处理高钙高磷钒渣的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了处理高钙高磷钒渣的方法和系统，其中，处理高钙高磷钒渣的方法包括：将高钙高磷钒渣、硅石、还原煤和粘结剂进行混合处理，以便得到混合物料；将所述混合物料进行成型处理，以便得到混合球团；将所述混合球团进行还原焙烧脱磷处理，以便得到脱磷金属化球团和含磷烟气；将所述脱磷金属化球团进行磨矿磁选处理，以便得到铁粉和低磷钒渣；将所述低磷钒渣进行氧化钙化焙烧处理，以便得到酸溶性钒酸钙熟料；以及将所述酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理，以便得到五氧化二钒产品。通过采用本发明专利技术处理高钙高磷钒渣的方法，可以有效脱除高钙高磷钒渣中的磷，进而显著提高铁和钒的回收率和品质。

【技术实现步骤摘要】
处理高钙高磷钒渣的方法和系统
本专利技术属于冶金
，具体而言，本专利技术涉及处理高钙高磷钒渣的方法和系统。
技术介绍
钒渣是指含钒铁水经转炉吹炼氧化成为富含钒氧化物以及铁氧化物的一种炉渣，其主要成分有MFe、FeO、SiO2、V2O3、TiO2、CaO、Al2O3、MgO和Cr2O3。世界上约有60％的钒是从钒渣中提取的，现行钒渣的提钒方法是与添加剂混匀后放入回转窑或多膛炉内进行氧化焙烧，得到可溶性的钒酸盐，通过湿法浸出手段将钒从固相转移到液相后再进行沉钒，将沉钒产物煅烧得到V2O5产品。磷是含钒浸出液沉淀中的有害元素，它会与钒在酸性介质中形成稳定而又复杂的络合物磷钒系杂多酸以及它们的盐，此外，还会与溶液中的铁离子和铝离子形成FePO4、AlPO4沉淀，这些都会污染钒酸铵沉淀，严重影响酸性铵盐沉钒的进行。常用的脱磷手段为调节溶液pH在9.5-11.0之间，然后加入适量的钙盐或镁盐形成磷酸盐沉淀，一般要求脱磷后的浸出液P浓度<0.015g/L。普通钒渣中CaO质量分数一般小于3％，P2O5质量分数一般小于0.2％。为了减轻半钢脱磷的负担，含钒铁水吹炼钒渣同时可以加入钙盐进行预脱磷，得到低磷半钢和高钙高磷的特殊钒渣。这种高钙高磷钒渣因自身CaO含量高，钠化焙烧时CaO会与V2O5生成不溶于水的钒酸钙CaO·V2O5或含有钙的钒青钙CaV12O30，CaO的质量分数每增加1％就要带来4.7-9.0％的V2O5损失，因此不宜采用钠化焙烧-水浸提钒工艺；如果采用钙化焙烧-酸浸提钒工艺，会使大量的钙和磷伴随着钒一同进入到浸出液中，由于溶液中有大量钙离子的存在，调节溶液pH在9.5-11.0之间会重新形成钒酸钙沉淀，所以不能采用传统的碱性条件下的脱磷方法，而酸性体系下的脱磷问题尚未攻克。因此，对高钙高磷钒渣脱磷提钒的技术还有待进一步发展。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术的一个目的在于提出一种处理高钙高磷钒渣的方法和系统，其中处理高钙高磷钒渣的方法通过预先脱除高钙高磷钒渣中的磷，可有效回收获得高品质的铁和钒，同时还可以进一步提高铁和钒的回收率。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种处理高钙高磷钒渣的方法，包括：将高钙高磷钒渣、硅石、还原煤和粘结剂进行混合处理，以便得到混合物料；将混合物料进行成型处理，以便得到混合球团；将混合球团进行还原焙烧脱磷处理，以便得到脱磷金属化球团和含磷烟气；将脱磷金属化球团进行磨矿磁选处理，以便得到铁粉和低磷钒渣；将低磷钒渣进行氧化钙化焙烧处理，以便得到酸溶性钒酸钙熟料；以及将酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理，以便得到五氧化二钒产品。由此，本专利技术实施例的处理高钙高磷钒渣的方法，不仅可以有效脱除高钙高磷钒渣中的磷，避免钒酸钙熟料在酸浸提钒时磷进入含钒浸出液中从而严重影响沉钒效果，还可以对高钙高磷钒渣中的铁资源进行回收再利用，最终获得含磷量低的优质铁资源和五氧化二钒产品。根据本专利技术上述实施例的处理高钙高磷钒渣的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，高钙高磷钒渣中CaO的含量为3-25重量％，P2O5的含量为0.2-1重量％，V2O5的含量为5-20重量％，Fe的含量为20-35重量％。由此本专利技术实施例的处理高钙高磷钒渣的方法可以有效针对高钙高磷类钒渣进行处理，进而提高该方法的适用范围。在本专利技术的一些实施例中，高钙高磷钒渣中CaO的含量为5-15重量％，P2O5的含量为0.2-0.6重量％，V2O5的含量为5-10重量％，Fe的含量为20-30重量％。由此本专利技术实施例的处理高钙高磷钒渣的方法可以有效针对高钙高磷类钒渣进行处理，进而提高该方法的适用范围。在本专利技术的一些实施例中，高钙高磷除铁钒渣、硅石、还原煤和粘结剂按质量比为100:(5-15):(8-15)：(2-5)进行混合处理。可以有效制备得到混合球团，并且进一步提高后续还原铁和还原脱磷效果。在本专利技术的一些实施例中，还原焙烧脱磷处理的温度为1200-1400℃。由此，可以进一步提高还原铁和还原脱磷效果。在本专利技术的一些实施例中，脱磷金属化球团的金属化率不低于75％。由此，可以进一步提高后续磨矿磁选处理时铁的回收率。在本专利技术的一些实施例中，低磷钒渣中P2O5的含量不大于0.1重量％。由此，可以提高后续酸浸提钒处理中钒的品质。在本专利技术的一些实施例中，低磷钒渣中P2O5的含量不大于0.05重量％。由此，可以进一步提高后续酸浸提钒处理中钒的品质。在本专利技术的一些实施例中，低磷钒渣中Fe含量不大于5重量％，高钙高磷钒渣中铁的回收率不低于80重量％。由此，可以进一步提高五氧化二钒产品的品质。在本专利技术的一些实施例中，氧化钙化焙烧处理的温度为900-1200℃，时间为1-2h。由此，可以进一步提高酸溶性钒酸钙熟料的产率，进而提高钒的回收率。在本专利技术的一些实施例中，酸溶性钒酸钙熟料中的钒酸钙为正四价钒酸钙和/或正五价钒酸钙，酸溶性钒酸钙熟料中的钒酸钙为正钒酸钙、焦钒酸钙和偏钒酸钙中的至少一种。由此，可以进一步提高后续酸浸提钒处理时钒的回收率。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提出了一种实施上述实施例的处理高钙高磷钒渣的方法的系统，该系统包括：混合装置、圆盘造球机、还原焙烧脱磷装置、磨矿磁选装置、氧化钙化焙烧装置和酸浸提钒装置。其中，混合装置具有高钙高磷钒渣入口、硅石入口、还原煤入口、粘结剂入口和混合物料出口，混合装置适于将高钙高磷钒渣、硅石、还原煤和粘结剂进行混合处理，以便得到混合物料；圆盘造球机具有混合物料入口和混合球团出口，混合物料入口与混合物料出口相连，圆盘造球机适于将混合物料进行成型处理，以便得到混合球团；还原焙烧脱磷装置具有混合球团入口、脱磷金属化球团出口和含磷烟气出口，混合球团入口与混合球团出口相连，还原焙烧脱磷装置适于将混合球团进行还原焙烧脱磷处理，以便得到脱磷金属化球团和含磷烟气；磨矿磁选装置具有脱磷金属化球团入口、铁粉出口和低磷钒渣出口，脱磷金属化球团入口与脱磷金属化球团出口相连，磨矿磁选装置适于将脱磷金属化球团进行磨矿磁选处理，以便得到铁粉和低磷钒渣；氧化钙化焙烧装置，氧化钙化焙烧装置具有低磷钒渣入口、空气入口和酸溶性钒酸钙熟料出口，低磷钒渣入口与低磷钒渣出口相连，氧化钙化焙烧装置适于将低磷钒渣进行氧化钙化焙烧处理，以便得到酸溶性钒酸钙熟料；酸浸提钒装置具有酸溶性钒酸钙熟料入口、五氧化二钒出口和尾渣出口，酸溶性钒酸钙熟料入口与酸溶性钒酸钙熟料出口相连，酸浸提钒装置适于将酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理，以便得到五氧化二钒和尾渣。由此，通过采用本专利技术上述实施例的处理高钙高磷钒渣的系统，不仅可以有效脱除高钙高磷钒渣中的磷，避免钒酸钙熟料在酸浸提钒时磷进入含钒浸出液中从而严重影响沉钒效果，还可以对高钙高磷钒渣中的铁资源进行回收再利用，最终获得含磷量低的优质铁资源和五氧化二钒产品。根据本专利技术上述实施例的处理高钙高磷钒渣的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，还原焙烧脱磷装置为转底炉，磨矿磁选装置包括联动设置的球磨机和磁选机，氧化钙化焙烧装置为回转窑。由此，可以进一步提高处理高钙高磷钒渣时的效率。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理高钙高磷钒渣的方法，其特征在于，包括：(1)将高钙高磷钒渣、硅石、还原煤和粘结剂进行混合处理，以便得到混合物料；(2)将所述混合物料进行成型处理，以便得到混合球团；(3)将所述混合球团进行还原焙烧脱磷处理，以便得到脱磷金属化球团和含磷烟气；(4)将所述脱磷金属化球团进行磨矿磁选处理，以便得到铁粉和低磷钒渣；(5)将所述低磷钒渣进行氧化钙化焙烧处理，以便得到酸溶性钒酸钙熟料；以及(6)将所述酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理，以便得到五氧化二钒产品。

【技术特征摘要】
1.一种处理高钙高磷钒渣的方法，其特征在于，包括：(1)将高钙高磷钒渣、硅石、还原煤和粘结剂进行混合处理，以便得到混合物料；(2)将所述混合物料进行成型处理，以便得到混合球团；(3)将所述混合球团进行还原焙烧脱磷处理，以便得到脱磷金属化球团和含磷烟气；(4)将所述脱磷金属化球团进行磨矿磁选处理，以便得到铁粉和低磷钒渣；(5)将所述低磷钒渣进行氧化钙化焙烧处理，以便得到酸溶性钒酸钙熟料；以及(6)将所述酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理，以便得到五氧化二钒产品。2.根据权利要求1所述处理高钙高磷钒渣的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述高钙高磷钒渣中CaO的含量为3-25重量％，P2O5的含量为0.2-1重量％，V2O5的含量为5-20重量％，Fe的含量为20-35重量％；优选地，所述高钙高磷钒渣中CaO的含量为5-15重量％，P2O5的含量为0.2-0.6重量％，V2O5的含量为5-10重量％，Fe的含量为20-30重量％。3.根据权利要求1所述处理高钙高磷钒渣的方法，其特征在于，步骤(1)中，将所述高钙高磷除铁钒渣、所述硅石、所述还原煤和所述粘结剂按质量比为100:(5-15):(8-15)：(2-5)进行所述混合处理。4.根据权利要求1所述处理高钙高磷钒渣的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述还原焙烧脱磷处理的温度为1200-1400℃。5.根据权利要求1所述处理高钙高磷钒渣的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述脱磷金属化球团的金属化率不低于75％。6.根据权利要求1所述处理高钙高磷钒渣的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述低磷钒渣中P2O5的含量不大于0.1重量％；优选地，所述低磷钒渣中P2O5的含量不大于0.05重量％。7.根据权利要求1所述处理高钙高磷钒渣的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述低磷钒渣中Fe含量不大于5重量％，所述高钙高磷钒渣中铁的回收率不低于80重量％。8.根据权利要求1所述处理高钙高磷钒渣的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文臣，王静静，李红科，曹志成，汪勤亚，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32