CN206721315U - 处理钒铬渣的系统 - Google Patents

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宋文臣
王静静
李红科
曹志成
汪勤亚
吴道洪
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Abstract

本实用新型公开了处理钒铬渣的系统，包括：混料装置，其具有钒铬渣入口、还原煤入口、粘结剂入口、钙盐入口和混合物料出口；还原焙烧装置，其具有混合物料入口和还原产物出口；熔分装置，其具有还原产物入口、铬铁合金液出口和富钒渣出口；氧化钙化焙烧装置，其具有富钒渣入口、空气入口和钒酸钙熟料出口；浸出装置，其具有钒酸钙熟料入口、浸出液入口、含钒溶液出口和尾渣出口；沉钒装置，其具有含钒溶液入口、酸性铵盐入口和多聚钒酸铵出口。采用该系统可以实现钒铬渣中铁、铬和钒元素的综合回收利用，获得高品质的铁铬合金和五氧化二钒产品，且工艺流程短，适合工业化推广。

Description

处理钒铬渣的系统
技术领域
本实用新型涉及金属冶炼领域，具体而言，本实用新型涉及处理钒铬渣的系统。
背景技术
我国是一个贫铬的国家，97％的铬矿都依赖于进口。值得注意的是，攀枝花红格地区的高铬型钒钛磁铁矿中铬含量高达900万吨，铬与钒在原矿中的含量相当。国内对这种红格钒钛磁铁矿的处理方法为首先经过高炉冶炼成含钒铬铁水，然后在转炉中氧化吹炼出转炉钒铬渣(简称钒铬渣)。转炉钒铬渣为钒铬含量相当或低钒高铬的高铬型钒渣，其铬含量约为5～13％，是普通钒渣的近10倍，具有较大的应用价值。现有技术直接对该钒铬渣进行高温氧化钠化焙烧-水浸处理，得到低钒高铬溶液，其中含有较多的硅、铁、铝、磷等杂质，后续沉钒所得产品的纯度不高，且得到的高铬溶液中含有的少量钒难以去除，采用现有技术无法获得合格的铬产品。
因此，现有的处理钒铬渣的手段仍有待改进。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出处理钒铬渣的系统。采用该系统可以实现钒铬渣中铁、铬和钒元素的综合回收利用，获得高品质的铁铬合金和五氧化二钒产品，且工艺流程短，适合工业化推广。
在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种处理钒铬渣的系统。根据本实用新型的实施例，该系统包括：混料装置，所述混料装置具有钒铬渣入口、还原煤入口、粘结剂入口、钙盐入口和混合物料出口；还原焙烧装置，所述还原焙烧装置具有混合物料入口和还原产物出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；熔分装置，所述熔分装置具有还原产物入口、铬铁合金液出口和富钒渣出口，所述还原产物入口与所述还原产物出口相连；氧化钙化焙烧装置，所述氧化钙化焙烧装置具有富钒渣入口、空气入口和钒酸钙熟料出口，所述富钒渣入口与所述富钒渣出口相连；浸出装置，所述浸出装置具有钒酸钙熟料入口、浸出液入口、含钒溶液出口和尾渣出口，所述钒酸钙熟料入口与所述钒酸钙熟料出口相连；沉钒装置，所述沉钒装置具有含钒溶液入口、酸性铵盐入口和多聚钒酸铵出口，所述含钒溶液入口与所述含钒溶液出口相连。
由此，根据本实用新型实施例的处理钒铬渣的系统通过采用混料装置将钒铬渣、还原煤、粘结剂和钙盐进行混合，并将得到的混合物料供给至还原焙烧装置中进行还原处理，利用还原煤将混合物料中的铁、铬氧化物还原为单质，得到还原产物，再将还原产物供给至熔分装置中进行熔分处理，以便分别得到铬铁合金液和富钒渣，后续将富钒渣供给至氧化钙化焙烧装置中进行氧化钙化焙烧处理，得到钒酸钙熟料，并采用浸出装置对钒酸钙熟料进行浸出处理，以便得到含钒溶液和尾渣，再将含钒溶液供给至沉钒装置中进行沉钒处理，即可得到多聚钒酸铵产品。由此，本实用新型实施例的处理钒铬渣的系统通过将铬、铁与钒分步还原，首先得铬铁合金产品，而进一步处理富钒渣，得到多聚钒酸铵产品，从而实现钒铬渣中铁、铬和钒元素的综合回收利用，且工艺流程短，适合工业化推广。
任选的，所述还原焙烧装置为隧道窑。
任选的，所述熔分装置为电炉。
任选的，所述氧化钙化焙烧装置为回转窑。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本实用新型一个实施例的处理钒铬渣的系统结构示意图；
图2是采用本实用新型一个实施例的处理钒铬渣的系统处理钒铬渣的方法流程示意图。
具体实施方式
面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种处理钒铬渣的系统。根据本实用新型的实施例，参考图1，该系统包括：混料装置100、还原焙烧装置200、熔分装置300、氧化钙化焙烧装置400、浸出装置500和沉钒装置600。其中，混料装置100具有钒铬渣入口101、还原煤入口102、粘结剂入口103、钙盐入口104和混合物料出口105；还原焙烧装置200具有混合物料入口201和还原产物出口202，混合物料入口201与混合物料出口105相连；熔分装置300具有还原产物入口301、铬铁合金液出口302和富钒渣出口303，还原产物入口301与还原产物出口202相连；氧化钙化焙烧装置400具有富钒渣入口401、空气入口402和钒酸钙熟料出口403，富钒渣入口401与富钒渣出口303相连；浸出装置500具有钒酸钙熟料入口501、浸出液入口502、含钒溶液出口503和尾渣出口504，钒酸钙熟料入口501与钒酸钙熟料出口403相连；沉钒装置600具有含钒溶液入口601、酸性铵盐入口602和多聚钒酸铵出口603，含钒溶液入口601与含钒溶液出口503相连。
下面参考图1对根据本实用新型实施例的处理钒铬渣的系统进行详细描述：
根据本实用新型的实施例，混料装置100具有钒铬渣入口101、还原煤入口102、粘结剂入口103、钙盐入口104和混合物料出口105，混料装置100适于将钒铬渣、还原煤、粘结剂和钙盐进行混合，以便得到混合物料。具体地，钒铬渣是红格钒钛磁铁矿经高炉冶炼和转炉氧化吹炼后得到的尾矿，其主要物相为FeO·(Cr,V,Ti)2O3和2FeO·SiO2，钒、铬和部分铁主要以钒铁和铬铁尖晶石的形式存在，还有一部分铁以铁橄榄石的形式存在。转炉钒铬渣为钒、铬含量相当或低钒高铬的高铬型钒渣，其中Cr2O3质量分数约为8～16％，Fe质量分数约为20～35％，V2O5的质量分数约为8～16％，具有较大的回收利用价值。根据不同金属的活泼程度不同，以还原煤为还原剂，可以实现不同金属的分步还原，而在进行还原处理前，预先将钒铬渣、还原煤、粘结剂和钙盐进行混合成型得到混合球团，可以显著提高后续还原处理的效率。
根据本实用新型的实施例，用于制备混合物料的钒铬渣、还原煤、粘结剂和钙盐的配比并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的具体实施例，可以将钒铬渣、还原煤、粘结剂和钙盐按照质量比100:(6～12):(2～5):(5～15)进行混合。由此，可以显著提高后续还原处理中铬铁的还原效果，并提高铬铁的回收率。发明人发现，如果还原煤的配入量过高，在将混合球团中Cr2O3还原为Cr后，将进一步发生副反应3Cr+7C＝Cr3C7，导致Cr的回收率降低。另外，钙盐可以起到还原处理中助熔剂作用，通过配入钙盐，还可以提高后续还原处理中铬和铁的还原效果。
根据本实用新型的一个具体实施例，钙盐可以包括选自氧化钙、碳酸钙和氢氧化钙中的至少之一。由此，可以进一步提高后续还原处理中铬铁的还原效果，并提高铬铁的回收率，并且可以进一步提高制备得到的多聚钒酸铵产品的品质。
根据本实用新型的实施例，还原焙烧装置200具有混合物料入口201和还原产物出口202，混合物料入口201与混合物料出口105相连，还原焙烧装置200适于将混合物料进行还原处理，以便得到还原产物。发明人发现，根据金属的活泼程度不同，以还原煤作为还原剂，还原处理中优先还原得到的是铁，然后是铬，最后是钒，从而通过控制还原处理的条件，可以将混合球团中铁、铬和钒的选择性分步还原，实现铁、铬与钒的分离。具体地，对铁化合物的还原主要包括如下反应：
2FeO·SiO2+2C+CaO＝2Fe+CaO+SiO2+2CO；
2FeO·SiO2+2CO+CaO＝2Fe+CaO+SiO2+2CO2；
FeO·(Cr,V,Ti)2O3+C＝(Cr,V,Ti)2O3+Fe+CO；
FeO·(Cr,V,Ti)2O3+CO＝(Cr,V,Ti)2O3+Fe+CO2。
对铬化合物的还原主要包括如下反应：
Cr2O3+3C＝2Cr+3CO；
Cr2O3+3CO＝2Cr+3CO2。
根据本实用新型的具体实施例，还原处理是在1300～1400摄氏度的温度下完成的。发明人发现，如果温度过高且还原煤配入过量，则可能发生副反应：V2O3+3C＝2V+3CO以及V2O3+5C＝2VC+3CO；使得钒在还原处理中与铬和铁同时被还原，导致钒无法与铬和铁分离。
根据本实用新型的具体实施例，还原焙烧装置可以为隧道窑，由此，由此，可以进一步提高还原处理中铬铁的还原效果，并提高铬铁的回收率。
根据本实用新型的实施例，熔分装置300具有还原产物入口301、铬铁合金液出口302和富钒渣出口303，还原产物入口301与还原产物出口202相连，熔分装置300适于将还原产物进行熔分处理，以便得到铬铁合金液和富钒渣，从而实现钒与铬、铁的分离。经检测，得到的铬铁合金粉产品中Cr的质量分数为15～22％，Cr的回收率达80％以上，富钒渣中Cr2O3的质量分数不高于2％，V2O5的质量分数为12～22％。
根据本实用新型的实施例，熔分处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的具体实施例，熔分处理可以在1500～1600摄氏度的温度下和非还原性气氛中完成。发明人发现，混料步骤中配入的钙盐可以起到助熔剂的作用，从而使铬、铁在较低的温度下熔化并与钒分离，从而降低熔分处理的能耗，保证还原产物中的氧化钒中的钒在1500～1600摄氏度的高温下不会被还原进入铁水，实现铬铁合金与钒的分离。
根据本实用新型的一个具体实施例，所述非还原性气氛优选气氛中含O2体积浓度3～25％，由此可以保证在熔分过程中金属更好的分离
根据本实用新型的实施例，氧化钙化焙烧装置400具有富钒渣入口401、空气入口402和钒酸钙熟料出口403，富钒渣入口401与富钒渣出口303相连，氧化钙化焙烧装置400适于将富钒渣进行氧化钙化焙烧处理，以便得到钒酸钙熟料。其中，钒酸钙熟料可以是正钒酸钙、焦钒酸钙或偏钒酸钙中的至少之一，发明人发现，在后续浸出处理中，只有正五价的钒可以被碳酸盐浸出。具体地，氧化钙化焙烧处理主要包括如下反应：
CaO+V2O3+O2＝CaV2O6偏钒酸钙，(其中钒为正五价)；
2CaO+V2O3+O2＝Ca2V2O7焦钒酸钙，(其中钒为正五价)；
3CaO+V2O3+O2＝Ca3V2O8正钒酸钙，(其中钒为正五价)。
经检测，所得钒酸钙熟料中正五价钒占全钒的比例不低于95％。
根据本实用新型的实施例，氧化钙化焙烧处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的具体实施例，氧化钙化焙烧处理是在900～1200摄氏度下进行1～2h完成的。由此，可以保证焙烧得到的钒酸钙熟料中正五价的钒占全钒的比例不低于95％，从而进一步提高钒的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，氧化钙化焙烧装置可以为回转窑，由此，可以进一步提高钒的回收率。
根据本实用新型的实施例，浸出装置500具有钒酸钙熟料入口501、浸出液入口502、含钒溶液出口503和尾渣出口504，钒酸钙熟料入口501与钒酸钙熟料出口403相连，浸出装置500适于通过将钒酸钙熟料进行浸出处理，将钒酸钙熟料中的钒转化为离子形式进入溶液中，以便得到含钒溶液和尾渣。
根据本实用新型的具体实施例，可以在浸出液中进行浸出处理，并且可以通过控制浸出液与钒酸钙熟料的质量比为(3～5):1，从而进一步提高钒的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，浸出液中浸出剂的质量浓度可以为10～20％，浸出剂可以包括选自碳酸钠和碳酸氢钠中的至少之一。具体地，发明人发现，可以利用碳酸钙溶度积小于钒酸钙的性质，选择碳酸钠和碳酸氢钠中的至少之一作为浸出剂，将钒浸出至溶液中，浸出处理主要包括如下反应：
CaV2O6+CO3 2-＝CaCO3+2VO3 -；
Ca2V2O7+2CO3 2-＝2CaCO3+V2O7 4-；
Ca3V2O8+3CO3 2-＝3CaCO3+2VO4 3-。
根据本实用新型的具体实施例，浸出处理可以在85～95摄氏度下进行30～120min完成，由此，可以进一步提高钒的回收率。
根据本实用新型的实施例，沉钒装置600具有含钒溶液入口601、酸性铵盐入口602和多聚钒酸铵出口603，含钒溶液入口601与含钒溶液出口503相连，沉钒装置600适于利用酸性铵盐将含钒溶液进行沉钒处理，以便得到多聚钒酸铵产品，沉钒处理主要包括如下反应：
10VO3 -+6H+＝H2V10O28 4-+2H2O；
3H2V10O28 4-+10NH4 ++2H+＝5(NH4)2V6O16↓+4H2O。
由此，根据本实用新型实施例的处理钒铬渣的系统通过采用混料装置将钒铬渣、还原煤、粘结剂和钙盐进行混合，并将得到的混合物料供给至还原焙烧装置中进行还原处理，利用还原煤将混合物料中的铁、铬氧化物还原为单质，得到还原产物，再将还原产物供给至熔分装置中进行熔分处理，以便分别得到铬铁合金液和富钒渣，其中，混合物料中的钙盐不但可以提高还原处理中铬和铁的还原效果，还可以降低熔分处理中铬和铁熔化所需的温度；后续将富钒渣供给至氧化钙化焙烧装置中进行氧化钙化焙烧处理，得到钒酸钙熟料，并采用浸出装置利用碳酸钠或碳酸氢钠中的至少之一将钒酸钙熟料进行浸出处理，利用碳酸钙溶度积小于钒酸钙的性质，将钒浸出至溶液中，以便得到含钒溶液和尾渣，再将含钒溶液供给至沉钒装置中利用酸性铵盐将含钒溶液进行沉钒处理，即可得到多聚钒酸铵产品。由此，本实用新型实施例的处理钒铬渣的系统通过将铬、铁与钒分步还原，首先得铬铁合金产品，而进一步处理富钒渣，得到多聚钒酸铵产品，从而实现钒铬渣中铁、铬和钒元素的综合回收利用，且工艺流程短，适合工业化推广。
为了方便理解，下面参考图2对采用本实用新型实施例的处理钒铬渣的系统处理钒铬渣的方法进行详细描述。根据本实用新型的实施例，该方法包括：
S100：混料
该步骤中，将钒铬渣、还原煤、粘结剂和钙盐进行混合，以便得到混合物料。具体地，钒铬渣是红格钒钛磁铁矿经高炉冶炼和转炉氧化吹炼后得到的尾矿，其主要物相为FeO·(Cr,V,Ti)2O3和2FeO·SiO2，钒、铬和部分铁主要以钒铁和铬铁尖晶石的形式存在，还有一部分铁以铁橄榄石的形式存在。转炉钒铬渣为钒、铬含量相当或低钒高铬的高铬型钒渣，其中Cr2O3质量分数约为8～16％，Fe质量分数约为20～35％，V2O5的质量分数约为8～16％，具有较大的回收利用价值。根据不同金属的活泼程度不同，以还原煤为还原剂，可以实现不同金属的分步还原，而在进行还原处理前，预先将钒铬渣、还原煤、粘结剂和钙盐进行混合成型得到混合球团，可以显著提高后续还原处理的效率。
根据本实用新型的实施例，用于制备混合物料的钒铬渣、还原煤、粘结剂和钙盐的配比并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的具体实施例，可以将钒铬渣、还原煤、粘结剂和钙盐按照质量比100:(6～12):(2～5):(5～15)进行混合。由此，可以显著提高后续还原处理中铬铁的还原效果，并提高铬铁的回收率。发明人发现，钙盐可以起到还原处理中助熔剂作用，通过配入钙盐，还可以提高后续还原处理中铬和铁的还原效果。
根据本实用新型的一个具体实施例，钙盐可以包括选自氧化钙、碳酸钙和氢氧化钙中的至少之一。由此，可以进一步提高后续还原处理中铬铁的还原效果，并提高铬铁的回收率，并且可以进一步提高制备得到的多聚钒酸铵产品的品质。
S200：还原处理
该步骤中，将混合物料进行还原处理，以便得到还原产物。发明人发现，根据金属的活泼程度不同，以还原煤作为还原剂，还原处理中优先还原得到的是铁，然后是铬，最后是钒，从而通过控制还原处理的条件，可以将混合球团中铁、铬和钒的选择性分步还原，实现铁、铬与钒的分离。具体地，对铁化合物的还原主要包括如下反应：
2FeO·SiO2+2C+CaO＝2Fe+CaO+SiO2+2CO；
2FeO·SiO2+2CO+CaO＝2Fe+CaO+SiO2+2CO2；
FeO·(Cr,V,Ti)2O3+C＝(Cr,V,Ti)2O3+Fe+CO；
FeO·(Cr,V,Ti)2O3+CO＝(Cr,V,Ti)2O3+Fe+CO2。
对铬化合物的还原主要包括如下反应：
Cr2O3+3C＝2Cr+3CO；
Cr2O3+3CO＝2Cr+3CO2。
根据本实用新型的具体实施例，还原处理是在1300～1400摄氏度的温度下完成的。发明人发现，如果温度过高且还原煤配入过量，则可能发生副反应：V2O3+3C＝2V+3CO以及V2O3+5C＝2VC+3CO；使得钒在还原处理中与铬和铁同时被还原，导致钒无法与铬和铁分离。
S300：熔分处理
该步骤中，将还原产物进行熔分处理，以便得到铬铁合金液和富钒渣，从而实现钒与铬、铁的分离。经检测，得到的铬铁合金粉产品中Cr的质量分数为15～22％，Cr的回收率达80％以上，富钒渣中Cr2O3的质量分数不高于2％，V2O5的质量分数为12～22％。
根据本实用新型的实施例，熔分处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的具体实施例，熔分处理可以在1500～1600摄氏度的温度下和非还原性气氛中完成。发明人发现，混料步骤中配入的钙盐可以起到助熔剂的作用，从而使铬、铁在较低的温度下熔化并与钒分离，从而降低熔分处理的能耗，保证还原产物中的氧化钒中的钒在1500～1600摄氏度的高温下不会被还原进入铁水，实现铬铁合金与钒的分离。
根据本实用新型的一个具体实施例，所述非还原性气氛优选气氛中含O2体积浓度3～25％，由此可以保证在熔分过程中金属更好的分离
S400：氧化钙化焙烧处理
该步骤中，将富钒渣进行氧化钙化焙烧处理，以便得到钒酸钙熟料。其中，钒酸钙熟料可以是正钒酸钙、焦钒酸钙或偏钒酸钙中的至少之一，发明人发现，在后续浸出处理中，只有正五价的钒可以被碳酸盐浸出。具体地，氧化钙化焙烧处理主要包括如下反应：
CaO+V2O3+O2＝CaV2O6偏钒酸钙，(其中钒为正五价)；
2CaO+V2O3+O2＝Ca2V2O7焦钒酸钙，(其中钒为正五价)；
3CaO+V2O3+O2＝Ca3V2O8正钒酸钙，(其中钒为正五价)。
经检测，所得钒酸钙熟料中正五价钒占全钒的比例不低于95％。
根据本实用新型的实施例，氧化钙化焙烧处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的具体实施例，氧化钙化焙烧处理是在900～1200摄氏度下进行1～2h完成的。由此，可以保证焙烧得到的钒酸钙熟料中正五价的钒占全钒的比例不低于95％，从而进一步提高钒的回收率。
S500：浸出处理
该步骤中，通过将钒酸钙熟料进行浸出处理，将钒酸钙熟料中的钒转化为离子形式进入溶液中，以便得到含钒溶液和尾渣。
根据本实用新型的具体实施例，可以在浸出液中进行浸出处理，并且可以通过控制浸出液与钒酸钙熟料的质量比为(3～5):1，从而进一步提高钒的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，浸出液中浸出剂的质量浓度可以为10～20％，浸出剂可以包括选自碳酸钠和碳酸氢钠中的至少之一。具体地，发明人发现，可以利用碳酸钙溶度积小于钒酸钙的性质，选择碳酸钠和碳酸氢钠中的至少之一作为浸出剂，将钒浸出至溶液中，浸出处理主要包括如下反应：
CaV2O6+CO3 2-＝CaCO3+2VO3 -；
Ca2V2O7+2CO3 2-＝2CaCO3+V2O7 4-；
Ca3V2O8+3CO3 2-＝3CaCO3+2VO4 3-。
根据本实用新型的具体实施例，浸出处理可以在85～95摄氏度下进行30～120min完成，由此，可以进一步提高钒的回收率。
S600：沉钒处理
该步骤中，利用酸性铵盐将含钒溶液进行沉钒处理，以便得到多聚钒酸铵产品，沉钒处理主要包括如下反应：
10VO3 -+6H+＝H2V10O28 4-+2H2O；
3H2V10O28 4-+10NH4 ++2H+＝5(NH4)2V6O16↓+4H2O。
由此，根据本实用新型实施例的处理钒铬渣的方法通过将钒铬渣、还原煤、粘结剂和钙盐进行混合，并将得到的混合物料进行还原处理，利用还原煤将混合物料中的铁、铬氧化物还原为单质，得到还原产物，再将还原产物进行熔分处理，以便分别得到铬铁合金液和富钒渣，其中，混合物料中的钙盐不但可以提高还原处理中铬和铁的还原效果，还可以降低熔分处理中铬和铁熔化所需的温度；后续将富钒渣进行氧化钙化焙烧处理，得到钒酸钙熟料，并利用碳酸钠或碳酸氢钠中的至少之一将钒酸钙熟料进行浸出处理，利用碳酸钙溶度积小于钒酸钙的性质，将钒浸出至溶液中，以便得到含钒溶液和尾渣，再利用酸性铵盐将含钒溶液进行沉钒处理，即可得到多聚钒酸铵产品。由此，本实用新型实施例的处理钒铬渣的方法通过将铬、铁与钒分步还原，首先得铬铁合金产品，而进一步处理富钒渣，得到多聚钒酸铵产品，从而实现钒铬渣中铁、铬和钒元素的综合回收利用，且工艺流程短，适合工业化推广。
下面参考具体实施例，对本实用新型进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本实用新型。
实施例1
将国内某公司转炉钒铬渣(Cr2O3质量分数为8％，V2O5质量分数为8％，Fe质量分数为20％)与还原煤、粘结剂和钙盐按质量比100:6:2:5混合得到混合物料，将混合物料在隧道窑内在1300℃下进行还原焙烧，反应结束后得到还原焙烧产物。将还原焙烧产物在电炉内弱氧化性气氛下1550℃进行熔分得到铬铁合金液(含Cr质量分数为15％)和富钒渣，铬铁合金液可以用于冶炼不锈钢，富钒渣中Cr2O3质量分数为1.5％，V2O5质量分数为12％。将富钒渣在回转窑内900℃氧化钙化焙烧1h得到高价钒酸钙熟料，其中五价钒占全钒的比例为96％。将高价钒酸钙熟料进行碳酸浸出处理得到含钒浸出液，碳酸浸出条件为：浸出剂选择碳酸钠溶液，浸出温度85℃，浸出剂质量浓度10％，液固质量比5:1，浸出时间120min。最后将含钒浸出液进行酸浸铵盐沉淀处理得到多聚钒酸铵产品。整个流程的铬回收率91％，钒回收率95％，铁回收率85％。
实施例2
将国内某公司转炉钒铬渣(Cr2O3质量分数为10％，V2O5质量分数为10％，Fe质量分数为24％)与还原煤、粘结剂和钙盐按质量比100:8:3:8混合得到混合物料，将混合物料在隧道窑内在1350℃下进行还原焙烧，反应结束后得到还原焙烧产物。将还原焙烧产物在电炉内弱氧化性气氛下1500℃进行熔分得到铬铁合金液(含Cr质量分数为18％)和富钒渣，铬铁合金液可以用于冶炼不锈钢，富钒渣中Cr2O3质量分数为1.7％，V2O5质量分数为15％。将富钒渣在回转窑内1000℃氧化钙化焙烧1.5h得到高价钒酸钙熟料，其中五价钒占全钒的比例为96％。将高价钒酸钙熟料进行碳酸浸出处理得到含钒浸出液，碳酸浸出条件为：浸出剂选择碳酸氢钠溶液，浸出温度90℃，浸出剂质量浓度12.5％，液固质量比4:1，浸出时间90min。最后将含钒浸出液进行酸浸铵盐沉淀处理得到多聚钒酸铵产品。整个流程的铬回收率93％，钒回收率97％，铁回收率80％。
实施例3
将国内某公司转炉钒铬渣(Cr2O3质量分数为8～16％，V2O5质量分数为8～16％，Fe质量分数为20～35％)与还原煤、粘结剂和钙盐按质量比100:10:4:10混合得到混合物料，将混合物料在隧道窑内在1400℃下进行还原焙烧，反应结束后得到还原焙烧产物。将还原焙烧产物在电炉内中性气氛下1600℃进行熔分得到铬铁合金液(含Cr质量分数为20％)和富钒渣，铬铁合金液可以送去冶炼不锈钢，富钒渣中Cr2O3质量分数为1.8％，V2O5质量分数为18％。将富钒渣在回转窑内1100℃氧化钙化焙烧2h得到高价钒酸钙熟料，其中五价钒占全钒的比例为95％。将高价钒酸钙熟料进行碳酸浸出处理得到含钒浸出液，碳酸浸出条件为：浸出剂选择碳酸钠溶液，浸出温度95℃，浸出剂质量浓度15％，液固质量比3:1，浸出时间60min。最后将含钒浸出液进行酸浸铵盐沉淀处理得到多聚钒酸铵产品。整个流程的铬回收率95％，钒回收率96％，铁回收率87％。
实施例4
将国内某公司转炉钒铬渣(Cr2O3质量分数为16％，V2O5质量分数为16％，Fe质量分数为35％)与还原煤、粘结剂和钙盐按质量比100:12:5:15混合得到混合物料，将混合物料在隧道窑内在1375℃下进行还原焙烧，反应结束后得到还原焙烧产物。将还原焙烧产物在电炉内中性气氛下1575℃进行熔分得到铬铁合金液(含Cr质量分数为25％)和富钒渣，铬铁合金液可以用于冶炼不锈钢，富钒渣中Cr2O3质量分数为1.9％，V2O5质量分数为22％。将富钒渣在回转窑内1200℃氧化钙化焙烧2h得到高价钒酸钙熟料，其中五价钒占全钒的比例为98％。将高价钒酸钙熟料进行碳酸浸出处理得到含钒浸出液，碳酸浸出条件为：浸出剂选择碳酸氢钠溶液，浸出温度95℃，浸出剂质量浓度20％，液固质量比3:1，浸出时间30min。最后将含钒浸出液进行酸浸铵盐沉淀处理得到多聚钒酸铵产品。整个流程的铬回收率97％，钒回收率98％，铁回收率90％。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种处理钒铬渣的系统，其特征在于，包括：
混料装置，所述混料装置具有钒铬渣入口、还原煤入口、粘结剂入口、钙盐入口和混合物料出口；
还原焙烧装置，所述还原焙烧装置具有混合物料入口和还原产物出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；
熔分装置，所述熔分装置具有还原产物入口、铬铁合金液出口和富钒渣出口，所述还原产物入口与所述还原产物出口相连；
氧化钙化焙烧装置，所述氧化钙化焙烧装置具有富钒渣入口、空气入口和钒酸钙熟料出口，所述富钒渣入口与所述富钒渣出口相连；
浸出装置，所述浸出装置具有钒酸钙熟料入口、浸出液入口、含钒溶液出口和尾渣出口，所述钒酸钙熟料入口与所述钒酸钙熟料出口相连；
沉钒装置，所述沉钒装置具有含钒溶液入口、酸性铵盐入口和多聚钒酸铵出口，所述含钒溶液入口与所述含钒溶液出口相连。
2.根据权利要求1所述的处理钒铬渣的系统，其特征在于，所述还原焙烧装置为隧道窑。
3.根据权利要求1所述的处理钒铬渣的系统，其特征在于，所述熔分装置为电炉。
4.根据权利要求1所述的处理钒铬渣的系统，其特征在于，所述氧化钙化焙烧装置为回转窑。
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