一种含钒熟料的生产方法
【专利摘要】一种含钒熟料的生产方法，涉及到在从含钒石煤中提取钒的过程中生产含钒熟料的方法。经过选矿的石煤被粉碎，并被进一步被磨细，在磨细的过程中，掺加1～2％的白云石原石粉和6～9％的重晶石原石粉，再与石煤（或钒土）进行充分的搅拌，形成细小的球形颗粒；成球后进入焙烧炉焙烧，焙烧后物料缓慢冷却形成含钒熟料。采用本方法后，完全消除了焙烧时所产生HCl、Cl2等有毒有害气体，侵害人体健康的腐蚀性气体不复存在，同时钒的总转化率也有所提高。
【专利说明】一种含钒熟料的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到含钒石煤和钒土提钒【技术领域】，特别涉及到在从含钒石煤和钒土中提取钒的过程中生产含钒熟料的方法。
【背景技术】
[0002]众所周知，钒是一种过渡金属元素，在自然界中分布极为分散，故也被称为稀散元素。然而，钒的应用却十分广泛，在钢铁、有色金属、化工、合金、超导材料，汽车工业等行业中都是不可或缺的重要元素；一种重要的战略物资。世界上钒的资源丰富、分布广泛，但无单独可供开采的富矿，而是以低品位与其他矿物共生。石煤是一种碳质页岩，是我国的一种独特的钒矿资源。其特点是发热量低、灰分高、含有多种金属元素，储量极为丰富，对钒的提取冶炼具有很大优势。伴随我国钢产量的迅速增长，钒需求量的逐渐上升，石煤提钒既是石煤综合利用的一个重要发展方向，又是我国钒冶炼产业发展的新方向。
[0003]据统计，我国石煤中V2O5的储量约1.13万吨，占总钒矿资源储量的37% ;含钒石煤主要分布在我国煤炭资源贫乏的南方湖南、广西、湖北等诸省，它们的钒矿资源又占全国石煤钒矿资源储量的54%。
[0004]钒在石煤中的价态多样，通常以V (III)和V (IV)存在，V (III)占多数，三价钒能以类质同相形式进入硅酸盐矿物晶格中，同时，四价钒也可以类质同相形式存在于硅氧四面体结构中。此类矿石难于浸出，要将三价或四价钒浸出来，首先必须破坏晶体结构，使赋存在晶体结构中的钒释放出来。
[0005]石煤提钒工艺技术可以归纳为两种代表性的类型:焙烧提钒工艺(火法提钒工艺)和湿法提钒工艺。火法焙烧湿法浸出提钒工艺是矿石经过高温氧化焙烧，低价钒氧化转化为五价钒，再进行湿法浸出得到含钒液体实现矿石提钒的工艺过程。根据焙烧过程添加剂的不同或焙烧机理的区别，分为:钠化焙烧提钒工艺、空白焙烧提钒工艺、钙化焙烧提钒工
t坐乙-Tf* O
[0006]钠化焙烧工艺是:
石煤一选矿一粉碎一球磨一加盐搅拌一成球一焙烧一形成熟料。
[0007]经过选矿一粉碎一球磨，含钒石煤被破碎至一定的细度，并添加7~9% (以球磨后的石煤粉重量为基础)的NaCL，对偏酸性矿粉再添加3~4%的Na2CO3后；进行充分的搅拌后进入焙烧炉焙烧，多价态的钒转化为水溶性的钠盐，如Na20.yV205 , NaVO3。
[0008]采用钠化焙烧工艺技术比较成熟，生产条件要求不高、设备简易、成本低、工艺流程简单、适合于因地制宜的小规模生产等优点，但石煤用量大(提取I t V2O5约需30 Ot石煤)、热能利用低、V2O5总回收率仅为40~50%左右，吨钒生产成本高。钒回收率低，资源综合利用率低；钠盐焙烧产生大量粉尘和HCIXl2和SO2等严重污染环境的腐蚀性气体，粉尘必须安装收尘装置除尘、有毒有害的气体必须用碱溶液吸收处理才能达标排放，否则会对环境造成严重污染，产生严重后果。
【发明内容】
[0009]本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种含钒熟料的生产方法。在石煤提钒过程中，采用添加剂替代钠化焙烧工艺所使用的N aC I和N a2C 03。完全消除了钠法焙烧工艺的含HCl、Cl2等有毒有害气体的废气污染问题，使严重污染空气、侵害人体健康的腐蚀性气体不复存在，同时提高转化率，使企业的生产钒产品的能力得以提高，经济效益也有望获得进一步的改观。
[0010]本发明是通过以下的技术措施来实现的。一种含钒熟料的生产方法，经过选矿的石煤被粉碎，并被进一步被磨细到140目~200目，在磨细的过程中，掺加白云石原石粉和重晶石原石粉，再与石煤进行充分的搅拌，形成细小的球形颗粒；成球后进入焙烧炉焙烧，焙烧后物料缓慢冷却形成含钒熟料。
[0011]以粉碎后的石煤(或钒土)重量为基准，掺加白云石原石粉的重量为I~2%，掺加重晶石原石粉的重量为6~9%。
[0012]掺加的白云石原石粉和重晶石原石粉的细度为140~200目。
[0013]球形小颗粒进入焙烧炉的焙烧时间为6~8小时，焙烧温度为850~950°C。
[0014]白云石原石的主要成份为CaMg (CO3)2，其中Cao约30%，Mgo约22%。重晶石原石的主要成份为BaSO4，约为92~98%。白云石原石粉和重晶石原石粉含水量极低，在与石煤充分的搅拌、磨细成球过程中不易回湿与回软，搅拌更为均匀。否则物料在焙烧过程中极易烧结，给下一步的浸取带来困难，钒的总转化率下降。
[0015]焙烧中，白云石原石粉和重晶石原石粉组成混合添加剂，与石煤一起进行氧化焙烧，在高温下，低价钒氧化成高价钒并形成不溶于水的偏钒酸钙和钒酸钙(或偏钒酸镁和钒酸镁，或钡盐)。基本的化学方程式是:
V2O3 +。2 — V2O5
V2O5 + CaCO3 — Ca (VO3) 2+ CO2
V2O5 + MgCO3 — Mg(VO3)2+ CO2
V2O5 + BaSO4 — Ba (VO3) 2+ SO2。
[0016]一般情况下，白云石原石粉和重晶石原石粉的价格与食盐的价格相差不大，故不会增加含钒熟料的生产成本。
[0017]本发明采用上述技术措施后，白云石原石粉和重晶石原石粉组成混合添加剂替代了钠化焙烧工艺所使用的N aC I和N a2C O3。完全消除了焙烧时所产生HC1、C12等有毒有害气体，侵害人体健康的腐蚀性气体不复存在，将同时提高钒的总转化率(可达70~92%)，使企业的生产钒产品的能力得以提高，经济效益也有望获得进一步的改观。
【具体实施方式】
[0018]下面结合和实施例对本发明作进一步说明。
[0019]实施例1:将石煤进行选矿，并在鄂式破碎机中粉碎。取粉碎后的石煤100公斤放入球磨机中磨细到140目，同时掺加120目的白云石原石粉I公斤，120目的重晶石原石粉
6.5公斤，三种物料在球磨机中充分的搅拌，并形成细小的球形颗粒；将小颗粒送入焙烧炉焙烧，经过6小时，850°C的焙烧后缓慢冷却形成含钒熟料。该含钒熟料按常规方法进行浸取等一系列后处理，钒的总转化率可达80%。
[0020]实施例2:将石煤进行选矿，并在鄂式破碎机中粉碎。取粉碎后的石煤100公斤放入球磨机中磨细到160目，同时掺加130目的白云石原石粉1.5公斤，130目的重晶石原石粉7公斤，三种物料在球磨机中充分的搅拌，并形成细小的球形颗粒；将小颗粒送入焙烧炉焙烧，经过7小时，900°C的焙烧后缓慢冷却形成含钒熟料。该含钒熟料按常规方法进行浸取等一系列后处理，钒的总转化率可达90%。
[0021]实施例3:将石煤进行选矿，并在鄂式破碎机中粉碎。取粉碎后的石煤100公斤放入球磨机中磨细到200目，同时掺加140目的白云石原石粉2公斤，140目的重晶石原石粉
8.5公斤，三种物料在球磨机中充分的搅拌，并形成细小的球形颗粒；将小颗粒送入焙烧炉焙烧，经过8小时，950°C的焙烧后缓慢冷却形成含钒熟料。该含钒熟料按常规方法进行浸取等一系列后处理，钒的总转化率可达83%。
[0022]以上所述的仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护笵围 。
【权利要求】
1.一种含钒熟料的生产方法，经过选矿的含钒石煤(或钒土)被粉碎，并被进一步被磨细到140目~200目，其特征在于:在磨细的过程中，掺加白云石原石粉和重晶石原石粉，再与含钒石煤(或钒土)进行充分的搅拌，形成细小的球形颗粒；成球后进入焙烧炉焙烧，焙烧后物料缓慢冷却形成含钒熟料。
2.根据权利要求1所述的一种含钒熟料的生产方法，其特征在于:以粉碎后的含钒石煤(或fL土)重量为基准，掺加白云石原石粉的重量为I~2%,掺加重晶石原石粉的重量为6 ~9%。
3.根据权利要求1所述的一种含f凡熟料的生产方法，其特征在于:掺加的白云石原石粉和重 晶石原石粉的细度为140~200目。
4.根据权利要求1所述的一种含钒熟料的生产方法，其特征在于:球形小颗粒进入焙烧炉的焙烧时间为6~8小时，焙烧温度为800~950°C。
【文档编号】C22B34/22GK104073626SQ201410334548
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】许小弟, 田兴江 申请人:花垣四方矿业有限公司