一种用含钒矿石或含钒矿渣生产五氧化二钒的方法，系使钒高温氧化气化的方法，包括以下步骤：①选料，选择全钒含量Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］＞０．３％的矿石或矿渣作为原料；②破碎、选煤、磨细，磨细成１００～２００目的生粉；③高温氧化气化，控制回转窑内物料最高温度高于１２５０℃，出窑的烟气温度不低于６５０℃；④窑气余热利用与除尘降温；除去多数固体尘粒，将烟气温度降至１５０℃以下；⑤酸或碱洗收钒，窑气与硫酸或纯碱溶液逆流接触生成（ＶＯ↓［２］）↓［２］ＳＯ↓［４］或ＮａＶＯ↓［３］溶液；⑥净化制钒，制得合格的ＮＨ↓［４］ＶＯ↓［３］和Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］产品。本方法钒的转化率高于９０％，无废水、废渣排放，物料充分循环利用，废气可确保达标排放，不会产生环境污染问题；而且能耗低，成本低，易实现工厂大型化。适用于生产偏钒酸铵和五氧化二钒的厂家。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钒的氧化物，进一步而言，涉及五氧化二钒的生产方法，具体而言，涉及用含钒矿石或含钒矿渣生产五氧化二钒的方法。
技术介绍
现在生产V2O5的工厂，基本上都还在使用上世纪60年代末期开发成功的“钠法”工艺，其主要缺陷是堆烧脱碳烟气中含SO2、SO3和窑内焙烧烟气中SO2、SO3、HCl和Cl2等强酸性气体以及粉尘对环境的严重污染问题。少数厂在试用的“钙法”工艺，由于转化率低，难以推广应用。近年来已开发出低钠法、钙法、钠钙法等新工艺，但使用这些工艺的产品产出率低，仅为35％～45％，成本比传统钠法都高。近年来，制钒工艺有所创新，申请中国专利的有：CN86108218号“回转窑一次焙烧钒渣一水浸提钒方法”、CN1059885号“一种从含钒石煤中提取五氧化二钒的新方法”、CN101245410号“一种流态化设备焙烧高钙钒渣的方法”、CN101012496号“一种从石煤中提取五氧化二钒的方法”、CN101265523号“石煤矿回转窑钙法焙烧提取五氧化二钒的工艺”等。这些技术都是在850℃至1050℃的焙烧温度下提取五氧化二钒，不能使其气化，因此钒的收率不高，而且产生大量“三废”污染环境。湖南新化县黎吉星先生的专利技术专利申请《石煤气相提钒法》(专利申请号200710035258.5)已经公开，其核心技术是使钒在沸腾炉高温氧化气化提钒。具体的是在沸腾炉中用富氧空气使石煤粉在900℃～1250℃下燃烧，进行高温裂解，V3+被氧化成V2O5后进入炉气，回收制得V2O5产品。这个方法的缺点是：①所用富氧制造装置和沸腾炉造价较高；②富氧空气的生产能耗高、成本高；③沸腾炉排出的烟气中含有大量CO2、SO2、SO3等酸性气体，必须先-->把它们净化后才能实现用铵液及KOH溶液吸收V2O5的目的，而KOH价格高，显然会大幅度增加成本；④其沸腾炉中控制的温度为900℃～1250℃；而钒石煤是含钒石煤的硅质页岩，其中的主要组成矿物的熔点：正长石1150℃，钠长石1118℃，白云母1244℃，都低于1250℃。当炉膛温度接近或超过它们的熔点，炉渣会变软、液化而粘接，使炉膛内的灰渣不能正常“沸腾”，直至堵塞风帽而死炉。果然如此，则难于进行正常的工业化生产。⑤该专利技术仅适用于含钒石煤，对于其它含钒矿石或矿渣不一定适用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用含钒矿石或含钒矿渣生产五氧化二钒的方法，以克服现有技术的缺点，本方法投资省、耗能低、收率高、无废水、废渣排放，废气可以达标排放。本专利技术提供的用含钒矿石或含钒矿渣生产五氧化二钒的方法包括以下步骤：第一步，选料选择全钒含量V2O5>0.3％的矿石或矿渣作为原料；选用煤炭作为工艺过程所用的燃料；第二步，烘干、破碎、选煤、磨细将选定的矿石或矿渣烘干、破碎并磨细，如果用石煤作原料，需要送选煤车间按常规方法选煤，从石煤中选出含总煤量约70％的煤，其余的煤含在矿石中；煤和矿石烘干后分别磨细成煤粉和生粉；第三步，高温氧化气化将煤粉和生粉分别送入回转窑内煅烧，控制回转窑内物料最高温度高于1250℃，出窑的烟气温度不低于650℃，高温下矿石颗粒会崩解，原料中的钒会氧化气化成V2O5气体，随窑气排出；煅烧后的熟料进入冷却机内与冷空气进行逆流换热，使其成为热风入窑；-->第四步，尾气余热利用与除尘降温出窑尾气进入余热锅炉回收余热，分离固体尘粒，并降低烟气温度；或不进入余热锅炉，直接通过喷水雾化装置，降低烟气温度；将收集到的粉尘放进碱溶槽内的烧碱稀溶液中，搅拌溶解V2O5生成NaVO3；过滤后的渣经脱水干燥后返回生粉仓，随生粉再进入回转窑煅烧制钒；第五步，酸洗或碱洗收钒和脱硫排放降温后的尾气经风机抽送至酸洗塔或碱洗塔下部的进气管，在塔中与塔顶下来的稀硫酸或纯碱溶液逆流接触吸收V2O5，生成(VO2)2SO4或NaVO3溶液，同时进一步洗去尾气中的细微固体颗粒；酸洗尾气进入脱硫塔中，用石灰乳溶液进行脱硫处理，达标后排放；第六步，净化制钒酸洗塔底出来的含钒、尘的洗液先后进入捞砂坑和固液分离装置，砂坑中捞出的沉砂和分离出来的渣脱水干燥后返回生粉仓，重新进回转窑煅烧；清液用泵抽至水解净化槽，加纯碱调整pH值除去杂质；除杂液进入固液分离装置，清液即净化液，按传统方法即可制得合格的偏钒酸铵和五氧化二钒产品；酸洗尾气进行脱硫处理再排放。上述方法的第一步中，所述矿石是或钒石煤，或钒页岩，含钒矿渣是生产工业氧化铝排出的赤泥，或是含钒铁矿炼钢铁产生的矿渣。上述方法的第二步中，所述矿石烘干后磨细成的生粉细度为100～200目(0.15mm～0.075mm)；所述煤炭烘干后磨细的煤粉细度为-200目。上述方法的第三步中，所述煤粉与热风一道从窑头(热端)进入回转窑，所述生粉从窑尾(冷端)进入回转窑。上述方法的第四步中，所述除尘是分离出多数固体尘粒，降温是将烟气温度降至150℃以下。上述方法的第五步中，所述酸洗或碱洗过程控制酸洗后尾气中的V2O5<30-->×10-6；所述的酸洗尾气进行脱硫处理，是将酸洗后的尾气送进脱硫塔用石灰乳脱除SO2、SO3等有害气体，脱硫后的废水进入固液分离装置，令硫酸钙、亚硫酸钙、碳酸钙和尾气带来的微细颗粒与清液分离；清液返回配酸槽去配制稀硫酸溶液，在脱硫工序配含石灰乳的脱硫液；分离出来的渣脱水后送到专用石膏堆场。上述方法的第六步中，所述传统方法是制取五氧化二钒产品的“红饼法”，或“离子交换法”，或“溶剂萃取法”。专利技术人指出：因石煤成矿于5亿年前的寒武纪地层，煤的挥发份极低(3％左右)，粒度太粗不易着火燃烧，且不利于页岩中的V3+的高温崩解氧化气化；煤粉用于提供煅烧热量和烘干矿石、煤炭；在回转窑内煅烧时，如石煤自身煤粉量不足，可另加煤炭补足；不同的矿层或不同的矿段，均化后钒含量V2O5>0.3％，就可使用；只要能实现最高料温大于1250℃、尾气温度高于650℃这两个指标并控制得稳定，出窑熟料中全钒含量小于30×10-6，取得钒的转化率高于90％的效果就是肯定的。专利技术人又指出：进窑头空气的预热可由冷却机来实现，高温熟料出窑头后进入冷却机，冷空气在冷却机内与熟料逆流换热，使进窑头的空气变热，出冷却机的熟料降温后送至熟料棚或堆场，冷却后的熟料是水泥厂生产水泥的好原料。专利技术人还指出：对于尾气的余热回收，如果项目设计生产能力较小，建余热发电系统不能实现较多的节能增效，反而会无谓的增加建设投资。在经过核算评估后可不设余热发电装置，只需在尾气出窑的管道上加装喷水雾化装置或专门的冷却塔，使尾气降温至<150℃就可送入酸洗塔或碱洗塔进行收钒操作。本专利技术方法不用任何添加剂对含钒矿石或矿渣进行空白煅烧，可使钒的转化率高达90％，无废水、废渣排放，废气可确保达标排放，不会产生环境-->污染问题；而且投资省、能耗低、成本低，易实现工厂大型化。适用于生产偏钒酸铵和五氧化二钒的厂家。具体实施方式实施例1取某钒石煤矿，经检测，该矿石含全钒(以V2O5计，下同)1.0％，固定炭16％，挥发份2.8％，含水量8％，符合工艺要求，进入矿坪。因发热量较高，可部选煤。送至颚式破碎机碎成<20mm的粒度，再送到热风球磨机(又称风扫磨)磨至～200目(0.075mm)的生粉，再送至生粉仓由仓底用螺旋给料机从窑尾送本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用含钒矿石或含钒矿渣生产五氧化二钒的方法，系使钒高温氧化气化的方法，其特征包括以下步骤： 第一步，选料 选择全钒含量Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］＞０．３％的矿石或矿渣作为原料；选用煤炭作为工艺过程所用的燃料； 第二步，烘干、破 碎、选煤、磨细 将选定的矿石或矿渣烘干、破碎并磨细，如果用石煤作原料，需要送选煤车间按常规方法选煤，从石煤中选出含总煤量约７０％的煤，其余的煤含在矿石中；煤和矿石烘干后分别磨细成煤粉和生粉； 第三步，高温氧化气化 将煤粉和 生粉分别送入回转窑内煅烧，控制回转窑内物料最高温度高于１２５０℃，出窑的烟气温度不低于６５０℃，高温下矿石颗粒会崩解，原料中的钒会氧化气化成Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］气体，随窑气排出；煅烧后的熟料进入冷却机内与冷空气进行逆流换热，使其成为热风入窑； 第四步，尾气余热利用与除尘降温 出窑尾气进入余热锅炉回收余热，分离固体尘粒，并降低烟气温度；或不进入余热锅炉，直接通过喷水雾化装置，降低烟气温度；将收集到的粉尘放进碱溶槽内的烧碱稀溶液中，搅拌溶解Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］生成Ｎａ ＶＯ↓［３］；过滤后的渣经脱水干燥后返回生粉仓，随生粉再进入回转窑煅烧制钒； 第五步，酸洗收钒或纯碱溶液收钒和脱硫排放 降温后的尾气经风机抽送至酸洗塔或碱洗塔下部的进气管，在塔中与塔顶下来的稀硫酸或纯碱溶液逆流接触吸收Ｖ↓［２］ Ｏ↓［５］，生成（ＶＯ↓［２］）↓［２］ＳＯ↓［４］或ＮａＶＯ↓［３］溶液，同时进一步洗去尾气中的细微固体颗粒；酸洗尾气进入脱硫塔中，用石灰乳溶液进行脱硫处理，达标后排放； 第六步，净化制钒 酸洗塔底出来的含钒、尘的洗液先后进入 捞砂坑和固液分离装置，砂坑中捞出的沉砂和分离出来的渣脱水干燥后返回生粉仓，重新进回转窑煅烧；清液用泵抽至水解净化槽，加纯碱调整ｐＨ值除去杂质；除杂液进入固液分离装置，清液即净化液，按传统方法即可制得合格的偏钒酸铵和五氧化二钒产品；酸洗尾气进行脱硫处理再排放。...
【技术特征摘要】
1 一种用含钒矿石或含钒矿渣生产五氧化二钒的方法，系使钒高温氧化气化的方法，其特征包括以下步骤：第一步，选料选择全钒含量V2O5>0.3％的矿石或矿渣作为原料；选用煤炭作为工艺过程所用的燃料；第二步，烘干、破碎、选煤、磨细将选定的矿石或矿渣烘干、破碎并磨细，如果用石煤作原料，需要送选煤车间按常规方法选煤，从石煤中选出含总煤量约70％的煤，其余的煤含在矿石中；煤和矿石烘干后分别磨细成煤粉和生粉；第三步，高温氧化气化将煤粉和生粉分别送入回转窑内煅烧，控制回转窑内物料最高温度高于1250℃，出窑的烟气温度不低于650℃，高温下矿石颗粒会崩解，原料中的钒会氧化气化成V2O5气体，随窑气排出；煅烧后的熟料进入冷却机内与冷空气进行逆流换热，使其成为热风入窑；第四步，尾气余热利用与除尘降温出窑尾气进入余热锅炉回收余热，分离固体尘粒，并降低烟气温度；或不进入余热锅炉，直接通过喷水雾化装置，降低烟气温度；将收集到的粉尘放进碱溶槽内的烧碱稀溶液中，搅拌溶解V2O5生成NaVO3；过滤后的渣经脱水干燥后返回生粉仓，随生粉再进入回转窑煅烧制钒；第五步，酸洗收钒或纯碱溶液收钒和脱硫排放降温后的尾气经风机抽送至酸洗塔或碱洗塔下部的进气管，在塔中与塔顶下来的稀硫酸或纯碱溶液逆流接触吸收V2O5，生成(VO2)2SO4或NaVO3溶液，同时进一步洗去尾气中的细微固体颗粒；酸洗尾气进入脱硫塔中，用石灰乳溶液进行脱硫处理，达标后排放；第六步，净化制钒酸洗塔底出来的含钒、尘的洗液先后进入捞砂坑和固...
【专利技术属性】
技术研发人员：李乾宽，李坤宇，李坤艳，
申请(专利权)人：李乾宽，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]
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