一种含钒物料两段式钠化焙烧方法
【专利摘要】本发明公开了一种含钒物料两段式钠化焙烧方法，该方法包括：将生料依次进行第一次焙烧和第二次焙烧，其中，所述生料为含钒物料与钠盐添加剂的混合物，第二次焙烧的温度为740-820℃，第二次焙烧的温度高于第一次焙烧的温度，第一次焙烧的时间与第二次焙烧的时间均为60-300min。在本发明提供的所述含钒物料两段式钠化焙烧方法中，通过采用两段焙烧的方式，并且严格控制两段焙烧的温度差以及焙烧时间，有效地解决了温度失控，物料烧结，设备粘结的技术问题，与此同时不仅大幅度提高了钒的转化率，而且还可以提高焙烧炉中物料的加入量，也即可以提高焙烧炉的工作效率。
【专利说明】一种含钒物料两段式钠化焙烧方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种含钒物料两段式钠化焙烧方法。
【背景技术】
[0002]钒产品的生产通常采用的是钠盐提钒的方法，将含钒物料与Na2C03、Na2S04等钠盐磨细并混合均匀，在高温下进行氧化焙烧，使钒转化为五价，并与钠结合生成水溶性的钒酸钠一类化合物，然后用水进行浸取，钒从原料中溶出进入溶液，进一步将钒从溶液中析出沉淀，再加工成各种钒产品。
[0003]但是在上述焙烧过程中，物料很容易发生烧结，在回转窑、多膛炉或者其他焙烧设备中往往造成粘窑结圈、粘结耙齿等现象，为了避免这类问题的出现，往往需要适当降低焙烧温度，但降低温度的结果往往是焙烧转化率不高。通常认为焙烧过程中容易烧结和粘结的原因是在反应过程中生成了低熔点物质，在焙烧温度下出现液相，以液相物质为中心像滚雪球那样逐渐出现明显的粘结。传统解决方法是添加提钒尾渣，通过降低入炉料中的钒的总量来稀释低熔点物质的比例，既起到减少和控制粘结的作用，也提高了钒的提取率，通常控制熟料中的V含量为5%左右。但即使这样也会时常出现烧结和粘结情况，只是频次降低而已，钒的转化率仅为82~85%，平均不到84%。
[0004]并且添加提钒尾渣进行焙烧方法有诸多不利:熟料经过湿磨和浸出之后，其颗粒直径明显减小，返回配料后，使入炉物料的平均粒度变细，而且部分残渣会多次循环，造成极细的固体颗粒比例逐渐增加，周期性地出现溶液不易澄清、过滤分离等难题。此外，大量物料通过输送设备、浸出设备和过滤设备后再输送到焙烧炉，过程能耗明显增加。
[0005]本发明的发明人通过研究发现，虽然在焙烧过程中要生成一定量的低熔点物质，但并不是造成物料烧结和设备粘结的主要原因，造成粘结的更重要原因是:焙烧过程是氧化反应过程，含钒物料中的低价物质在氧化过程中要释放出相当大的反应热，燃料燃烧提供的热量与物料氧化释放的反应热叠加，使得在反应最集中的区域出现温度明显升高，实际温度远远超过了工艺要求的温度范围，而这一区域不是工艺要求温度最高的区域，导致该区域物料中低熔点物质发生熔化，随着物料的运动粘结成球或结块，在温度降低到低熔点物质的熔点以下后凝固，部分物料在设备上凝固粘结，形成结圈或炉瘤。
[0006]因此，解决物料烧结和设备粘结问题的关键是控制反应热，使物料均匀稳定地反应，避免出现温度过高失控的问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是克服现有的含钒物料钠化焙烧方法中含钒物料和添加剂焙烧时温度失控、物料粘结和设备结圈频繁以及钒的焙烧转化率不高的缺陷，提供一种含钒物料两段式钠化焙烧方法。
[0008] 为了实现上述目的，本发明提供一种含钒物料两段式钠化焙烧方法，该方法包括:将生料依次进行第一次焙烧和第二次焙烧，其中，所述生料为含钒物料与钠盐添加剂的混合物，第二次焙烧的温度为740-820 °C,第二次焙烧的温度高于第一次焙烧的温度，第一次焙烧的时间与第二次焙烧的时间均为60-300min。
[0009]在本发明提供的所述含钒物料两段式钠化焙烧方法中，通过采用两段焙烧的方式，并且严格控制两段焙烧的温度差以及焙烧时间，有效地解决了温度失控，物料烧结，设备粘结的技术问题，与此同时不仅大幅度提高了钒的转化率，而且还可以提高焙烧炉中物料的加入量，也即可以提高焙烧炉的工作效率。
[0010]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。
【具体实施方式】
[0011]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。
[0012]本发明提供了一种含钒物料两段式钠化焙烧方法，该方法包括:将生料依次进行第一次焙烧和第二次焙烧，其中，所述生料为含钒物料与钠盐添加剂的混合物，所述第二次焙烧的温度为740-820°C，优选为760-800°C，第二次焙烧的温度高于第一次焙烧的温度，第一次焙烧的温度为650-760°C，第一次焙烧的时间与第二次焙烧的时间均为60-300min。
[0013]根据本发明，所述生料可以含有5-50重量％的钠盐添加剂，优选含有10-40重量％的钠盐添加剂，更优选含有10-30重量％的钠盐添加剂。所述生料中的剩余部分为含钒物料。
[0014]根据本发明，所述钠盐添加剂没有特别的限定，本领域常规使用的各种钠盐添加剂均适用于本发明。优选情况下，所述钠盐添加剂可以为无机钠盐。所述无机钠盐可以选自碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸钠和氯化钠等。最优选地，所述钠盐添加剂为碳酸钠。当所述钠盐添加剂选用碳酸钠时，碳酸钠与含钒物料在高温下进行氧化焙烧，使钒转化为五价，与钠结合生成水溶性的钒酸钠一类化合物，并向大气中排放二氧化碳气体，该二氧化碳气体不会污染空气。
[0015]本发明所述的含钒物料两段式钠化焙烧方法主要目的是将含钒物料中的钒组分(如V2O5)转化为水溶性的钒酸钠等化合物，从而使含钒物料中的钒得到回收利用，因而本发明中对所述含钒物料的具体组成没有特别的限定，各种常规的包含钒组分的含钒物料均适用于本发明。具体地，所述含钒物料可以含有1-40重量％的V2O5,优选含有5-30重量％的V2O5。
[0016]根据本发明，所述含钒物料的粒径可以为0.125mm以下，优选为0.045-0.125mm。
[0017]根据本发明，所述焙烧的过程可以按照本领域常规的方法实施，例如可以将生料作为炉料加入焙烧炉中进行焙烧。所述焙烧炉没有特别的限定，各种常规的焙烧炉均适用于本发明。在一种【具体实施方式】中，所述焙烧炉为Φ6.25mX 10层的焙烧炉，但并不限制于此。所述炉料加入焙烧炉中的速度没有特别的限定，例如，所述炉料加入速度可以为1-1Ot/h0
[0018]以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0019]以下实施例和对比例中，钒的焙烧转化率根据下面的公式计算得到。
[0020]钒的转化率=(熟料可溶于水的钒量/熟料中的总钒量)X 100%
[0021]实施例1[0022]本实施例用于说明本发明提供的所述含钒物料两段式钠化焙烧方法。
[0023]将V2O5含量为9.87重量％的钒渣粉磨细至粒径为0.125mm以下的含钒物料，取100重量份的所述含钒物料并向其中加入13重量份的碳酸钠，混合均匀，作为焙烧炉料；将焙烧炉料按照8t/h的速度加入Φ6.25mX 10层的多层焙烧炉，进行第一次焙烧，焙烧温度为720°C，焙烧的时间为150min，得到第一次焙烧产物，所述第一次焙烧产物全部为砂状；
[0024]将第一次焙烧产物按照8t/h的速度再次加入Φ 6.25mX 10层的多层焙烧炉，进行第二次焙烧，焙烧的温度为800°C，焙烧的时间为150min，得到焙烧产物，并将所述焙烧产物送入浸出工序进行浸出。
[0025]通过观察和检测得知，焙烧过程中，温度稳定，最高温度波动范围为790°C -810°C，焙烧后的产物为砂状，仅有很少的松散小块，稍加碾压即为粉状，其中95%以上的粒径小于2mm ;多层焙烧炉内壁光滑，耙臂和耙齿无粘结，钒的焙烧转化率平均为90.75%。
[0026]实施例2
[0027]本实施例用于说明本发明提供的所述含钒物料两段式钠化焙烧方法。
[0028]将V2O5含量为15.36重量％的钒渣粉磨细至粒径为0.1mm以下的含钒物料，取100重量份的所述含钒物料并向其中加入19重量份的碳酸钠，混合均匀，作为焙烧炉料；将焙烧炉料按照6t/h的速度加入Φ 6.25mX 10层的多层焙烧炉，进行第一次焙烧，焙烧的温度为750°C，焙烧的时间为150min，得到第一次焙烧产物，所述第一次焙烧产物全部为砂状；
[0029]将第一次焙烧产物按照6t/h的速度再次加入Φ 6.25mX 10层的多层焙烧炉，进行第二次焙烧，焙烧的温度为760°C，焙烧的时间为150min，得到第二次焙烧产物，并将所述第二次焙烧产物送入浸出工序进行浸出。
[0030]通过观察和检测得知，焙烧过程中，温度稳定，最高温度波动范围为750°C -770°C，焙烧后的产物为砂状，仅有很少的松散小块，稍加碾压即为粉状，其中95%以上的粒径小于2mm ;多层焙烧炉内壁光滑，耙臂和耙齿无粘结，钒的焙烧转化率平均为92.37%。
[0031]实施例3
[0032]本实施例用于说明本发明提供的所述含钒物料混合钠化焙烧方法。
[0033]将V2O5含量为20.18重量％的钒渣粉磨细至粒径为0.125mm以下的含钒物料，取100重量份的所述含钒物料并向其中加入28重量份的碳酸钠，混合均匀，作为焙烧炉料；将焙烧炉料按照4t/h的速度加入Φ 6.25mX 10层的多层焙烧炉，进行第一次焙烧，焙烧的温度为740°C，焙烧的时间为150min，得到第一次焙烧产物，所述第一次焙烧产物全部为砂状；
[0034]将第一次焙烧产物按照4t/h的速度再次加入Φ 6.25mX 10层的多层焙烧炉，进行第二次焙烧，焙烧的温度为790°C，焙烧的时间为150min，得到第二次焙烧产物，并将所述焙烧产物送入浸出工序进行浸出。
[0035]通过观察和检测得知，焙烧过程中，温度稳定，最高温度波动范围为780°C -800°C，焙烧后的产物为砂状，仅有很少的松散小块，稍加碾压即为粉状，其中95%以上的粒径小于2mm ;多层焙烧炉内壁光滑，耙臂和耙齿无粘结，钒的焙烧转化率平均为93.30%。
[0036]由上述实施例可以看出，本发明提供的所述含钒物料两段式钠化焙烧方法，在焙烧过程中温度稳定且容易控制，物料不烧结，设备不粘结，大大提高了钒的焙烧转化率。
[0037]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。
[0038]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。
[0039]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。
【权利要求】
1.一种含钒物料两段式钠化焙烧方法，其特征在于，该方法包括:将生料依次进行第一次焙烧和第二次焙烧，其中，所述生料为含钒物料与钠盐添加剂的混合物，第二次焙烧的温度为740-820°C,第二次焙烧的温度高于第一次焙烧的温度，第一次焙烧的时间与第二次焙烧的时间均为60-300min。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一次焙烧的温度为650-760°C。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二次焙烧的温度为760-800°C。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述生料含有5-50重量％的钠盐添加剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述生料含有10-30重量％的钠盐添加剂。
6.根据权利要求1、4和5中任意一项所述的方法，其中，所述钠盐添加剂为无机钠盐。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述钠盐添加剂为碳酸钠。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含钒物料含有1-40重量％的V205。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述含钒物料含有5-30重量％的V205。
10.根据权利要求 1、8或9所述的方法，其中，所述含钒物料的粒径为0.125mm以下。
【文档编号】C22B34/22GK103993159SQ201410215961
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】彭毅, 陈勇, 申彪, 何文艺, 叶露, 卢晓林, 朱光锦, 邓孝伯, 王小江 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司, 攀钢集团研究院有限公司