CN105256154B - 一种带式过滤机处理含钒物料的方法 - Google Patents

一种带式过滤机处理含钒物料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带式过滤机处理含钒物料的方法，包括将含钒物料在带式过滤机的布料区上进行布料，然后使含钒物料依次通过第一段抽干区、第二段补水区、第二段抽干区、第三段补水区、第三段抽干区、第四段补水区和抽干出料区；其中，使布料区、第一段抽干区、第二段补水区和第二段抽干区的滤液进入第二滤液罐，得到含钒滤液；使第三段补水区、第三段抽干区的滤液进入第三滤液罐，并将该罐中滤液输送到第二补水区作为补水；使第四段补水区和抽干出料区的滤液进入第四滤液罐，并将该罐中滤液输送到第三补水区作为补水；使存储于第二滤液罐中的含钒滤液用作将钒铁精矿钠化焙烧后的熟料进行研磨打浆时的溶剂。该方法具有钒损失量少的优点。

Description

一种带式过滤机处理含钒物料的方法
技术领域
本发明涉及一种带式过滤机处理含钒物料的方法。
背景技术
目前，在钒提取方面，主要通过将钒铁精矿破碎、磨料和筛分后，配入一定量的纯碱在焙烧炉中进行钠化焙烧，然后将焙烧后的钠化焙烧熟料置于浸出槽中，加水浸洗，然后通过真空抽滤的方式，将浸洗入溶液的钒，抽滤出来实现钒的提取。
但是上述方法存在以下问题：1)槽式浸出在生产布置中，采取平铺方式，由于其处理区域分布为点式，故难以实现多层布置，浸出液罐与槽式浸出装置分开布置，增加了占地面积；2)作业时，只能一槽一槽进行，由于料层在槽中堆积较厚，浸洗时间相对较长，制约了产能的提高；3)自动化水平低，作业强度大，存在一定的安全隐患(例如卸料作业需要职工亲临，翻转浸出槽卸去滤饼时，易出现安全事故)；4)耗能大，成本高。
发明内容
为了克服上述问题，本发明的目的在于提供一种带式过滤机处理含钒物料的方法，该方法具有成本低、自动化高、连续性好、产能大以及钒损失量少的优点。
为了实现上述目的，本发明提供一种带式过滤机处理含钒物料的方法，其中，该方法包括将含钒物料在带式过滤机的布料区上进行布料，然后使含钒物料依次通过第一段抽干区、第二段补水区、第二段抽干区、第三段补水区、第三段抽干区、第四段补水区和抽干出料区；其中，使布料区、第一段抽干区、第二段补水区和第二段抽干区的滤液进入第二滤液罐，得到含钒滤液；使第三段补水区、第三段抽干区的滤液进入第三滤液罐，并将该罐中滤液输送到第二补水区作为补水；使第四段补水区和抽干出料区的滤液进入第四滤液罐，并将该罐中滤液输送到第三补水区作为补水；使存储于第二滤液罐中的含钒滤液用作将钒铁精矿钠化焙烧后的熟料进行研磨打浆时的溶剂。
根据本发明的方法，通过带式过滤机处理含钒物料具有成本低、自动化高、连续性好、产能大的优点。此外，本发明采用洗水(水)由带滤机尾部补入，并向带滤机前部穿插补入滤液的方式，充分实现了滤液浓度累积，同时滤饼中的钒分多次浸洗，越向后浸洗液浓度越低，最大程度地降低了钒的损失量。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明采用带式过滤机对含钒物料进行处理的示意图。
附图标记说明
1：带式过滤机 2：布料区
3：第一段抽干区 4：第二段补水区
5：第二段抽干区 6：第三段补水区
7：第三段抽干区 8：第四段补水区
9：抽干出料区 10：滤带清洗区
11：第一滤液罐 12：第二滤液罐
13：第三滤液罐 14：第四滤液罐
15、16、17：泵
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供的带式过滤机处理含钒物料的方法包括将含钒物料在带式过滤机的布料区上进行布料，然后使含钒物料依次通过第一段抽干区、第二段补水区、第二段抽干区、第三段补水区、第三段抽干区、第四段补水区和抽干出料区；其中，使布料区、第一段抽干区、第二段补水区和第二段抽干区的滤液进入第二滤液罐，得到含钒滤液；使第三段补水区、第三段抽干区的滤液进入第三滤液罐，并将该罐中滤液输送到第二补水区作为补水；使第四段补水区和抽干出料区的滤液进入第四滤液罐，并将该罐中滤液输送到第三补水区作为补水；使存储于第二滤液罐中的含钒滤液用作将钒铁精矿钠化焙烧后的熟料进行研磨打浆时的溶剂。
根据本发明的方法，其为连续对含钒物料进行处理的方法。在本发明的方法初始进行时，所述第三滤液罐和第四滤液罐中不存在滤液，此时，所述第二段补水区和所述第三段补水区的补水可以为水。也就是说，在通过本发明的方法对含钒物料进行处理时，在初始阶段，第二段补水区和所述第三段补水区的补水使用水，在该方法稳定运行后，也即在所述第三滤液罐和第四滤液罐中储存的滤液能够满足补水的需要后，第二段补水区和所述第三段补水区的补水分别使用所述第三滤液罐和第四滤液罐中存储的滤液。
此外，将所述第三滤液罐和第四滤液罐中存储的滤液分别加入到第二段补水区和所述第三段补水区的方法没有特别的限定，可以采用本领域常规的方法，例如可以通过泵将所述第三滤液罐和第四滤液罐中存储的滤液分别输送到所述第二段补水区和所述第三段补水区进行喷洒或者割区注水。
根据本发明，为了便于收集含钒滤液，优选该方法还包括使存储于第二滤液罐中的含钒滤液通过连通第一滤液罐和第二滤液罐的连通管道进入第一滤液罐。
根据本发明，所述含钒物料为钒铁精矿钠化焙烧后的熟料(以下简称为熟料)经研磨打浆后的浆料。所述钒铁精矿钠化焙烧的方法为本领域所公知。即，通过将钒铁精矿破碎、磨料和筛分后，配入一定量的钠盐(例如碳酸钠)在焙烧炉中进行钠化焙烧，得到熟料。
在本发明中，所述含钒物料为将熟料经研磨打浆后的浆料。优选使存储于第二滤液罐中的含钒滤液用作将钒铁精矿钠化焙烧后的熟料进行研磨打浆时的溶剂(在本发明刚开始进行时，由于第二滤液罐中还未产生含钒滤液，此时，可以使用水作为溶剂进行研磨打浆)。所述研磨打浆可以通过本领域所公知的各种方法进行，例如可以通过湿球磨来进行研磨打浆。经研磨打浆后的浆料的固液重量比为1：2-3，优选为1：2-2.5。
此外，所述浆料的温度优选为75-85℃，更优选为80-85℃。
根据本发明，通过使用第二滤液罐中的含钒滤液，能够进一步提高得到的含钒滤液的钒浓度和纯度。
通过使用上述范围内的浆料具有浸泡渗透好的优点，且有利于后续的钒浸洗提出。
根据本发明，对所述布料的方法没有特别的限定，可以按照常规的方法进行。例如可以采用“鸭嘴式”布料器，以将料浆均匀的平铺在带式过滤机上的方式进行布料。
根据本发明，优选所述布料的厚度为15-25mm，更优选为15-22mm。通过在上述厚度范围内进行布料，能够使浸洗水充分渗透，提高浸洗效果。
根据本发明，所述带式过滤机的运行速度为1-4m/min；优选为2-3m/min。通过使所述带式过滤机的输送速度在上述范围内，能够使浸洗水与浆料具有足够的接触时间，提高浸洗效果。
根据本发明，所述第四段补水区的补水为水。优选地，所述第四段补水区的补水速度为5-7m3/h；更优选地，所述第四段补水区的补水速度为6-7m3/h。
根据本发明，优选的情况下，该方法还包括使通过抽干出料区的带式过滤机的滤带通过滤带清洗区，所述滤带清洗区的滤液进入第四滤液罐。所述滤带清洗区的补水为水。优选地，所述滤带清洗区的补水速度为5-7m3/h；更优选地，所述滤带清洗区的补水速度为5.5-6m3/h。
根据本发明，为了进一步提供含钒物料中钒的浸出率，优选在各补水区，补水与含钒物料的运行方向相反。由此，通过采用逆向交叉的方法进行浸洗，来降低尾渣中的钒含量和提高最终钒溶液产品的钒浓度。
根据本发明，优选的情况下，所述第二滤液罐收集滤液的速度为11-15m3/h，所述第三滤液罐收集滤液的速度为11-15m3/h，所述第四滤液罐收集滤液的速度为11-15m3/h；更优选的情况下，所述第二滤液罐收集滤液的速度为12-14m3/h，所述第三滤液罐收集滤液的速度为12-14m3/h，所述第四滤液罐收集滤液的速度为12-14m3/h。
根据本发明，所述第二段补水区、所述第三段补水区和所述第四段补水区的补水速度可以在宽的范围内变动，但为了能够合理利用滤液罐中的滤液，优选所述第二段补水区的补水速度为10-14m3/h，所述第三段补水区的补水速度为10-14m3/h；更优选所述第二段补水区的补水速度为11-13m3/h，所述第三段补水区的补水速度为11-13m3/h。
根据本发明，优选添加到第二段补水区、第三段补水区、第四段补水区以及滤带清洗区的补水的温度为85-95℃，更优选为90-95℃。在本发明中，使通过使添加到第二段补水区、第三段补水区和第四段补水区的补水的温度为85-95℃，并使所述浆料的温度为75-85℃，能够保证带式过滤机整体浸洗环境在70℃以上，防止产生的硅酸钠在低温下粘度增大，影响滤液滤出速度的隐患(温度低时，硅酸钠粘度增大，其形成的胶体延伸性变差，伴随滤液穿过滤布时，受到的阻碍增加，从而影响滤液的滤出速度，引起洗水加入困难，跑稀等现象)，从而能够有效地提高效率，提高水溶性钒的浸出率。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明并不仅限于下述实施例。
以下实施例1-4中所使用的浆料为将熟料经研磨打浆后的浆料，所述浆料的固液重量比通过添加的水进行调节。
以下实施例中，
1)全钒(TV)含量的测定方法如下：
在单臂天平上准确称取0.5000g(m1)试样于500ml三角瓶中沿边缘加少许蒸馏水，将试样润散后，用酸葫芦加入20ml浓磷酸和8～10滴稀硝酸，放于电热板上加热，待瓶中试样溶解完全后，用三角瓶铗取下放于抽风橱内冷至室温，加入稀硫酸溶液80ml，加入2～3g固体过硫酸铵后，置于电热板上煮沸冒大泡后取下并冷却至室温。加入3滴N-苯基邻氨基苯甲酸指示剂摇匀；硫酸亚铁铵标液(浓度为0.04mol/L)进行滴定，当溶液呈现稳定的亮绿色时即为终点，取下滴定管，准确读取滴定体积数。
TV％＝C×V1×0.05094÷m1×10
其中，C表示硫酸亚铁铵标液的浓度，V1表示硫酸亚铁铵标液的滴定体积数。
2)可溶性钒含量的测定方法如下：
在单臂天平上准确称取1.0000g(m2)试样于250ml向烧杯中，加入80ml已煮沸的蒸馏水。用玻棒搅拌2～3min后，用快速滤纸过滤于500ml的三角瓶中，烧杯及残渣用热水洗涤3～4次，体积约100ml，加入20ml浓硫酸，冷却后加20重量％硫酸亚铁铵5ml摇匀，滴加2.5％的高锰酸钾溶液成稳定的紫红色，放置2-3min；加入20重量％的尿素溶液5ml，滴加1重量％亚硝酸钠至红色刚好消失，并过量1～2滴，加4滴0.2重量％N-苯基邻氨基苯甲酸指示剂摇匀。用硫酸亚铁铵标液(浓度为0.04mol/L)进行滴定，当溶液呈现稳定的亮绿色时即为终点，取下滴定管，准确读取滴定体积数。
SV％＝C×V2×0.05094÷m2×100
其中，C表示硫酸亚铁铵标液的浓度，V2表示硫酸亚铁铵标液的滴定体积数。
3)滤液钒含量的测定方法如下：
用移液管吸取5.00ml用快速滤纸过滤的浸出液于500ml三角瓶中，加(1+4)的硫酸80ml摇匀，加3ml浓磷酸；加20重量％硫酸亚铁铵5ml摇匀，滴加2.5重量％的高锰酸钾溶液成稳定的紫红色，放置2-3min；加入20重量％的尿素溶液5ml，滴加1重量％亚硝酸钠至红色刚好消失，并过量1～2滴，加4滴0.2重量％N-苯基邻氨基苯甲酸指示剂摇匀。用硫酸亚铁铵标液(浓度为0.04mol/L)滴定至溶液呈稳定的亮绿色为终点。取下滴定管，准确读取滴定体积数。
V(g/l)＝C×V×0.05094×1000÷5
其中，C表示硫酸亚铁铵标液的浓度，V表示硫酸亚铁铵标液的滴定体积数。
实施例1
实施例1如图1所示，将浆料(固液重量比为1：2，温度为80℃)在带式过滤机1的布料区2进行布料，布料厚度为15mm，以带式过滤机1的运行速度为2m/min使浆料依次通过第一段抽干区3、第二段补水区4、第二段抽干区5、第三段补水区6、第三段抽干区7、第四段补水区8以及抽干出料区9，得到处理后的滤饼，然后将带式过滤机1的滤布通过滤带清洗区10进行清洗；同时，在带式过滤机1运行过程中，收集布料区2、第一段抽干区3、第二段补水区4、第二段抽干区5的滤液并储存于第二滤液罐12，收集第三段补水区6、第三段抽干区7的滤液并储存于第三滤液罐13，收集第四段补水区8、抽干出料区9和滤布清洗区10的滤液并储存于第四滤液罐14。重复上述步骤，连续进行浆料的浸出。其中，第二段补水区4的补水为储存于第三滤液罐13中的滤液(在初始阶段使用水，在第三滤液罐13中所储存的滤液的量满足添加到第二段补水区4所需水的量的要求后，添加第三滤液罐13中所储存的滤液)，滤液添加前加热到90℃，以11m3/h进行喷洒添加；第三段补水区6的补水为储存于第四滤液罐14中的滤液(在初始阶段使用水，在第四滤液罐14中所储存的滤液的量满足添加到第三段补水区6所需补水的量的要求后，添加第四滤液罐14中所储存的滤液)，滤液添加前加热到90℃，以11m3/h进行喷洒添加；所述第四段补水区8的补水为水，水添加前加热到90℃，以6m3/h的添加速度进行喷洒；所述滤布清洗区10的补水为水，水添加前加热到90℃，以5m3/h的添加速度进行喷洒。
在运行3小时后，对处理后的滤饼中的全钒含量以及可溶性钒含量进行测定，并对第二、第三和第四滤液罐中的滤液的钒含量进行测定，其结果表示在表1中。
实施例2
如图1所示，将浆料(固液重量比为1：2.5，温度为85℃)在带式过滤机1的布料区2进行布料，布料厚度为22mm，以带式过滤机1的运行速度为2.5m/min使浆料依次通过第一段抽干区3、第二段补水区4、第二段抽干区5、第三段补水区6、第三段抽干区7、第四段补水区8以及抽干出料区9，得到处理后的滤饼，然后将带式过滤机1的滤布通过滤带清洗区10进行清洗；同时，在带式过滤机1运行过程中，收集布料区2、第一段抽干区3、第二段补水区4、第二段抽干区5的滤液并储存于第二滤液罐12，收集第三段补水区6、第三段抽干区7的滤液并储存于第三滤液罐13，收集第四段补水区8、抽干出料区9和滤布清洗区10的滤液并储存于第四滤液罐14。重复上述步骤，连续进行浆料的浸出。其中，第二段补水区4的补水为储存于第三滤液罐13中的滤液(在初始阶段使用水，在第三滤液罐13中所储存的滤液的量满足添加到第二段补水区4所需水的量的要求后，添加第三滤液罐13中所储存的滤液)，滤液添加前加热到95℃，以13m3/h进行喷洒添加；第三段补水区6的补水为储存于第四滤液罐14中的滤液(在初始阶段使用水，在第四滤液罐14中所储存的滤液的量满足添加到第三段补水区6所需补水的量的要求后，添加第四滤液罐14中所储存的滤液)，滤液添加前加热到95℃，以13m3/h进行喷洒添加；所述第四段补水区8的补水为水，水添加前加热到95℃，以7m3/h的添加速度进行喷洒添加；所述滤布清洗区10的补水为水，水添加前加热到95℃，以6m3/h的添加速度进行喷洒。
在运行3小时后，对处理后的滤饼中的全钒含量以及可溶性钒含量进行测定，并对第二、第三和第四滤液罐中的滤液的钒含量进行测定。其结果表示在表1中。
实施例3
如图1所示，将浆料(固液重量比为1：2.2，温度为82℃)在带式过滤机1的布料区2进行布料，布料厚度为20mm，以带式过滤机1的运行速度为3m/min使浆料依次通过第一段抽干区3、第二段补水区4、第二段抽干区5、第三段补水区6、第三段抽干区7、第四段补水区8以及抽干出料区9，得到处理后的滤饼，然后将带式过滤机1的滤布通过滤带清洗区10进行清洗；同时，在带式过滤机1运行过程中，收集布料区2、第一段抽干区3、第二段补水区4、第二段抽干区5的滤液并储存于第二滤液罐12，收集第三段补水区6、第三段抽干区7的滤液并储存于第三滤液罐13，收集第四段补水区8、抽干出料区9和滤布清洗区10的滤液并储存于第四滤液罐14。重复上述步骤，连续进行浆料的浸出。其中，第二段补水区4的补水为储存于第三滤液罐13中的滤液(在初始阶段使用水，在第三滤液罐13中所储存的滤液的量满足添加到第二段补水区4所需水的量的要求后，添加第三滤液罐13中所储存的滤液)，滤液添加前加热到92℃，以12m3/h进行喷洒添加；第三段补水区6的补水为储存于第四滤液罐14中的滤液(在初始阶段使用水，在第四滤液罐14中所储存的滤液的量满足添加到第三段补水区6所需补水的量的要求后，添加第四滤液罐14中所储存的滤液)，滤液添加前加热到92℃，以12m3/h进行喷洒；所述第四段补水区8的补水为水，水添加前加热到92℃，以6.5m3/h的添加速度进行喷洒或割区注水；所述滤布清洗区10的补水为水，水添加前加热到92℃，以5.5m3/h的添加速度进行喷洒。
在运行3小时后，对处理后的滤饼中的全钒含量以及可溶性钒含量进行测定，并对第二、第三和第四滤液罐中的滤液的钒含量进行测定。其结果表示在表1中。
实施例4
按照实施例3的方法进行，不同的是添加到第二段补水区、第三段补水区以及第四段补水区的补水的温度为65℃，结果如表1所示。
实施例5
按照实施例1的方法进行，不同的是，本实施例中所使用的浆料中的液体为实施例1中的第二滤液罐12中存储的溶液(也即，使存储于第二滤液罐12中的含钒滤液用作将钒铁精矿钠化焙烧后的熟料进行研磨打浆时的溶剂)，其结果如表1所示。
表1
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种带式过滤机处理含钒物料的方法，其特征在于，该方法包括将含钒物料在带式过滤机的布料区上进行布料，然后使含钒物料依次通过第一段抽干区、第二段补水区、第二段抽干区、第三段补水区、第三段抽干区、第四段补水区和抽干出料区；
其中，使布料区、第一段抽干区、第二段补水区和第二段抽干区的滤液进入第二滤液罐，得到含钒滤液；
使第三段补水区、第三段抽干区的滤液进入第三滤液罐，并将该罐中滤液输送到第二补水区作为补水；
使第四段补水区和抽干出料区的滤液进入第四滤液罐，并将该罐中滤液输送到第三补水区作为补水；
使存储于第二滤液罐中的含钒滤液用作将钒铁精矿钠化焙烧后的熟料进行研磨打浆时的溶剂；
添加到第二段补水区、第三段补水区和第四段补水区的补水的温度为85-95℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述布料的厚度为15-25mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述带式过滤机的运行速度为1-4m/min。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述第四段补水区的补水为水，所述第四段补水区的补水速度为5-7m3/h。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括使通过抽干出料区的带式过滤机的滤带通过滤带清洗区，所述滤带清洗区的滤液进入第四滤液罐。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述滤带清洗区的补水为水，所述滤带清洗区的补水速度为5-7m3/h。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述第二段补水区的补水速度为10-14m3/h，所述第三段补水区的补水速度为10-14m3/h。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，在各补水区，补水和含钒物料的运行方向相反。
9.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述含钒物料为钒铁精矿钠化焙烧后的熟料经研磨打浆后的浆料，所述浆料的固液重量比为1：2-3，所述浆料的温度为75-85℃。
10.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括使存储于第二滤液罐中的含钒滤液通过连通第一滤液罐和第二滤液罐的连通管道进入第一滤液罐。
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