CN114410990A - 一种利用矿热炉还原钒的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用矿热炉还原钒的装置及方法，涉及化工设备技术领域，所示装置包括竖炉，所述竖炉包括入料管和炉体，所述入料管与所述炉体连通，所述入料管的管壁开设有第一通孔，所述装置还包括可移动管和电机，所述可移动管位于所述入料管内，所述可移动管外壁的竖直方向连接有齿条，所述电机安装于所述炉体上方，所述电机输出轴上安装齿轮，所述齿轮与所述齿条在所述第一通孔处啮合，所述可移动管内部沿管壁方向设有螺旋轨道，以及利用本装置提炼钒的方法。以解决竖炉添加球团时球团撞击碎裂产生细粉的问题。

Description

一种利用矿热炉还原钒的装置及方法

技术领域

本发明涉及化工设备领域，具体地，涉及一种利用矿热炉还原钒的装置及方法。

背景技术

造球是粉矿造块的重要方法之一。先将粉矿加适量的水分和粘结剂制成粘度均匀、具有足够强度的生球，经干燥、预热后在氧化气氛中焙烧，使生球结团，制成球团矿。这种方法特别适宜于处理精矿细粉。球团矿具有较好的冷态强度、还原性和粒度组成。在钢铁工业中球团矿与烧结矿同样成为重要的高炉炉料，可一起构成较好的炉料结构。也应用于有色金属冶炼。球团有了一定强度，到高炉里不会压碎，同时球团之间有空隙，还原气体能通过，热量也能对流辐射到内部。如果细粉堆积在炉底会使炉底的球团接触不到还原气体，热量也很难辐射到内部，导致反应不充分，同时反应气体为加压气体，会带走细粉。

中国专利CN201310372684.3中采用竖炉还原-电炉熔分深还原回收铁、钒、钛，此方法中需要将钒钛铁精矿造球，然后由竖炉顶部装入，完成还原反应，由于竖炉顶部到竖炉底部有很长一段距离，球团下落的冲击力就会非常大，球团撞击炉底或者碰撞其他球团时，会使球团碎裂产生细粉。

发明内容

本发明提供了一种利用矿热炉还原钒的装置及方法，以解决竖炉添加球团时球团撞击碎裂产生细粉的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种利用矿热炉还原钒的装置，包括竖炉，所述竖炉包括入料管和炉体，所述入料管与所述炉体连通，所述入料管的管壁开设有第一通孔，所述装置还包括可移动管和电机，所述可移动管位于所述入料管内，所述可移动管外壁的竖直方向连接有齿条，所述电机安装于所述炉体上方，所述电机输出轴上安装齿轮，所述齿轮与所述齿条在所述第一通孔处啮合，所述可移动管内部沿管壁方向设有螺旋轨道。

本装置利用可移动管内的螺旋轨道的缓冲能力，减小球团从可移动管下端出去时的速度，同时通过电机带动可移动管上下移动，使可移动管下端始终距离炉底或者炉内球团顶部较近，避免从可移动管下端出去的球团二次加速，从而减小球团的冲击力，降低球团碎裂的可能，减少细粉的生成。

进一步的，所述可移动管安装有一距离传感器，所述距离传感器的信号输出端连接所述电机的控制器。

距离传感器用于实时检测可移动管下端与炉底或者炉内球团顶部之间的距离，当距离小时，控制电机转动，带动可移动管上升，防止可移动管下端堵料。

进一步的，所述可移动管上端连接一管口，所述管口内壁为漏斗型，所述管口上端外径尺寸与所述入料管内径尺寸匹配，所述管口下端内径尺寸与所述可移动管内径尺寸匹配，所述管口外壁与所述入料管内壁设有第一动密封。

此结构方便下料，减少可移动管上端堵料的可能，第一动密封能够密封作用，同时防止细粉进入入料管和可移动管之间的缝隙里。

进一步的，所述可移动管包括内管和外管，所述内管和所述外管之间存在第一间隙，所述外管与所述入料管之间存在第二间隙，所述内管和所述外管上端连接，所述外管上方开设有若干第二通孔，所述入料管管壁连接第一风管，所述第一风管一端与所述第二间隙连通，所述第一风管另一端连接风机入风口，所述外管与所述入料管之间设有第二动密封，所述第二动密封位于所述第一风管下方，所述第二动密封位于第一通孔上方。

第二动密封使第二间隙下方密封，第二通孔连通了第一间隙和第二间隙，使风机产生的吸力依次通过第一风管、第二间隙和第一间隙到达可移动管下端，吸收可移动管下端飘出的细粉和炉体内的细粉，不仅能够回收利用，还能够防止炉体内细粉堆积。

进一步的，所述内管下端连接一锥形板，所述锥形板上宽下窄，所述锥形板上端尺寸与所述内管下端尺寸匹配，所述锥形板下端开口。

此结构使风机传导来的吸力向内管下端聚集，同时锥形板使外管与锥形板之间的间隙上窄下宽，导致锥形板下方气流流速小于锥形板上方气流流速，由压强差来增加细粉的吸收效果。

进一步的，所述炉体下方安装有一伸缩设备，所述伸缩设备包括挡板和轨道，所述挡板安装于所述轨道上，所述轨道安装于所述炉体出料口上方，所述挡板插入所述炉体下方，所述挡板上有若干第三通孔。

此结构在炉体内部下方构成一空腔，第三通孔能够阻止球团通过，同时使细粉通过，减避免细粉与球团混合堆积。

进一步的，所述挡板边缘有一缺口，所述装置还包括第二风管，所述第二风管下端能够穿过所述缺口插入所述炉体下方，所述第二风管上端穿过所述炉体与所述第一风管连通。

此结构能够使挡板下方收集的细粉通过第二风管回收，防止影响炉体出料，细粉堆积过多还可能漫过挡板，与球团混合，影响反应。

进一步的，所述装置还包括若干伸缩模块和若干推板，若干所述伸缩模块和若干所述推板一一对应，所述管口开设有若干凹槽，若干所述凹槽与若干所述伸缩模块一一对应，所述伸缩模块一端连接所述凹槽底部，所述伸缩模块另一端连接所述推板，所述推板能够与所述管口内壁贴合，所述电机安装有扭矩传感器，所述扭矩传感器的信号输出端连接所述伸缩模块的控制器。

此结构用于检测和疏通可移动管上端的堵料情况，当可移动管上端堵料过多时，电机输出轴扭矩增加，扭矩传感器传输信号，伸缩模块的控制器控制伸缩模块带动推板伸缩运动，将可移动板上端堵塞的球团疏通，并且能够实时检测，防止随时堵料。

本发明还提供了一种基于所述装置的钒提炼方法，所述方法包括以下步骤：钒钛氧化球团生产、钒钛氧化球团还原、金属化球团电炉熔分、含钒铁水提钒和钒渣制五氧化二钒；

a、钒钛氧化球团生产：将钒钛铁精矿与粘结剂和水混合造球团；

b、钒钛氧化球团还原：首先控制所述电机转动，将所述可移动管移动至最下方，并且控制所述伸缩设备将所述挡板伸出，挡住出料口，然后从所述入料管加入所述球团，所述距离传感器检测所述可移动管下端与所述炉体内的球团顶部的距离获得距离值，判断所述距离值是否小于预设值，当所述距离值小于所述预设值时，所述控制器控制所述电机输出轴转动，带动所述可移动管上升，直到所述距离值大于或等于所述预设值后所述电机的输出轴停止转动，所述炉体装满后将还原煤气通入所述炉体内与所述球团反应，最后控制所述伸缩设备将所述挡板收缩，将所得的金属化球团通过竖炉底部排出；

c、金属化球团电炉熔分：将金属化球团装入矿热炉冶炼，冶炼完毕通过出渣口排出熔分钛渣，通过出铁口排出含钒铁水；

d、含钒铁水提钒：向含钒铁水中吹氧获得铁水和钒渣；

e、钒渣制五氧化二钒：将钒渣磨成粉状，再将粉状钒渣与碳酸钠混合氧化焙烧，生成含可溶性钒酸盐的产物，然后经水浸过滤、沉淀、煅烧制得合格的片状五氧化二钒。

此方法能够将钒钛铁精矿中钒、铁和钛进行有效分离，同时能够防止球团粉化对反应造成影响，提炼钒效率高。

本发明还提供了一种基于所述装置的钒提炼方法，所述方法包括以下步骤：钒钛氧化球团生产、钒钛氧化球团还原、金属化球团电炉熔分、含钒铁水提钒和钒渣制五氧化二钒；

①、钒钛氧化球团生产：将钒钛铁精矿与粘结剂和水混合造球团；

②、钒钛氧化球团还原：首先控制所述电机转动，将所述可移动管移动至最下方，并且控制所述伸缩设备将所述挡板伸出，挡住出料口，然后从所述入料管加入所述球团；

所述距离传感器检测所述可移动管下端与所述炉体内的球团顶部的距离获得距离值，判断所述距离值是否小于预设值，当所述距离值小于所述预设值时，所述控制器控制所述电机输出轴转动，带动所述可移动管上升，直到所述距离值大于或等于所述预设值；

所述扭矩传感器检测所述电机输出轴扭矩获得扭矩值，判断所述扭矩值是否大于预设扭矩值，当所述扭矩值大于所述预设扭矩值时，停止加料，并且所述伸缩模块的控制器控制所述伸缩模块伸缩，直到所述扭矩值小于或等于所述预设扭矩值后所述伸缩模块停止伸缩，然后继续加料；

所述炉体装满后将还原煤气通入所述炉体内与所述球团反应，反应完毕后控制所述伸缩设备将所述挡板收缩，将所得的金属化球团通过竖炉底部排出；

③、金属化球团电炉熔分：将金属化球团装入矿热炉冶炼，冶炼完毕通过出渣口排出熔分钛渣，通过出铁口排出含钒铁水；

④、含钒铁水提钒：向含钒铁水中吹氧获得铁水和钒渣；

⑤、钒渣制五氧化二钒：将钒渣磨成粉状，再将粉状钒渣与碳酸钠混合氧化焙烧，生成含可溶性钒酸盐的产物，然后经水浸过滤、沉淀、煅烧制得合格的片状五氧化二钒。

此方法能够将钒钛铁精矿中钒、铁和钛进行有效分离，同时在减少球团粉化时防止堵料，并且实时检测并疏通，使反应顺利进行。

本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

(1)本装置通过螺旋轨道缓冲，减少球团自由下落时间来减少球团冲击力，降低球团粉化率；

(2)通过距离传感器调整可移动管下端位置，防止可移动管下端堵料；

(3)利用风机吸收细粉，防止细粉堆积，影响反应；

(4)炉体内底部挡板过滤细粉，再有风机吸走，防止球团与细粉混合堆积的同时防止细粉堵塞出料口；

(5)通过扭矩传感器检测可移动管总量来判断可移动管上端是否堵料，同时进行疏通。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是本发明中可移动管安装结构剖面图；

图2是本发明中装置外部结构示意图；

图3是本发明中可移动管结构剖面图；

图4是本发明中整体结构剖面图；

图5是本发明中图4中A-A位置剖面图；

图6是本发明中图4中位置B的放大图；

图7是本发明中可移动管斜板结构剖面图；

图8是本发明中装置风机气流流向图；

图9是本发明中提钒方法流程图；

图10是本发明中距离传感器控制流程图；

图11是本发明中扭矩传感器控制流程图；

其中，1-入料管，2-炉体，3-可移动管，4-齿条，5-齿轮，6-螺旋轨道，7-距离传感器， 8-管口，9-内管，10-外管，11-锥形板，12-伸缩模块，13-推板，14-挡板，15-轨道，16-第三通孔，17-第二通孔，18-第一风管，19-第二风管，20-第一动密封，21-第二动密封，22-电机，23-斜板，24第二间隙，25-第一间隙,26-缺口。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一

本实施例提供了一种利用矿热炉还原钒的装置，如图1所示，所述装置包括竖炉、可移动管3和电机22，所述竖炉包括入料管1和炉体2，所述入料管1与所述炉体2连通，所述入料管1的管壁开设有第一通孔，所述可移动管3外径尺寸小于所述入料管1内径，所述可移动管3位于所述入料管1内，所述可移动管3与所述入料管1之间留有间隙，所述可移动管3外壁的竖直方向连接有齿条4，所述电机22安装于所述炉体2上方，所述电机22输出轴上安装齿轮5，所述齿轮5与所述齿条4在所述第一通孔处啮合，所述可移动管3内部沿管壁方向设有螺旋轨道6。

本装置的原理是：添加球团之前，操作电机22控制齿轮5转动，带动齿条4移动，使可移动管3向下移动，移动到最下方后，从入料管1加入球团，球团通过螺旋轨道6的缓冲后，落到炉体2内部，然后一边操作电机22使可移动管3上移，一边持续添加球团，直至装满炉体2。通过螺旋轨道6缓冲使球团通过可移动管3下端时速度小，再通过电机22控制可移动管3下端与炉体2底部或者炉体2内球团顶部的距离，使通过可移动管3下端的球团重力加速时间短，从而减小球团落到炉体2底部或者炉体2内球团顶部时的冲击力，减少球团粉化的几率。

可移动管3位于最上方时，可移动管3的管口位于入料管1入口处或入口处下方，可移动管3位于最下方时，可移动管3的管口位于入料管1入出口处或出口处上方。

螺旋轨道6长度与可移动管3的长度相等，螺旋轨道6的下端与可移动管3下端水平。

实施例二

在实施例一的基础上，如图7所示，螺旋轨道6可以替换成若干交替向下倾斜的斜板23，通过斜板的缓冲，也可以达到降低球团通过可移动管3下端时的速度。

实施例三

在实施例二的基础上，如图3所示，所述可移动管3安装有一距离传感器7，所述距离传感器7的信号输出端连接所述电机22的控制器。

距离传感器7实时检测可移动管3下端与炉底或者炉内球团顶部之间的距离，当距离小时，电机22转动，带动可移动管3上升，防止可移动管3下端堵料。

距离传感器7可以是超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器和毫米波雷达传感器。

实施例四

在实施例三的基础上，如图3所示，所述可移动管3上端连接一管口8，所述管口8内壁为漏斗型，所述管口8上端外径尺寸与所述入料管1内径尺寸匹配，所述管口8下端内径尺寸与所述可移动管3内径尺寸匹配。

此结构方便下料，减少可移动管3上端堵料的可能。

实施例五

在实施例四的基础上，如图4和6所示，所述可移动管3包括内管9和外管10，所述内管9和所述外管10之间存在第一间隙25，所述外管10与所述入料管1之间存在第二间隙24，所述内管9和所述外管10上端连接，所述外管10上方开设有若干第二通孔17，所述入料管 1管壁连接第一风管18，所述第一风管18一端与所述第二间隙24连通，所述第一风管18另一端连接风机入风口，所述外管10与所述入料管1之间设有第二动密封21，所述第二动密封21位于所述第一风管18下方，所述第二动密封21位于第一通孔上方，所述管口8外壁与所述入料管1内壁设有第一动密封20。

动密封可以采用填料密封、机械密封、干气密封和迷宫密封等。

如图8所示，第二动密封21使第二间隙24下方密封，第二通孔17连通了第一间隙25和第二间隙24，使风机产生的吸力依次通过第一风管18、第二间隙24和第一间隙25到达可移动管3下端，吸收可移动管3下端飘出的细粉和炉体内的细粉，不仅能够回收利用细粉，还能够防止炉体2内细粉的堆积。

如图4所示，所述内管9下端连接一锥形板11，所述锥形板11上宽下窄，所述锥形板11上端尺寸与所述外管10下端尺寸匹配，所述锥形板11下端开口。

锥形板11使外管9与锥形板11之间的间隙上窄下宽，导致锥形板11下方气流流速小于锥形板11上方气流流速，由于气流流速大压强小，所以锥形板11下方的气流压强大于锥形板11上方的气流压强，使锥形板11下方的气流加速向锥形板11上方流动，增强了可移动管 3下端的细粉吸收效果，同时锥形板11能够使风机传导来的吸力向内管9下端聚集，增加细粉的吸收效果。

实施例六

在实施例五的基础上，如图1和2所示，第二动密封21位于第一通孔上方，齿轮5和齿条4在第一通过处啮合，因此第一通孔必须位于炉体1顶板上方和第二动密封21之间。

电机22可以安装于炉体1顶板上或者安装于与第一通孔高度相近的支架上，当电机22 与第一通孔高度相近时，可以把电机22输出轴直接连接齿轮5，减少传动距离长，导致动能损失；电机22与第一通孔高度相差较远时，可通过传动轴或者皮带传动的方式连接电机22 输出轴和齿轮5。

实施例七

在实施例六的基础上，如图4和5所示，所述炉体2下方安装有一伸缩设备，所述伸缩设备包括挡板14和轨道15，所述挡板14安装于所述轨道15上，所述轨道15安装于所述炉体2出料口上方，所述挡板14插入所述炉体2下方，所述挡板14上有若干第三通孔16，所述挡板14边缘有一缺口26，所述装置还包括第二风管19，所述第二风管19下端能够穿过所述缺口26插入所述炉体2下方，所述第二风管19上端穿过所述炉体2与所述第一风管18连通。

经过上述实施例对球团的保护以及对细粉的吸收，只有极少量细粉会掉到炉体2下方，挡板14将炉体内部下方隔出一空腔，并且第三通孔16能够阻止球团通过，同时使细粉通过，减避免细粉与球团混合堆积，使细粉堆积在挡板下方，这些细粉通过第二风管19回收，防止影响炉体2出料，细粉堆积过多还可能漫过挡板14，与球团混合，影响反应。

实施例八

在实施例七的基础上，如图6所示，所述装置还包括若干伸缩模块12和若干推板13，若干所述伸缩模块12和若干所述推板13一一对应，所述管口8开设有若干凹槽，若干所述凹槽与若干所述伸缩模块12一一对应，所述伸缩模块12一端连接所述凹槽底部，所述伸缩模块12另一端连接所述推板13，所述推板13能够与所述管口8内壁贴合，所述电机22安装有扭矩传感器，所述扭矩传感器的信号输出端连接所述伸缩模块12的控制器。

本实施例用于检测和疏通可移动管3上端的堵料情况，当可移动管3上端堵料过多时，电机22输出轴扭矩增加，扭矩传感器传输信号，伸缩模块12的控制器控制伸缩模块12带动推板13做伸缩运动，将可移动板3上端堵塞的球团疏通，并且能够实时检测，防止随时堵料。

伸缩模块12由两节或两节以上的套筒组成，工作时套筒顺序伸出，达到伸长的目的，伸缩模块12的驱动方式可以是机械式、液压式和复合式。

扭矩传感器可以是应变式、磁电式、光纤式和光电式传感器。

实施例九

本实施例提供了一种基于所述装置的钒提炼方法，如图9和10所示，所述方法包括以下步骤：钒钛氧化球团生产、钒钛氧化球团还原、金属化球团电炉熔分、含钒铁水提钒和钒渣制五氧化二钒；

a、钒钛氧化球团生产：将钒钛铁精矿与粘结剂和水混合造球团，按质量百分比计：钒钛铁精矿中粒径小于0.074毫米的钒钛铁精矿占80～85％，钒钛铁精矿与粘结剂和水组成的混合造球原料中：粘结剂占1.0～2.0％、水分占6.5～7.5％；球团直径为10～16mm，球团经预热后焙烧得钒钛氧化球团；

b、钒钛氧化球团还原：首先控制所述电机转动，将所述可移动管移动至最下方，并且控制所述伸缩设备将所述挡板伸出，挡住出料口，然后从所述入料管加入所述球团，所述距离传感器检测所述可移动管下端与所述炉体内的球团顶部的距离获得距离值，判断所述距离值是否小于预设值，当所述距离值小于所述预设值时，所述控制器控制所述电机输出轴转动，带动所述可移动管上升，直到所述距离值大于或等于所述预设值后所述电机的输出轴停止转动，所述炉体装满后，将温度在900～1100℃，压力在0.35～0.65MPa的还原煤气通入竖炉与钒钛氧化球团进行还原2～3小时，最后控制所述伸缩设备将所述挡板收缩，将所得的金属化球团通过竖炉底部排出；

c、金属化球团电炉熔分：将金属化球团装入矿热炉冶炼，熔分温度1600～1700℃，配碳量2-6％，炉渣碱度0.7-1.3，熔分时间50-70min，冶炼完毕通过出渣口排出熔分钛渣，通过出铁口排出含钒铁水；

d、含钒铁水提钒：向含钒铁水中吹氧获得铁水和钒渣；

e、钒渣制五氧化二钒：将钒渣磨成粉状，再将粉状钒渣与碳酸钠混合氧化焙烧，生成含可溶性钒酸盐的产物，然后经水浸过滤、沉淀、煅烧制得合格的片状五氧化二钒。

此方法能够将钒钛铁精矿中钒、铁和钛进行有效分离，同时能够防止球团粉化对反应造成影响，提炼钒效率高。

实施例十

在实施例九的基础上，增加了检测和疏通堵料的方法，如图11所示，一种基于所述装置的钒提炼方法，所述方法包括以下步骤：钒钛氧化球团生产、钒钛氧化球团还原、金属化球团电炉熔分、含钒铁水提钒和钒渣制五氧化二钒；

①、钒钛氧化球团生产：将钒钛铁精矿与粘结剂和水混合造球团，按质量百分比计：钒钛铁精矿中粒径小于0.074毫米的钒钛铁精矿占80～85％，钒钛铁精矿与粘结剂和水组成的混合造球原料中：粘结剂占1.0～2.0％、水分占6.5～7.5％；球团直径为10～16mm，球团经预热后焙烧得钒钛氧化球团；

②、钒钛氧化球团还原：首先控制所述电机转动，将所述可移动管移动至最下方，并且控制所述伸缩设备将所述挡板伸出，挡住出料口，然后从所述入料管加入所述球团；

所述距离传感器检测所述可移动管下端与所述炉体内的球团顶部的距离获得距离值，判断所述距离值是否小于预设值，当所述距离值小于所述预设值时，所述控制器控制所述电机输出轴转动，带动所述可移动管上升，直到所述距离值大于或等于所述预设值；

所述扭矩传感器检测所述电机输出轴扭矩获得扭矩值，判断所述扭矩值是否大于预设扭矩值，当所述扭矩值大于所述预设扭矩值时，停止加料，并且所述伸缩模块的控制器控制所述伸缩模块伸缩，直到所述扭矩值小于或等于所述预设扭矩值后所述伸缩模块停止伸缩，然后继续加料；

所述炉体装满后，将温度在900～1100℃，压力在0.35～0.65MPa的还原煤气通入竖炉与钒钛氧化球团进行还原2～3小时，反应完毕后控制所述伸缩设备将所述挡板收缩，将所得的金属化球团通过竖炉底部排出；

③、金属化球团电炉熔分：将金属化球团装入矿热炉冶炼，熔分温度1600～1700℃，配碳量2-6％，炉渣碱度0.7-1.3，熔分时间50-70min，冶炼完毕通过出渣口排出熔分钛渣，通过出铁口排出含钒铁水；

④、含钒铁水提钒：向含钒铁水中吹氧获得铁水和钒渣；

⑤、钒渣制五氧化二钒：将钒渣磨成粉状，再将粉状钒渣与碳酸钠混合氧化焙烧，生成含可溶性钒酸盐的产物，然后经水浸过滤、沉淀、煅烧制得合格的片状五氧化二钒。

此方法能够将钒钛铁精矿中钒、铁和钛进行有效分离，同时在减少球团粉化时防止堵料，并且实时检测并疏通，使反应顺利进行。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种利用矿热炉还原钒的装置，包括竖炉，所述竖炉包括入料管和炉体，所述入料管与所述炉体连通，其特征在于，所述入料管的管壁开设有第一通孔，所述装置还包括可移动管和电机，所述可移动管位于所述入料管内，所述可移动管外壁的竖直方向连接有齿条，所述电机安装于所述炉体上方，所述电机输出轴上安装齿轮，所述齿轮与所述齿条在所述第一通孔处啮合，所述可移动管内部沿管壁方向设有螺旋轨道。

2.根据权利要求1所述的一种利用矿热炉还原钒的装置，其特征在于，所述可移动管安装有一距离传感器，所述距离传感器的信号输出端连接所述电机的控制器。

3.根据权利要求1所述的一种利用矿热炉还原钒的装置，其特征在于，所述可移动管上端连接一管口，所述管口内壁为漏斗型，所述管口上端外径尺寸与所述入料管内径尺寸匹配，所述管口下端内径尺寸与所述可移动管内径尺寸匹配，所述管口外壁与所述入料管内壁设有第一动密封。

4.根据权利要求3所述的一种利用矿热炉还原钒的装置，其特征在于，所述可移动管包括内管和外管，所述内管和所述外管之间存在第一间隙，所述外管与所述入料管之间存在第二间隙，所述内管和所述外管上端连接，所述外管上方开设有若干第二通孔，所述入料管管壁连接第一风管，所述第一风管一端与所述第二间隙连通，所述第一风管另一端连接风机入风口，所述外管与所述入料管之间设有第二动密封，所述第二动密封位于所述第一风管下方，所述第二动密封位于第一通孔上方。

5.根据权利要求4所述的一种利用矿热炉还原钒的装置，其特征在于，所述内管下端连接一锥形板，所述锥形板上宽下窄，所述锥形板上端尺寸与所述内管下端尺寸匹配，所述锥形板下端开口。

6.根据权利要求1所述的一种利用矿热炉还原钒的装置，其特征在于，所述炉体下方安装有一伸缩设备，所述伸缩设备包括挡板和轨道，所述挡板安装于所述轨道上，所述轨道安装于所述炉体出料口上方，所述挡板插入所述炉体下方，所述挡板上有若干第三通孔。

7.根据权利要求4或6所述的一种利用矿热炉还原钒的装置，其特征在于，所述挡板边缘有一缺口，所述装置还包括第二风管，所述第二风管下端能够穿过所述缺口插入所述炉体下方，所述第二风管上端穿过所述炉体与所述第一风管连通。

8.据权利要求3所述的一种利用矿热炉还原钒的装置，其特征在于，所述装置还包括若干伸缩模块和若干推板，若干所述伸缩模块和若干所述推板一一对应，所述管口开设有若干凹槽，若干所述凹槽与若干所述伸缩模块一一对应，所述伸缩模块一端连接所述凹槽底部，所述伸缩模块另一端连接所述推板，所述推板能够与所述管口内壁贴合，所述电机安装有扭矩传感器，所述扭矩传感器的信号输出端连接所述伸缩模块的控制器。

9.一种基于权利要求1-6中任一项所述装置的钒提炼方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：钒钛氧化球团生产、钒钛氧化球团还原、金属化球团电炉熔分、含钒铁水提钒和钒渣制五氧化二钒；

a、钒钛氧化球团生产：将钒钛铁精矿与粘结剂和水混合造球团；

b、钒钛氧化球团还原：首先控制所述电机转动，将所述可移动管移动至最下方，并且控制所述伸缩设备将所述挡板伸出，挡住出料口，然后从所述入料管加入所述球团，所述距离传感器检测所述可移动管下端与所述炉体内的球团顶部的距离获得距离值，判断所述距离值是否小于预设值，当所述距离值小于所述预设值时，所述控制器控制所述电机输出轴转动，带动所述可移动管上升，直到所述距离值大于或等于所述预设值后所述电机的输出轴停止转动，所述炉体装满后将还原煤气通入所述炉体内与所述球团反应，最后控制所述伸缩设备将所述挡板收缩，将所得的金属化球团通过竖炉底部排出；

c、金属化球团电炉熔分：将金属化球团装入矿热炉炉冶炼，冶炼完毕通过出渣口排出熔分钛渣，通过出铁口排出含钒铁水；

d、含钒铁水提钒：向含钒铁水中吹氧获得铁水和钒渣；

e、钒渣制五氧化二钒：将钒渣磨成粉状，再将粉状钒渣与碳酸钠混合氧化焙烧，生成含可溶性钒酸盐的产物，然后经水浸过滤、沉淀、煅烧制得合格的片状五氧化二钒。

10.一种基于权利要求8所述装置的钒提炼方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：钒钛氧化球团生产、钒钛氧化球团还原、金属化球团电炉熔分、含钒铁水提钒和钒渣制五氧化二钒；

①、钒钛氧化球团生产：将钒钛铁精矿与粘结剂和水混合造球团；

②、钒钛氧化球团还原：首先控制所述电机转动，将所述可移动管移动至最下方，并且控制所述伸缩设备将所述挡板伸出，挡住出料口，然后从所述入料管加入所述球团；

所述距离传感器检测所述可移动管下端与所述炉体内的球团顶部的距离获得距离值，判断所述距离值是否小于预设值，当所述距离值小于所述预设值时，所述控制器控制所述电机输出轴转动，带动所述可移动管上升，直到所述距离值大于或等于所述预设值；

所述扭矩传感器检测所述电机输出轴扭矩获得扭矩值，判断所述扭矩值是否大于预设扭矩值，当所述扭矩值大于所述预设扭矩值时，停止加料，并且所述伸缩模块的控制器控制所述伸缩模块伸缩，直到所述扭矩值小于或等于所述预设扭矩值后所述伸缩模块停止伸缩，然后继续加料；

所述炉体装满后将还原煤气通入所述炉体内与所述球团反应，反应完毕后控制所述伸缩设备将所述挡板收缩，将所得的金属化球团通过竖炉底部排出；

③、金属化球团电炉熔分：将金属化球团装入矿热炉炉冶炼，冶炼完毕通过出渣口排出熔分钛渣，通过出铁口排出含钒铁水；

④、含钒铁水提钒：向含钒铁水中吹氧获得铁水和钒渣；

⑤、钒渣制五氧化二钒：将钒渣磨成粉状，再将粉状钒渣与碳酸钠混合氧化焙烧，生成含可溶性钒酸盐的产物，然后经水浸过滤、沉淀、煅烧制得合格的片状五氧化二钒。

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