处理转炉钒铬渣的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了处理转炉钒铬渣的系统和方法，系统包括：直接还原装置；分离装置；第一氧化钠化焙烧装置，其具有除铁钒铬渣入口、第一钠盐入口、第一空气入口和水溶性钒酸钠熟料出口；水浸提钒装置，其具有水溶性钒酸钠熟料入口、第一水入口、酸度调节剂入口、铵盐入口、五氧化二钒出口和铬渣出口；第二氧化钠化焙烧装置，其具有铬渣入口、第二钠盐入口、第二空气入口和水溶性铬酸钠熟料出口；水浸提铬装置，其具有水溶性铬酸钠熟料入口、第二水入口、硫酸入口和重铬酸钠出口。该系统可以实现转炉钒铬渣中铁、钒和铬元素的综合回收利用，获得高品质的铁产品、五氧化二钒和重铬酸钠产品，工艺流程短，适合工业化推广。

【技术实现步骤摘要】
处理转炉钒铬渣的系统和方法
本专利技术涉及金属冶炼领域，具体而言，本专利技术涉及处理转炉钒铬渣的系统和方法。
技术介绍
我国是一个贫铬的国家，97％的铬矿都依赖于进口。值得注意的是，攀枝花红格地区的高铬型钒钛磁铁矿中铬含量高达900万吨，铬与钒在原矿中的含量相当。国内对这种红格钒钛磁铁矿的处理方法为首先经过高炉冶炼成含钒铬铁水，然后在转炉中氧化吹炼出转炉钒铬渣(简称钒铬渣)。转炉钒铬渣为钒、铬含量相当或低钒高铬的高铬型钒渣，其铬含量约为5～13％，是普通钒渣的近10倍，具有较大的应用价值。现有技术直接对该钒铬渣进行高温氧化钠化焙烧-水浸处理，得到低钒高铬溶液，其中含有较多的硅、铁、铝、磷等杂质，后续沉钒所得产品的纯度不高，且得到的高铬溶液中含有的少量钒难以去除，采用现有技术无法获得合格的铬产品。因此，现有的处理转炉钒铬渣的手段仍有待改进。
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处理转炉钒铬渣的系统和方法。采用该系统可以实现转炉钒铬渣中铁、钒和铬元素的综合回收利用，分别获得高品质的铁产品、五氧化二钒和重铬酸钠产品，且工艺流程短，适合工业化推广。在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种处理转炉钒铬渣的系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括：直接还原装置，所述直接还原装置具有转炉钒铬渣入口、还原煤入口和还原焙砂出口；分离装置，所述分离装置具有还原焙砂入口、铁出口和除铁钒铬渣出口，所述还原焙砂入口与所述还原焙砂出口相连；第一氧化钠化焙烧装置，所述第一氧化钠化焙烧装置具有除铁钒铬渣入口、第一钠盐入口、第一空气入口和水溶性钒酸钠熟料出口，所述除铁钒铬渣入口与所述除铁钒铬渣出口相连；水浸提钒装置，所述水浸提钒装置具有水溶性钒酸钠熟料入口、第一水入口、酸度调节剂入口、铵盐入口、五氧化二钒出口和铬渣出口，所述水溶性钒酸钠熟料入口与所述水溶性钒酸钠熟料出口相连；第二氧化钠化焙烧装置，所述第二氧化钠化焙烧装置具有铬渣入口、第二钠盐入口、第二空气入口和水溶性铬酸钠熟料出口，所述铬渣入口与所述铬渣出口相连；水浸提铬装置，所述水浸提铬装置具有水溶性铬酸钠熟料入口、第二水入口、硫酸入口和重铬酸钠出口，所述水溶性铬酸钠熟料入口与所述水溶性铬酸钠熟料出口相连。由此，根据本专利技术实施例的处理转炉钒铬渣的系统通过将转炉钒铬渣供给至直接还原装置中进行直接还原处理，以便使铁被还原而钒、铬不被还原，得到还原焙砂，进而将还原焙砂供给至分离装置中进行分离处理，将还原焙砂中的铁分离，得到铁和除铁钒铬渣；进一步地，通过第一氧化钠化焙烧装置将除铁钒铬渣与钠盐混合后进行第一氧化钠化焙烧处理，得到水溶性钒酸钠熟料，再将水溶性钒酸钠熟料供给至水浸提钒装置中进行水浸提钒处理，得到五氧化二钒产品和铬渣；后续采用第二氧化钠化焙烧装置将铬渣与钠盐混合后进行第二氧化钠化焙烧处理，以便得到水溶性铬酸钠熟料，并通过水浸提铬装置进行水浸提铬处理，得到重铬酸钠产品。由此，本专利技术实施例的处理转炉钒铬渣的系统通过将铁、钒、与铬分步还原，首先得铁产品，而进一步处理除铁钒铬渣，得到五氧化二钒产品和重铬酸钠产品，从而实现钒铬渣中铁、钒和铬元素的综合回收利用，且工艺流程短，适合工业化推广。另外，根据本专利技术上述实施例的处理转炉钒铬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，所述直接还原装置为转底炉或气基竖炉；所述第一氧化钠化焙烧装置为转底炉、回转窑或多层焙烧炉，优选回转窑或多层焙烧炉；所述第二氧化钠化焙烧装置为转底炉、回转窑或多层焙烧炉，优选转底炉。在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种采用前面实施例的处理转炉钒铬渣的系统处理转炉钒铬渣的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将转炉钒铬渣在1100～1280℃下进行直接还原处理，以便使铁被还原而钒铬不被还原，得到还原焙砂；(2)将所述还原焙砂进行分离处理，以便得到铁和除铁钒铬渣；(3)将所述除铁钒铬渣与钠盐混合后在600～900℃下进行第一氧化钠化焙烧处理，以便得到水溶性钒酸钠熟料；(4)将所述水溶性钒酸钠熟料进行水浸提钒处理，以便得到五氧化二钒和铬渣；(5)将所述铬渣与钠盐混合后在1100～1200℃下进行第二氧化钠化焙烧处理，以便得到水溶性铬酸钠熟料；以及(6)将所述水溶性铬酸钠熟料进行水浸提铬处理，以便得到重铬酸钠。由此，根据本专利技术实施例的处理转炉钒铬渣的方法通过将转炉钒铬渣供给至直接还原装置中在1100～1280℃下进行直接还原处理，以便使铁被还原而钒、铬不被还原，得到还原焙砂，进而将还原焙砂供给至分离装置中进行分离处理，将还原焙砂中的铁分离，得到铁和除铁钒铬渣；进一步地，通过将除铁钒铬渣与钠盐供给至第一氧化钠化焙烧装置中混合后在600～900℃下进行第一氧化钠化焙烧处理，得到水溶性钒酸钠熟料，再将水溶性钒酸钠熟料供给至水浸提钒装置中进行水浸提钒处理，得到五氧化二钒产品和铬渣；后续将铬渣与钠盐供给至第二氧化钠化焙烧装置中混合后在1100～1200℃下进行第二氧化钠化焙烧处理，以便得到水溶性铬酸钠熟料，并通过将水溶性铬酸钠熟料供给至水浸提铬装置中进行水浸提铬处理，得到重铬酸钠产品。由此，本专利技术实施例的处理转炉钒铬渣的方法通过将铁、钒和铬分步还原，首先得铁产品，而进一步处理除铁钒铬渣，得到五氧化二钒产品和重铬酸钠产品，从而实现钒铬渣中铁、钒和铬元素的综合回收利用，且工艺流程短，适合工业化推广。另外，根据本专利技术上述实施例的处理转炉钒铬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，步骤(1)中，所述转炉钒铬渣中Cr2O3的含量为8～16wt％，V2O5的含量为8～16wt％，Fe的含量为20～35wt％。在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中，所述除铁钒铬渣中铁质量分数不大于8％。在本专利技术的一些实施例中，步骤(3)中，所述除铁钒铬渣与所述钠盐按照100:(5～15)的质量比进行混合。由此，可以进一步提高除铁钒铬渣中钒的转化率。在本专利技术的一些实施例中，步骤(4)中，所述水浸提钒处理包括：将所述水溶性钒酸钠熟料进行水浸，以便得到含钒水浸液和铬渣；将所述含钒水浸液进行酸性铵盐沉钒处理，以便得到多聚钒酸铵沉淀；将所述多聚钒酸铵沉淀进行煅烧处理，以便得到五氧化二钒。由此，可以进一步提高制备得到的五氧化二钒产品的钒品位。在本专利技术的一些实施例中，步骤(5)中，所述铬渣与所述钠盐按照100:(10～25)的质量比进行混合。由此，可以进一步提高铬渣中铬的转化率。在本专利技术的一些实施例中，步骤(3)和步骤(5)中，所述钠盐包括选自碳酸钠、氯化钠和硫酸钠中的至少之一。由此，可以进一步提高钒和铬的回收率。在本专利技术的一些实施例中，步骤(6)中，所述水浸提铬处理包括：将所述水溶性铬酸钠熟料进行水浸，以便得到含铬溶液；对所述含铬溶液依次进行中和、硫酸酸化、蒸发除硫酸钠和冷却结晶处理，以便得到重铬酸钠。由此，可以进一步提高制备得到的重铬酸钠产品的铬品位。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。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实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理转炉钒铬渣的系统，其特征在于，包括：直接还原装置，所述直接还原装置具有转炉钒铬渣入口、还原煤入口和还原焙砂出口；分离装置，所述分离装置具有还原焙砂入口、铁出口和除铁钒铬渣出口，所述还原焙砂入口与所述还原焙砂出口相连；第一氧化钠化焙烧装置，所述第一氧化钠化焙烧装置具有除铁钒铬渣入口、第一钠盐入口、第一空气入口和水溶性钒酸钠熟料出口，所述除铁钒铬渣入口与所述除铁钒铬渣出口相连；水浸提钒装置，所述水浸提钒装置具有水溶性钒酸钠熟料入口、第一水入口、酸度调节剂入口、铵盐入口、五氧化二钒出口和铬渣出口，所述水溶性钒酸钠熟料入口与所述水溶性钒酸钠熟料出口相连；第二氧化钠化焙烧装置，所述第二氧化钠化焙烧装置具有铬渣入口、第二钠盐入口、第二空气入口和水溶性铬酸钠熟料出口，所述铬渣入口与所述铬渣出口相连；水浸提铬装置，所述水浸提铬装置具有水溶性铬酸钠熟料入口、第二水入口、硫酸入口和重铬酸钠出口，所述水溶性铬酸钠熟料入口与所述水溶性铬酸钠熟料出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种处理转炉钒铬渣的系统，其特征在于，包括：直接还原装置，所述直接还原装置具有转炉钒铬渣入口、还原煤入口和还原焙砂出口；分离装置，所述分离装置具有还原焙砂入口、铁出口和除铁钒铬渣出口，所述还原焙砂入口与所述还原焙砂出口相连；第一氧化钠化焙烧装置，所述第一氧化钠化焙烧装置具有除铁钒铬渣入口、第一钠盐入口、第一空气入口和水溶性钒酸钠熟料出口，所述除铁钒铬渣入口与所述除铁钒铬渣出口相连；水浸提钒装置，所述水浸提钒装置具有水溶性钒酸钠熟料入口、第一水入口、酸度调节剂入口、铵盐入口、五氧化二钒出口和铬渣出口，所述水溶性钒酸钠熟料入口与所述水溶性钒酸钠熟料出口相连；第二氧化钠化焙烧装置，所述第二氧化钠化焙烧装置具有铬渣入口、第二钠盐入口、第二空气入口和水溶性铬酸钠熟料出口，所述铬渣入口与所述铬渣出口相连；水浸提铬装置，所述水浸提铬装置具有水溶性铬酸钠熟料入口、第二水入口、硫酸入口和重铬酸钠出口，所述水溶性铬酸钠熟料入口与所述水溶性铬酸钠熟料出口相连。2.根据权利要求1中所述的处理转炉钒铬渣的系统，其特征在于，所述直接还原装置为转底炉或气基竖炉；所述第一氧化钠化焙烧装置为转底炉、回转窑或多层焙烧炉，优选回转窑或多层焙烧炉；所述第二氧化钠化焙烧装置为转底炉、回转窑或多层焙烧炉，优选转底炉。3.一种采用权利要求1～2任一项所述的处理转炉钒铬渣的系统处理转炉钒铬渣的方法，其特征在于，包括：(1)将转炉钒铬渣供给至直接还原装置中在1100～1280℃下进行直接还原处理，以便使铁被还原而钒铬不被还原，得到还原焙砂；(2)将所述还原焙砂供给至分离装置中进行分离处理，以便得到铁和除铁钒铬渣；(3)将所述除铁钒铬渣与钠盐供给至第一氧化钠化焙烧装置中混合后在600～900℃下进行第一氧化钠化焙烧处理，以便得到水溶性钒...

【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