处理钒铬渣的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了处理钒铬渣的方法和系统，其中，方法包括：将钒铬渣、还原煤、粘结剂和助熔剂进行混合，以便得到混合物料；将混合物料进行成型，以便得到球团；将球团进行还原处理，以便得到金属化球团；将金属化球团进行分离处理，以便得到铬铁合金和富钒渣；将富钒渣与钠盐混合并进行氧化钠化焙烧处理，以便得到水溶性钒酸钠熟料；将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尾渣。采用该方法可以实现钒铬渣中铁、铬和钒元素的综合回收利用，获得高品质的铬铁合金和五氧化二钒产品，且工艺流程短，适合工业化推广。

【技术实现步骤摘要】
处理钒铬渣的方法和系统
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钒铬渣的方法和系统。
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。中国专利CN103924096A公开了一种回收钒铬资源的方法，该方法将钒铬渣先通过氧化钙化焙烧-酸浸提铬，酸浸渣再通过氧化钠化焙烧-水浸提钒。该方法没有考虑到氧化钙化焙烧中钒铬渣中的钒会与氧化钙形成酸溶性的钒酸钙，酸浸时钒酸钙和铬酸钙会一同进入酸浸液中，实际上根本达不到钒铬分离的目的，而且也没有回收钒铬渣中的铁资源。中国专利CN104357671使用硫酸浸取钒铬渣获得钒、铬溶液，随后加入氢氧化钠获得钒铬沉淀浆液，再加入双氧水或通入氧气、空气氧化浆液中的钒、铬，调节pH值进行沉钒、煅烧获得五氧化二钒；沉钒后的母液先结晶分离出硫酸钠，再用氢氧化钠溶液除去铬溶液中的杂质，最后浓缩获得铬酸钠晶体。该方法不需焙烧可降低能耗，但存在工艺流程长、硫酸对设备腐蚀严重等问题。因此，现有的处理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钒铬渣的方法和系统。采用该方法可以实现钒铬渣中铁、铬和钒元素的综合回收利用，获得高品质的铬铁合金和五氧化二钒产品，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钒铬渣的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：将钒铬渣、还原煤、粘结剂和助熔剂进行混合，以便得到混合物料；将所述混合物料进行成型，以便得到球团；将所述球团进行还原处理，以便得到金属化球团；将所述金属化球团进行分离处理，以便得到铬铁合金和富钒渣；将所述富钒渣与钠盐混合并进行氧化钠化焙烧处理，以便得到水溶性钒酸钠熟料；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尾渣。由此，根据本专利技术实施例的处理钒铬渣的方法通过将钒铬渣、还原煤、粘结剂和助熔剂混合，并将得到的混合物料成型得到球团，再将球团进行还原处理，利用还原煤将球团中的铁、铬氧化物还原为单质，得到金属化球团，进而将金属化球团进行分离处理，分别得到铬铁合金产品和富钒渣；进一步地，通过将富钒渣与钠盐混合并进行氧化钠化焙烧处理，得到水溶性钒酸钠熟料，再通过将水溶性钒酸钠熟料进行水浸提钒处理，得到五氧化二钒产品和尾渣。由此，本专利技术实施例的处理钒铬渣的方法通过将铬、铁与钒分步还原，首先得铬铁合金产品，而进一步处理富钒渣，得到五氧化二钒产品，从而实现钒铬渣中铁、铬和钒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，将所述钒铬渣、所述还原煤、所述粘结剂和所述助熔剂按照质量比100:(6～12):(2～5):(5～15)进行混合。由此，可以显著提高后续还原处理得到的金属化球团的金属化率，提高铬铁的回收率。在本专利技术的一些实施例中，所述还原处理是在1300～1400摄氏度的温度下完成的。由此，可以进一步提高后续还原处理得到的金属化球团的金属化率，提高铬铁的回收率。在本专利技术的一些实施例中，将所述富钒渣与所述钠盐按照质量比100:(5～20)进行混合。由此，可以显著提高制备得到的五氧化二钒产品的品质。在本专利技术的一些实施例中，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，可以进一步提高制备得到的五氧化二钒产品的品质。在本专利技术的一些实施例中，所述氧化钠化焙烧处理是在600～900摄氏度的温度下进行1～2h完成的。由此，可以进一步提高制备得到的五氧化二钒产品的品质。在本专利技术的一些实施例中，所述水浸提钒处理进一步包括：将所述水溶性钒酸钠熟料进行水浸处理，以便得到含钒溶液；将所述含钒溶液进行沉钒处理，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品质。在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种实施前面实施例的处理钒铬渣的方法的系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括：混料装置，所述混料装置具有钒铬渣入口、还原煤入口、粘结剂入口、助熔剂入口和混合物料出口；成型装置，所述成型装置具有混合物料入口和球团出口，所述混合物料入口与所述球团出口相连；还原装置，所述还原装置具有球团入口和金属化球团出口，所述球团入口与所述球团出口相连；分离装置，所述分离装置具有金属化球团入口、铬铁合金出口和富钒渣出口，所述金属化球团入口与所述金属化球团出口相连；氧化钠化焙烧装置，所述氧化钠化焙烧装置具有富钒渣入口、钠盐入口、空气入口和水溶性钒酸钠熟料出口，所述富钒渣入口与所述富钒渣出口相连；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、五氧化二钒出口和尾渣出口，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。由此，根据本专利技术实施例的处理钒铬渣的系统通过采用成型装置将钒铬渣、还原煤、粘结剂和助熔剂混合，并将得到的混合物料成型得到球团，再将球团供给至还原装置中进行还原处理，利用还原煤将球团中的铁、铬氧化物还原为单质，得到金属化球团，进而利用分离装置将金属化球团进行分离处理，分别得到铬铁合金产品和富钒渣；进一步地，通过将富钒渣与钠盐供给至氧化钠化焙烧装置中进行混合和氧化钠化焙烧处理，得到水溶性钒酸钠熟料，再通过水浸提钒装置将水溶性钒酸钠熟料进行水浸提钒处理，得到五氧化二钒产品和尾渣。由此，本专利技术实施例的处理钒铬渣的系统通过将铬、铁与钒分步还原，首先得铬铁合金产品，而进一步处理富钒渣，得到五氧化二钒产品，从而实现钒铬渣中铁、铬和钒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，所述还原装置为隧道窑或转底炉，所述分离装置为磨矿磁选装置或熔分装置；优选地，所述磨矿磁选装置为球磨机和磁选机的联动装置，所述熔分装置为燃气熔分炉。在本专利技术的一些实施例中，所述氧化钠化焙烧装置为多层焙烧炉。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钒铬渣的方法流程示意图；图2是根据本专利技术再一个实施例的处理钒铬渣的方法流程示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的处理钒铬渣的系统结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理钒铬渣的方法，其特征在于，包括：将钒铬渣、还原煤、粘结剂和助熔剂进行混合，以便得到混合物料；将所述混合物料进行成型，以便得到球团；将所述球团进行还原处理，以便得到金属化球团；将所述金属化球团进行分离处理，以便得到铬铁合金和富钒渣；将所述富钒渣与钠盐混合并进行氧化钠化焙烧处理，以便得到水溶性钒酸钠熟料；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尾渣。

【技术特征摘要】
1.一种处理钒铬渣的方法，其特征在于，包括：将钒铬渣、还原煤、粘结剂和助熔剂进行混合，以便得到混合物料；将所述混合物料进行成型，以便得到球团；将所述球团进行还原处理，以便得到金属化球团；将所述金属化球团进行分离处理，以便得到铬铁合金和富钒渣；将所述富钒渣与钠盐混合并进行氧化钠化焙烧处理，以便得到水溶性钒酸钠熟料；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尾渣。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述钒铬渣、所述还原煤、所述粘结剂和所述助熔剂按照质量比100:(6～12):(2～5):(5～15)进行混合。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原处理是在1300～1400摄氏度的温度下完成的。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述富钒渣与所述钠盐按照质量比100:(5～20)进行混合。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述钠盐包括选自碳酸钠、氯化钠和硫酸钠中的至少之一。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化钠化焙烧处理是在600～900摄氏度的温度下进行1～2h完成的。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水浸提钒处理进一步包括：将所述水溶性钒酸钠熟料进行水浸处理，以便得到含钒溶液；将所述含钒溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，宋文臣，王静静，李红科，曹志成，汪勤亚，
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