一种干湿法联合处理钒矿钠化焙烧尾气的方法技术

本发明专利技术公开了一种干湿法联合处理钒矿钠化焙烧尾气的方法，包括将固氯剂与钠盐添加剂加入钒矿中造球，在竖炉中钠化焙烧，炉膛下部温度高于上部，炉气在炉内向上运动，与炉料之间呈逆流换热，利用钠盐添加剂分解温度高于固氯剂，炉膛下部分解产生的尾气被炉膛上部分解的固氯剂吸收，反应物与剩余尾气被两级吸附载体与碱液喷淋装置吸收，吸附载体饱和后经洗脱，可循环使用，洗脱液可为沉钒结晶利用。本发明专利技术工艺简单，尾气吸收速率高，工艺连续性好，废气便于回收利用，绿色环保，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种干湿法联合处理钒矿钠化焙烧尾气的方法
本专利技术涉及钒矿钠化焙烧提钒尾气的处理，特别涉及一种干湿法联合处理钒矿钠化焙烧尾气且生成物被后序工艺利用的方法。
技术介绍
钒是一种重要的战略资源，我国是钒资源大国，其中石煤、粘土钒矿是我国特有的优势钒矿资源，约占国内总钒量的87％。钠化焙烧提钒工艺，因其工艺简单，钒转化率高，是国内外普遍采用。但焙烧中会产生大量的污染气体(C12和HCl)，环境污染问题突出，且对生产设备造成严重腐蚀。研究钒矿钠化焙烧尾气处理的工艺，对当前钒矿提钒工业具有重大的现实意义，也是实现钒矿提钒工业清洁生产及可持续发展的必由之路。目前处理钒矿钠化焙烧尾气常规方法有碱液三级喷淋工艺、水和氢氧化钠二段吸收法、石灰乳吸收法、水和氯化亚铁淋洗法等，但是存在着药剂成本高，反应放热需设冷却装置，运行成本高，尾气吸收后回收利用成本高等缺点。因此，如何高效率、低成本、绿色环保地处理钠化焙烧尾气，对钒业的可持续发展具有深远的意义。
技术实现思路
本专利技术目的主要是提供一种干湿法联合处理钒矿钠化焙烧尾气，且生成物被后序工艺利用的方法，并克服现有钒矿钠化焙烧尾气处理方法成本高，尾气难以利用等问题，提供一种高效率、低成本、绿色处理钒矿钠化焙烧尾气的工艺方法。本专利技术提供的干湿法联合处理钒矿钠化焙烧尾气的工艺方法，包括如下的步骤：(1)取固氯剂、钠盐添加剂与钒矿混合均匀并造球，并在竖炉中加入球团矿反应，并在反应过程中通入空气；优选的，所述钒矿被粉碎至粒度为40-500目。(2)将步骤(1)中排出的气体通入两级吸收的吸附载体中，再通过碱液喷淋装置进一步吸收残留尾气。此处的吸附载体可以为本领域技术人员常使用的具备多孔蜂窝状结构的载体，其可用于吸附微粒粉尘。(3)步骤(2)两级吸收中的吸附载体饱和后，进行洗脱，载体循环使用。优选的，步骤(1)中固氯剂为铵盐类组合药剂，与钒矿的质量比为1:20～1:10。优选的，步骤(1)中钠盐添加剂为NaCl、Na2CO3和Na2SO4的组合物，组合药剂与钒矿的质量比为1:5～1:10。更优选的，所述钠盐添加剂中NaCl、Na2CO3和Na2SO4的质量比为1-3:1-3:1-3。优选的，步骤(1)中造球质量为50～100g，球团直径2～5cm。优选的，步骤(1)中反应时间为3～6h，升温速率为10～20℃/min。优选的，步骤(1)中反应温度为700～900℃。优选的，步骤(1)中空气的通气量为40～200L/h。优选的，步骤(3)中吸附载体采用两级吸收，吸附饱和后洗脱。优选的，步骤(4)中吸附载体吸附饱和洗脱后的洗脱液中含有氯化铵，经浓缩后可用于沉钒结晶。优选的，步骤(3)中碱液喷淋装置中碱液循环吸收尾气。本专利技术中，钠化焙烧过程中钠盐添加剂在600℃分解，固氯剂在400℃分解，利用钠盐添加剂分解温度高于固氯剂，炉膛下部分解产生的尾气被炉膛上部分解的固氯剂吸收，反应物与剩余尾气被两级吸附载体与碱液喷淋装置吸收，吸附载体饱和后，经洗脱，可循环使用，洗脱液可为沉钒结晶利用。本专利技术工艺简单，尾气吸收速率高，工艺连续性好，废气便于回收利用，绿色环保，应用前景广阔。附图说明图1为一种干湿法联合处理钒矿钠化焙烧尾气工艺流程图。附图标识：1—进料口；2—球团矿；3—加热区；4—空气进气口；5—卸料口；6—废气出气口；7—吸附载体；8—碱液喷淋塔；9—循环泵。具体实施方式如下为本专利技术的具体实施例，其仅用作对于本申请的解释而并非限制。参见图1，固氯剂为市售铵盐类固氯剂，其可以固定尾气中氯化氢与氯气。本专利技术采用两级吸附载体与碱液喷淋塔吸收，其使用的吸附载体为本领域技术人员常使用的具备多孔蜂窝状结构的载体，其可用于吸附微粒粉尘，来源为市售，由于对于尾气的处理为本领域技术人员常采用的技术手段，本领域技术人员也可以选择其他常用的载体用于处理尾气。吸附载体吸附饱和洗脱后可循环使用，洗脱液可用于沉钒结晶。整个工艺清洁、高效、简便。实施例1广西某含钒石煤，该石煤XRF元素分析结果如下：NaMgAlSiPSKCaTiVMnFe0.0962.17615.58560.4420.0798.0223.7370.0390.6601.4340.0762.748NiCuGaAsSeRbSrYZrMoPbCl0.0250.0350.0032.1140.0040.0160.0050.0060.0210.0110.0112.652将石煤磨矿10分钟，分别加入固氯剂和钠盐添加剂NaCl、Na2CO3、Na2SO4，并混合均匀，其中固氯剂含量4％，NaCl含量4％、Na2CO3含量4％、Na2SO4含量2％；将混合后的样品压球，单个球的重量在60g左右。压球成型后烘干，在竖炉中进行钠化焙烧900℃温度下焙烧4小时，焙烧过程中不断通入一定量的空气，通气量为50L/h，尾气被两级吸附载体与碱液喷淋装置吸收，吸附载体在吸附饱和经洗脱后可循环使用，一级载体可经三次循环，二级载体可经四次循环。洗脱液用于沉钒结晶，可减少消耗6％的药剂。经检测，氯化氢和氯气废气经二级吸附载体X吸收净化率达到79.6％，再经碱液喷淋，总净化率达到96.3％。实施例2湖北某石煤烧渣钒矿，该石煤XRF元素分析结果如下：NaMgAlSiPSKCaTiVMn0.0540.1871.7337.030.1291.220.4450.5180.10.5490.005FeNiCuZnBaCrPbSrZrMoCl1.110.02570.0480.1733.570.03610.0060.0240.00260.0030.034将粘土钒矿磨矿8分钟，分别加入固氯剂和钠盐添加剂NaCl、Na2CO3、Na2SO4，并混合均匀，其中固氯剂含量8％，NaCl含量6％、Na2CO3含量2％、Na2SO4含量2％；将混合后的样品压球，单个球的重量在60g左右。压球成型后烘干，在竖炉中进行钠化焙烧800℃温度下焙烧5小时，焙烧过程中不断通入一定量的空气，通气量为100L/h，尾气被两级吸附载体与碱液喷淋装置吸收，吸附载体吸附饱和经洗脱后可循环使用，一级载体可经三次循环，二级载体可经四次循环。洗脱液用于沉钒结晶，可减少消耗9％的药剂。经检测，氯化氢和氯气废气经二级吸附载体吸收净化率达到86.5％，再经碱液喷淋，总净化率达到97.8％。实施例3湖北郧西县某粘土钒矿，该矿物XRF元素分析结果如下：NaMgAlSiPSKCaTiVFePb0.1341.3629.62579.1621.3730.2791.2360.690.2591.7222.1830.012NiCuZnAsSeRbSrYZrMoBaCl0.0250.10.0581.3220.0020.0030.0290.020.010.0050.1240.016将粘土钒矿磨矿12分钟，分别加入固氯剂和钠盐添加剂NaCl、Na2CO3、Na2SO4，并混合均匀，其中固氯剂含量8％，NaCl含量4％、Na2CO3含量4％、Na2SO4含量2％；将混合后的样品压球，单个球的重量在60g左右。压球成型后烘干，在竖炉中进行钠化焙烧800℃温度下焙烧5小时，焙烧过程中不断通入一定量的空气，通气量为100L/h，尾气被两级吸附载体与碱液喷淋装置吸收，吸附载体吸附饱和经洗脱后可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干湿法联合处理钒矿钠化焙烧尾气的方法，包括如下的步骤：(1)取固氯剂、钠盐添加剂与磨好的钒矿混合均匀并造球，并在竖炉中加入球团矿反应，并在反应过程中通入空气；(2)将步骤(1)中排出的气体通入两级吸收的吸附载体中，再通过碱液喷淋装置进一步吸收残留尾气；(3)步骤(2)两级吸收中的吸附载体饱和后进行洗脱。

【技术特征摘要】
1.一种干湿法联合处理钒矿钠化焙烧尾气的方法，包括如下的步骤：(1)取固氯剂、钠盐添加剂与磨好的钒矿混合均匀并造球，并在竖炉中加入球团矿反应，并在反应过程中通入空气，所述钠盐添加剂分解温度高于固氯剂；(2)将步骤(1)中排出的气体通入两级吸收的吸附载体中，再通过碱液喷淋装置进一步吸收残留尾气；(3)步骤(2)两级吸收中的吸附载体饱和后进行洗脱；所述固氯剂为铵盐类组合药剂，与钒矿的质量比为1:20～1:10；所述步骤(1)中反应温度为700～900℃。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中钠盐添加剂为NaCl、Na2CO3和Na2SO4的组合药剂，其与钒矿的质量比为1:...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩然，刘鹏伟，杜竹玮，杨鑫龙，孙铭，王琪，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11