并不因此将本发明的保护范围限制在实施例的范围之中。
实施例一
将10吨钒渣和2吨高钙钒渣混合并进行破碎球磨处理，过120目通过率达到81.95％，磁选出金属铁得到混合渣，混合渣中金属铁含量为1.78%，全钒含量8.17%，CaO含量6.4%，将10吨混合渣与4吨尾渣进行配比，尾渣全钒含量为1.12%，尾渣CaO含量为4.8%，保证混合后的全钒为6.0%；加纯碱，纯碱的加入量为钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物中五氧化二钒质量的1.6倍。在搅拌机内进行混合均匀。在有氧的条件下，将混合料入回转窑进行高温焙烧，焙烧温度为850℃，焙烧时间控制在4.5h；检测回转窑窑尾尾气中氧含量达到12.5%。
本实施例的钒转化率为86.13％，焙烧过程中回转窑未出现结球、结圈现象。
实施例2
将10吨钒渣和2吨高钙钒渣混合并进行破碎球磨处理，过120目通过率达到82.16％，磁选出金属铁得到混合渣，混合渣中金属铁含量为2.15%，全钒含量8.62%，CaO含量6.4%，将10吨混合渣与5吨尾渣进行配比，尾渣全钒含量为1.21%，尾渣CaO含量为5.2%，保证混合后的全钒为5.65%；加纯碱，纯碱的加入量为钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物中五氧化二钒质量的1.6倍。在搅拌机内进行混合均匀。在有氧的条件下，将混合料入回转窑进行高温焙烧，焙烧温度为870℃，焙烧时间控制在4h；检测回转窑窑尾尾气中氧含量达到11.5%。
本实施例的钒转化率为86.84％，焙烧过程中回转窑未出现结球、结圈现象。
实施例3
将10吨钒渣和3吨高钙钒渣混合并进行破碎球磨处理，过120目通过率达到82.48％，磁选出金属铁得到混合渣，混合渣中金属铁含量为2.61%，全钒含量8.39%，CaO含量5.2%，将10吨混合渣与5吨尾渣进行配比，尾渣CaO含量为5.5%，保证混合后的全钒为5.5%；加纯碱，纯碱的加入量为钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物中五氧化二钒质量的1.6倍。在搅拌机内进行混合均匀。在有氧的条件下，将混合料入回转窑进行高温焙烧，焙烧温度为850℃，焙烧时间控制在4h；检测回转窑窑尾尾气中氧含量达到12%。
本实施例的钒转化率为84.26％，焙烧过程中回转窑未出现结球、结圈现象。
实施例4
将10吨钒渣和3吨高钙钒渣混合并进行破碎球磨处理，过120目通过率达到81.62％，磁选出金属铁得到混合渣，混合渣中金属铁含量为2.37%，全钒含量8.94%，CaO含量5.31%，将10吨混合渣与6吨尾渣进行配比，尾渣CaO含量为5.2%，保证混合后的全钒为6.0%；加纯碱，纯碱的加入量为钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物中五氧化二钒质量的1.6倍。在搅拌机内进行混合均匀。在有氧的条件下，将混合料入回转窑进行高温焙烧，焙烧温度为870℃，焙烧时间控制在4h；检测回转窑窑尾尾气中氧含量达到12.5%。
本实施例的钒转化率为86.42％，焙烧过程中回转窑未出现结球、结圈现象。
对比例一
将10吨钒渣进行破碎球磨处理，过120目通过率达到82.07％，磁选出金属铁得到混合渣，混合渣中金属铁含量为2.06%，全钒含量9.14%，CaO含量2.17%，将10吨钒渣与6吨尾渣进行配比，尾渣CaO含量为4.1%，保证混合后的全钒为6.15%；加纯碱，纯碱的加入量为钒渣和尾渣的混合物中五氧化二钒质量的1.5倍。在搅拌机内进行混合均匀。在有氧的条件下，将混合料入回转窑进行高温焙烧，焙烧温度为850℃，焙烧时间控制在4h；检测回转窑窑尾尾气中氧含量达到11.9%。
本对比例的钒转化率为86.97％，焙烧过程中回转窑未出现结球、结圈现象。
对比例二
将4吨钒渣和6吨高钙钒渣混合后进行破碎球磨处理，过120目通过率达到80.92％，磁选出金属铁得到混合渣，混合渣中金属铁含量为2.41%，全钒含量7.48%，CaO含量11.2%，将10吨混合渣与4吨尾渣进行配比，尾渣CaO含量为4.9%，保证混合后的全钒为6.08%；加纯碱，纯碱的加入量为钒渣和尾渣的混合物中五氧化二钒质量的1.65倍。在搅拌机内进行混合均匀。在有氧的条件下，将混合料入回转窑进行高温焙烧，焙烧温度为870℃，焙烧时间控制在4h；检测回转窑窑尾尾气中氧含量达到12.3%。
本对比例的钒转化率为77.65％，焙烧过程中回转窑未出现结球、结圈现象。
从实施例和对比例可得知，现有技术中为了能够提高钠化焙烧的钒转化率，都需将钒渣中氧化钙含量降到2.5%以下，如果氧化钙含量过高，会使钒转化率急速降低。本发明通过合理的配置工艺，即使钒渣中氧化钙含量高于5%，也能保证钒转化率保持在84%以上，取得了预料不到的技术效果。

Claims (9)

1.添加高钙钒渣进行钠化焙烧的方法，其特征在于：向钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物中添加一定量的纯碱混合均匀，然后送入回转窑中进行有氧焙烧；
其中，钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物的粒度为过120目筛超过80％；
钒渣和高钙钒渣按重量计金属铁含量小于5％；
焙烧时间为3.5～5h，焙烧温度为800～950℃；
有氧焙烧过程中，回转窑尾气中氧含量在10％以上。
2.根据权利要求1所述的添加高钙钒渣进行钠化焙烧的方法，其特征在于：钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物按重量计CaO含量不低于5％。
3.根据权利要求2所述的添加高钙钒渣进行钠化焙烧的方法，其特征在于：钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物按重量计CaO含量为5～10％。
4.根据权利要求1所述的添加高钙钒渣进行钠化焙烧的方法，其特征在于：纯碱的加入量为钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物中五氧化二钒质量的1.4～1.8倍。
5.根据权利要求4所述的添加高钙钒渣进行钠化焙烧的方法，其特征在于：纯碱的加入量为钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物中五氧化二钒质量的1.6倍。
6.根据权利要求1所述的添加高钙钒渣进行钠化焙烧的方法，其特征在于：钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物按重量计全钒含量为5.0～6.5％。
7.根据权利要求6所述的添加高钙钒渣进行钠化焙烧的方法，其特征在于：高钙钒渣的重量为钒渣、高钙钒渣和尾渣的混合物总重量的10～30％。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的添加高钙钒渣进行钠化焙烧的方法，其特征在于：焙烧温度为850～870℃。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的添加高钙钒渣进行钠化焙烧的方法，其特征在于：焙烧时间为4～4.5h。
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