CN112718133B - 一种提高高铬低铁钒精渣粒度的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种提高高铬低铁钒精渣粒度的方法及装置，将低铬高铁钒渣加入料仓，通过圆盘给料机，球磨得到低铬高铁钒渣形成的不规则形状钢铁块作为研磨体；向球磨机粗仓内补加钢球，将高铬低铁钒渣和纯碱加入料仓，并通过圆盘给料机连续加入球磨机的粗仓内；经含铬钢球和不规则形状钢铁块研磨体共同球磨获得的颗粒及粉末通过隔仓板进入球磨机的细仓内；向球磨机细仓内加入钢球，继续球磨，然后磁选，筛分，得到高铬低铁钒精渣。操作容易，工艺合理，磨料时间短，钒精渣粒度细，提高了140目筛下物占比，钒精渣焙烧生产焙烧效果好，钒转化率高、产量大，具有低成本、高效益。

Description

一种提高高铬低铁钒精渣粒度的方法及装置
技术领域
本发明属于钒渣提钒领域，特别涉及一种提高高铬低铁钒精渣粒度的方法及装置。
背景技术
钒钛磁铁矿经高炉冶炼成含钒铁水，转炉氧化吹炼，钒经富集后进入渣相得到钒渣，钒渣炼制过程中，由于钒钛磁铁矿产地和吹炼钒渣工艺不同，钒钛磁铁矿冶炼后的高铬低铁钒渣，其铬含量(以Cr2O3计)高达8.0％-15％、金属铁含量不足10％。国内企业用高铬低铁钒渣生产五氧化二钒过程中，需对钒渣预处理，通过球磨机磨碎、选铁，从而制成钒精渣。
由于高铬低铁钒渣，金属铁含量低、铬含量高，具有易碎特性，因此在制备钒精渣过程中，通过球磨机磨碎、磁选机选铁，获得的钒精渣粒度(120目筛下物)占比一般仅有60％-70％，钒精渣粒度较粗，达不到粒度120-140目筛下物80％-90％要求，钒精渣入窑通过添加剂氧化、钠化焙烧，钒转化率偏低且产量小，造成五氧化二钒生产运行成本较高、焙烧能耗较高。因此，目前高铬低铁钒渣制成的钒精渣缺点是：球磨机磨料控制简单、钒精渣粒度较粗，不能满足钒精渣焙烧生产要求，焙烧转化率和产量均较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种提高高铬低铁钒精渣粒度的方法，操作容易，工艺合理，磨料时间短，钒精渣粒度细，可提高140目筛下物占比，钒精渣焙烧生产焙烧效果好，钒转化率高、产量大，具有低成本、高效益。
本发明技术解决方案是：
一种提高高铬低铁钒精渣粒度的方法，具体步骤如下：
(1)预制不规则形状金属铁块
将低铬高铁钒渣加入料仓，通过圆盘给料机，一次加入球磨机粗仓内，以含铬20％钢球作为球磨介质，粗仓内低铬高铁钒渣的填充系数15％wt-30％wt，含铬20％钢球中钢球直径120mm质量占比20％-40％、钢球直径80mm质量占比60％-80％，连续磨料48h后，排出含铁钒精渣，得到低铬高铁钒渣形成的不规则形状钢铁块作为研磨体；
(2)粗仓球磨
向球磨机粗仓内补加直径为60mm含铬20％钢球，直径为60mm的钢球质量占步骤(1)钢球总质量的20％-30％，将高铬低铁钒渣和纯碱按照质量比100:10-100:3加入料仓，并通过圆盘给料机连续加入球磨机的粗仓内；然后继续向料仓内加入钒尾渣，并通过圆盘给料机加入球磨机粗仓内；所述高铬低铁钒渣与钒尾渣质量比为100:5-100:15，其中，钒尾渣为步骤(5)的钒精渣焙烧生产五氧化二钒后产生的含钒尾渣；粗仓内高铬低铁钒渣被粗仓的含铬钢球和不规则形状钢铁块研磨体共同球磨，球磨后的高铬低铁钒渣的颗粒和粉末以及不规则形状钢铁块研磨体通过隔仓板进入球磨机的细仓内；
(3)细仓球磨
向球磨机细仓内加入含铬20％钢球，直径为40mm的钢球质量占比40％-60％、直径为60mm的钢球质量占比20％-30％，直径为80mm的钢球质量占比20％-30％；
(4)出料
球磨机连续磨料20min-40min，球磨机扬料端排出铁粒至料斗Ⅰ，球磨机通过排料溜管排出含铁钒精渣；
(5)将含铁钒精渣输送入磁选机内选铁，控制含铁钒精渣中铁质量含量降低至1％-5％，含铁钒精渣选铁后用振动筛筛分，筛下物为钒精渣，用于焙烧生产，筛上物通过提升机返回步骤(5)操作。
进一步的，步骤(1)中所述低铬高铁钒渣中铬含量以Cr2O3质量计为1.5％-4.5％、金属铁质量含量为15％-22％。
进一步的，步骤(2)中所述高铬低铁钒渣中铬含量以Cr2O3质量计为8.0％-15％、金属铁质量含量为4％-10％。
进一步的，所述高铬低铁钒渣与纯碱以质量比为100:8-100:5，优选为100:5。
进一步的，所述钒尾渣含水量为14％wt-18％wt，高铬低铁钒渣与钒尾渣质量比为100:7-100:10，优选为100:10。
进一步的，控制含铁钒精渣中铁质量含量降低至2％-4％。
一种提高高铬低铁钒精渣粒度的装置，包括料仓，其特殊之处在于：在料仓底部的下料溜管下方设置有圆盘给料机，所述圆盘给料机的下料溜口通过管道连接有球磨机，所述球磨机的扬料端通过管道连接有料斗Ⅰ，接收铁粒Ⅰ，球磨机的排料溜管通过磁选机进料溜管连接有磁选机；所述磁选机排料溜管与振动筛相连，所述磁选机的排铁溜管口通过管道连接有料斗Ⅱ，接收铁粒Ⅱ；所述振动筛的筛上物溜管与提升机进料口相连，且提升机排料口溜管与磁选机进料溜管相连通；在所述振动筛的中下部设有筛下物溜管排出钒精渣；所述提升机排料口与磁选机进料溜管相连通。
进一步的，在所述球磨机的料仓内设置有隔仓板将料仓分隔成粗仓和细仓，所述球磨机的扬料端位于球磨机细仓的一侧，所述球磨机的排料溜管位于球磨机细仓的底部。
进一步的，所述隔仓板上均匀布设有30mm×18mm的条状出料孔。
进一步的，在所述扬料端设置有孔径为5mm×10mm的篦子。
进一步的，振动筛筛网孔径为40目-60目。
进一步的，所述球磨机的排料溜管、磁选机进料溜管与提升机排料口溜管通过三通相连通。
本发明有益效果：
(1)工艺及装置简单、合理，生产出的钒精渣粒度细，140目筛下物占比至少达到80-90％，远超常规方法120目筛下物60-70％水平，提高140目筛下物占比，所得钒精渣焙烧效果好，钒转化率比常规方法提高5％-10％、产量大，大幅提高了收率，降低生产成本。
(2)采用高铁低铬钒渣通过球磨机磨料，预制不规则形状金属钢铁块作为研磨体，加之不同比例钢球，使高铬低铁钒渣磨料效果更好，磨料时间更短，单位时间磨料产量大。
(3)高铬低铁钒渣混和纯碱、钒尾渣磨料，利用物料粘性、湿度，在确保钒精渣粒度下，使钒渣在球磨机内停留时间达到最佳值，提高磨料效率，同时磨料过程中，使钒精渣与纯碱、钒尾渣预混合，使钠、钒分子接触更好，提高纯碱利用率，降低纯碱消耗，焙烧效果达到最好。
(4)高铬低铁钒渣通过一次磨料，粒度满足生产要求，解决高铬低铁钒渣常规方法磨料粒度粗的难题，减少反复、重复磨料飞扬损失，各设备运行效率高、工作效率高，间接提高收率。
附图说明
图1是本发明的用提高高铬低铁钒精渣粒度的装置示意图；
图2是本发明的球磨机扬料端的局部放大图；
图3是图2中篦子的左视图。
图中：1-料仓，2-圆盘给料机，3-球磨机，301-隔仓板，301a-出料孔，302-粗仓，303-细仓，3003-扬料端，3003a-篦子，4-料斗Ⅰ，5-磁选机，6-振动筛，7-提升机，8-料斗Ⅱ。
具体实施方式
实施例1
如图所示，提高高铬低铁钒精渣粒度的装置，包括料仓1，在料仓1底部的下料溜管下方设置有圆盘给料机2，所述圆盘给料机2的下料溜口通过管道连接有球磨机3，在球磨机3的料仓设置有隔仓板301将料仓分隔成粗仓302和细仓303，隔仓板301上均匀布设有30mm×18mm的条状出料孔301a，在位于所述球磨机3细仓303的一侧具有扬料端3003，在球磨机3扬料端3003设有孔径为5mm×10mm的篦子3003a，在位于所述球磨机3细仓303的底部设有排料溜管，所述球磨机3的扬料端3003通过管道连接有料斗Ⅰ4，球磨机3的排料溜管通过磁选机5进料溜管连接有磁选机5。所述磁选机5的排料溜管与振动筛6相连，振动筛6筛网孔径为40目-60目。所述磁选机5排铁溜管口通过管道连接有料斗Ⅱ8。所述振动筛6筛上物溜管与提升机7进料口相连，所述振动筛6的中下部设有筛下物溜管。所述提升机7排料口与磁选机5进料溜管相连通，且球磨机3排料溜管、磁选机5进料溜管与提升机7排料口溜管通过三通相连通。
提高高铬低铁钒精渣粒度140目筛下物占比操作过程如下：
(1)将低铬高铁钒渣，铬含量(以Cr2O3计)4.5％wt、金属铁含量22％wt，加入料仓1，通过圆盘给料机2，一次加入球磨机3粗仓302内，粗仓302内低铬高铁钒渣的填充系数15％，向球磨机3粗仓302内加入含铬20％wt的钢球，钢球直径120mm质量占比40％，80mm质量占比60％，连续磨料48h后，排出含铁钒精渣，预制出不规则形状钢铁块作为研磨体；
(2)向球磨机3粗仓302内补加含铬20％wt钢球，钢球直径为60mm，其质量占步骤(1)钢球总质量20％，将高铬低铁钒渣、纯碱以质量比100:10加入料仓1，高铬低铁钒渣，铬含量(以Cr2O3计)15％wt、金属铁含量4％wt，通过圆盘给料机2连续加入球磨机3粗仓302内；
(3)通过料仓1、圆盘给料机2向球磨机3粗仓302内加入含水14％wt钒尾渣，高铬低铁钒渣与钒尾渣质量比100:15，其中，钒尾渣为步骤(5)的钒精渣焙烧生产五氧化二钒后产生的含钒尾渣，粗仓302内高铬低铁钒渣被粗仓302的含铬钢球和不规则形状钢铁块研磨体共同球磨获得的颗粒及粉末通过隔仓板301进入球磨机3的细仓303内；
(4)向球磨机3细仓303内加入含铬20％wt钢球，钢球直径40mm质量占比40％，60mm质量占比30％，80mm质量占比30％，球磨机3连续磨料40min，通过球磨机3扬料端3003(篦子3003a孔径5mm×10mm)，排出金属铁粒Ⅰ，用料斗Ⅰ4接收，球磨机3通过排料溜管排出含铁钒精渣；
(5)含铁钒精渣通过下料溜管送入磁选机5选铁，控制含铁钒精渣含金属铁5％wt，磁选出的铁粒Ⅱ用料斗Ⅱ8接收，含铁钒精渣选铁后用振动筛6筛分，筛网60目，筛下物为钒精渣，分析粒度为140目筛下物占90％wt，用于焙烧生产，筛上物通过提升机7返回步骤(5)操作。该钒精渣焙烧效果好，钒转化率为87.2％。
实施例2
提高高铬低铁钒精渣粒度的装置同实施例1。
提高高铬低铁钒精渣粒度140目筛下物占比操作过程如下：
(1)将低铬高铁钒渣，铬含量(以Cr2O3计)1.5％wt、金属铁含量15％wt，加入料仓1，通过圆盘给料机2，一次加入球磨机3粗仓302内，填充系数30％，向球磨机3粗仓302内加入含铬20％wt钢球，钢球直径120mm质量占比20％，80mm质量占比80％，连续磨料48h后，排出含铁钒精渣，预制出不规则形状钢铁块作为研磨体；
(2)向球磨机3粗仓302内补加含铬20％wt钢球，钢球直径为60mm，其质量占步骤(1)钢球总质量30％，将高铬低铁钒渣、纯碱以质量比100:3加入料仓1，高铬低铁钒渣，铬含量(以Cr2O3计)8％wt、金属铁含量10％wt，通过圆盘给料机2连续加入球磨机3粗仓302内；
(3)通过料仓1、圆盘给料机2向球磨机3粗仓302内加入含水18％wt钒尾渣，高铬低铁钒渣与钒尾渣质量比100:5，其中，钒尾渣为步骤(5)的钒精渣焙烧生产五氧化二钒后产生的含钒尾渣，粗仓302内高铬低铁钒渣被粗仓302的含铬钢球和不规则形状钢铁块研磨体共同球磨获得的颗粒及粉末通过隔仓板301进入球磨机3的细仓303内；
(4)向球磨机3细仓303内加入含铬20％wt钢球，钢球直径40mm质量占比60％，60mm质量占比20％，80mm质量占比20％，球磨机3连续磨料20min，通过球磨机3扬料端3003(篦子3003a孔径5mm×10mm)，排出金属铁粒Ⅰ，用料斗4接收，球磨机3通过排料溜管排出含铁钒精渣；
(5)含铁钒精渣通过下料溜管送入磁选机5选铁，控制含铁钒精渣含金属铁1％wt，磁选出的铁粒Ⅱ用料斗Ⅱ8接收，含铁钒精渣选铁后用振动筛6筛分，筛网40目，筛下物为钒精渣，分析粒度为140目筛下物占94％wt，用于焙烧生产，筛上物通过提升机7返回步骤(5)操作。该钒精渣焙烧效果好，钒转化率为88.5％。
实施例3
提高高铬低铁钒精渣粒度的装置同实施例1。
提高高铬低铁钒精渣粒度140目筛下物占比操作过程如下：
(1)将低铬高铁钒渣，铬含量(以Cr2O3计)3.1％wt、金属铁含量20％wt，加入料仓1，通过圆盘给料机2，一次加入球磨机3粗仓302内，填充系数22％，向球磨机3粗仓302内加入含铬20％wt钢球，钢球直径120mm质量占比30％，80mm质量占比70％，连续磨料48h后，排出含铁钒精渣，预制出不规则形状钢铁块作为研磨体；
(2)向球磨机3粗仓302内补加含铬20％wt钢球，钢球直径为60mm，其质量占步骤(1)钢球总质量25％，将高铬低铁钒渣、纯碱以质量比100:8加入料仓1，高铬低铁钒渣，铬含量(以Cr2O3计)10％wt、金属铁含量6％wt，通过圆盘给料机2连续加入球磨机3粗仓302内；
(3)通过料仓1、圆盘给料机2向球磨机3粗仓302内加入含水16％wt钒尾渣，高铬低铁钒渣与钒尾渣质量比100:7，其中，钒尾渣为步骤(5)的钒精渣焙烧生产五氧化二钒后产生的含钒尾渣，粗仓302内高铬低铁钒渣被粗仓302的含铬钢球和不规则形状钢铁块研磨体共同球磨获得的颗粒及粉末通过隔仓板301进入球磨机3的细仓303内；
(4)向球磨机3细仓303内加入含铬20％wt钢球，钢球直径40mm质量占比50％，60mm质量占比25％，80mm质量占比25％，球磨机3连续磨料30min，通过球磨机3扬料端3003(篦子3003a孔径5mm×10mm)，排出金属铁粒Ⅰ，用料斗Ⅰ4接收，球磨机3通过排料溜管排出含铁钒精渣；
(5)含铁钒精渣通过下料溜管送入磁选机5选铁，控制含铁钒精渣含金属铁2％wt，磁选出的铁粒Ⅱ用料斗Ⅱ8接收，含铁钒精渣选铁后用振动筛6筛分，筛网50目，筛下物为钒精渣，分析粒度为140目筛下物占88％wt，用于焙烧生产，筛上物通过提升机7返回步骤(5)操作。该钒精渣焙烧效果好，钒转化率为85.1％。
实施例4
提高高铬低铁钒精渣粒度的装置同实施例1。
提高高铬低铁钒精渣粒度140目筛下物占比操作过程如下：
(1)将低铬高铁钒渣，铬含量(以Cr2O3计)4.0％wt、金属铁含量18％wt，加入料仓1，通过圆盘给料机2，一次加入球磨机3粗仓302内，填充系数25％，向球磨机3粗仓302内加入含铬20％wt钢球，钢球直径120mm质量占比30％，80mm质量占比70％，连续磨料48h后，排出含铁钒精渣，预制出不规则形状钢铁块作为研磨体；
(2)向球磨机3粗仓302内补加含铬20％wt钢球，钢球直径为60mm，其质量占步骤(1)钢球总质量25％，将高铬低铁钒渣、纯碱以质量比100:5加入料仓1，高铬低铁钒渣，铬含量(以Cr2O3计)12％wt、金属铁含量4％wt，通过圆盘给料机2连续加入球磨机3粗仓302内；
(3)通过料仓1、圆盘给料机2向球磨机3粗仓302内加入含水15％wt钒尾渣，高铬低铁钒渣与钒尾渣质量比100:10，其中，钒尾渣为步骤(5)的钒精渣焙烧生产五氧化二钒后产生的含钒尾渣，粗仓302内高铬低铁钒渣被粗仓302的含铬钢球和不规则形状钢铁块研磨体共同球磨获得的颗粒及粉末通过隔仓板301进入球磨机3的细仓303内；
(4)向球磨机3细仓303内加入含铬20％wt钢球，钢球直径40mm质量占比50％，60mm质量占比25％，80mm质量占比25％，球磨机3连续磨料30min，通过球磨机3扬料端3003(篦子3003a孔径5mm×10mm)，排出金属铁粒Ⅰ，用料斗Ⅰ4接收，球磨机3通过排料溜管排出含铁钒精渣；
(5)含铁钒精渣输通过下料溜管送入磁选机5选铁，控制含铁钒精渣含金属铁4％wt，磁选出的铁粒Ⅱ用料斗Ⅱ8接收，含铁钒精渣选铁后用振动筛6筛分，筛网40目，筛下物为钒精渣，分析粒度为140目筛下物占95％wt，用于焙烧生产，筛上物通过提升机7返回步骤(5)操作。该钒精渣焙烧效果好，钒转化率为89.8％。
以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种提高高铬低铁钒精渣粒度的方法，其特征是：
所述高铬低铁钒精渣粒度140目筛下物占比达到80-90%；
采用高铬低铁钒精渣粒度装置，包括料仓，在料仓底部的下料溜管下方设置有圆盘给料机，所述圆盘给料机的下料溜口通过管道连接有球磨机，所述球磨机的扬料端通过管道连接有料斗Ⅰ，接收铁粒Ⅰ，球磨机的排料溜管连接有磁选机；所述磁选机的排料溜管与振动筛相连，所述磁选机的排铁溜管口通过管道连接有料斗Ⅱ，接收铁粒Ⅱ；所述振动筛的筛上物溜管与提升机的进料口相连，所述振动筛的下部设有筛下物溜管排出钒精渣；所述提升机的排料口溜管与磁选机的进料溜管相连通；
在所述球磨机的料仓内设置有隔仓板将料仓分隔成粗仓和细仓，所述球磨机的扬料端位于球磨机细仓的一侧，所述球磨机的排料溜管位于球磨机细仓的底部；所述隔仓板上均匀布设有30mm×18mm的条状出料孔；在所述球磨机的扬料端设有孔径为5mm×10mm的篦子；
具体加工步骤如下：
（1）预制不规则形状金属铁块
将低铬高铁钒渣加入料仓，通过圆盘给料机，一次加入球磨机粗仓内，以含铬20%钢球作为球磨介质，粗仓内低铬高铁钒渣的填充系数15%wt-30%wt，含铬20%钢球中钢球直径120mm质量占比20%-40%、钢球直径80mm质量占比60%-80%，连续磨料48h后，排出含铁钒精渣，得到低铬高铁钒渣形成的不规则形状钢铁块作为研磨体；
（2）粗仓球磨
向球磨机的粗仓内补加直径为60mm含铬20%钢球，直径为60mm的钢球质量占步骤（1）钢球总质量的20%-30%，将高铬低铁钒渣和纯碱按照质量比100:10-100:3加入料仓，并通过圆盘给料机连续加入球磨机的粗仓内；然后继续向料仓内加入钒尾渣，并通过圆盘给料机加入球磨机的粗仓内；所述高铬低铁钒渣与钒尾渣质量比为100:5-100:15，其中，钒尾渣为步骤（5）的钒精渣焙烧生产五氧化二钒后产生的含钒尾渣；粗仓内高铬低铁钒渣被粗仓的含铬钢球和不规则形状钢铁块研磨体共同球磨获得的颗粒及粉末通过隔仓板进入球磨机的细仓内；
（3）细仓球磨
向球磨机的细仓内加入含铬20%钢球，直径为40mm的钢球质量占比40%-60%、直径为60mm的钢球质量占比20%-30%，直径为80mm的钢球质量占比20%-30%；
（4）出料
球磨机连续磨料20min-40min，球磨机的扬料端排出铁粒Ⅰ至料斗Ⅰ，球磨机通过排料溜管排出含铁钒精渣；
（5）将球磨机通过排料溜管排出的含铁钒精渣输送入磁选机内选铁，控制含铁钒精渣中铁质量含量降低至1%-5%，含铁钒精渣选铁后用振动筛筛分，筛下物为钒精渣，用于焙烧生产，筛上物通过提升机返回步骤（5）操作。
2.根据权利要求1所述的提高高铬低铁钒精渣粒度的方法，其特征是：步骤（1）中所述低铬高铁钒渣中铬含量以Cr2O3质量计为1.5%-4.5%、金属铁质量含量为15%-22%。
3.根据权利要求1所述的提高高铬低铁钒精渣粒度的方法，其特征是：步骤（2）中所述高铬低铁钒渣中铬含量以Cr2O3质量计为8.0%-15%、金属铁质量含量为4%-10%。
4.根据权利要求1所述的提高高铬低铁钒精渣粒度的方法，其特征是：所述高铬低铁钒渣与纯碱以质量比为100:8-100:5。
5.根据权利要求1所述的提高高铬低铁钒精渣粒度的方法，其特征是：所述钒尾渣含水量为14%wt-18%wt，高铬低铁钒渣与钒尾渣质量比为100:7-100:10。
6.根据权利要求1所述的提高高铬低铁钒精渣粒度的方法，其特征是：控制含铁钒精渣中铁质量含量降低至2%-4%。
7.根据权利要求1所述的提高高铬低铁钒精渣粒度的方法，其特征是：所述振动筛的筛网孔径为40目-60目。
8.根据权利要求1所述的提高高铬低铁钒精渣粒度的方法，其特征是：所述球磨机的排料溜管、磁选机的进料溜管与提升机的排料口溜管通过三通相连通。
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