The invention discloses a system and method for producing vanadium powder by chlorination method. Through fluidized bed oxidation and granulation treatment, the mineral phase of vanadium slag can be reformed and the growth of ore grains can be realized; the decalcification of vanadium slag can be realized by carbon dioxide calcium fixation treatment; the vanadium in vanadium slag can be converted into gaseous vanadium oxychloride by selective chlorination, and most impurities such as iron, manganese, phosphorus, titanium and silicon in vanadium slag can be left in the chlorinated residue to effectively separate vanadium and other IMPU High purity vanadium pentoxide powder (vanadium pentoxide) was prepared by dedusting, elution, sedimentation, distillation, purification and catalytic oxidation of gaseous vanadium oxychloride. The chlorinated residue is dechlorinated by gas phase hydrolysis, and the dechlorinated residue is returned to ironmaking. The invention realizes the clean and comprehensive utilization of vanadium slag, effectively utilizes sensible heat of high temperature flue gas of chlorination furnace, and achieves the purpose of energy saving and consumption reduction.
【技术实现步骤摘要】
一种氯化法生产粉钒的系统和方法
本专利技术属于冶金、化工领域,特别涉及一种氯化法生产粉钒的系统和方法。
技术介绍
五氧化二钒粉体(粉钒)是一种重要的冶金化工材料,一直以来主要用于铁基合金添加剂,生产合金钢。近年来随着工业技术的快速发展,五氧化二钒在航空合金、储能材料、石油化工催化剂等领域的应用比例逐渐升高。尤其储能材料(全钒液流电池电解液、钒酸锂正极材料)和高性能航空合金(钒铝系、钒钛系合金)产业的快速发展对高品质高纯度的五氧化二钒产生了巨大的需求。钒钛磁铁矿是生产五氧化二钒的主要原料。目前,工业上主要通过还原熔炼得到含钒铁水、进一步吹炼得到钒渣;其中钒渣氧化钙质量分数一般小于2.0%,氧化磷质量分数一般小于0.1%;然后钒渣通过“钠化焙烧-浸出-沉钒-煅烧分解”流程制备工业级五氧化二钒;工业级五氧化二钒通过反复溶解沉淀进一步去除杂质提升纯度。但是这种“钠化焙烧-水浸提钒”的工艺不能处理高钙钒渣。一般情况下,工业上含钒铁水经过转炉吹炼得到钒渣和半钢,但为了减轻半钢脱磷的负担,或为了生产低磷钢及超低磷钢,在含钒铁水吹炼钒渣的同时需要加入石灰等碱性造渣剂进行预除磷,进而得到低磷半钢和高钙高磷的钒渣,其中钒渣氧化钙质量分数为2.5-26%,氧化磷质量分数为0.1-1.3%。如果采用“钠化焙烧-水浸提钒”的工艺,钒渣中的钙和钒会形成非水溶性的钒酸钙或者含钙的钒青铜,大大降低钒的浸出率。资料显示钒渣中氧化钙小于2.0%时才对浸出影响较小。而高钙钒渣中的氧化钙一般远远高于这个值。针对这种高钙钒渣一些科研人员提出了“钙化焙烧-酸浸工艺”,即采用石灰石作为添加剂进行氧化焙 ...
【技术保护点】
1.一种氯化法生产粉钒的系统,其特征在于,所述系统包括氧化造粒工段(1)、脱钙工段(2)、混料工段(3)、氯化收尘工段(4)、淋洗沉降工段(5)、精制工段(6)、制粉工段(7)和氯化残渣处理工段(8);所述氧化造粒工段(1)包括钒渣料仓(1‑1)、钒渣螺旋给料机(1‑2)、氧化造粒流化床(1‑3)和钒渣旋风收尘塔(1‑4);所述脱钙工段(2)包括除钙搅拌釜(2‑1)、除钙浆料沉降槽(2‑2)、一号除钙洗涤过滤器(2‑3)、除钙蒸发结晶器(2‑4)、除钙加热器(2‑5)、二号除钙洗涤过滤器(2‑6)、一号除钙旋风预热器(2‑7)、二号除钙旋风预热器(2‑8)和碱洗塔(2‑9);所述混料工段(3)包括脱钙钒渣料仓(3‑1)、脱钙钒渣螺旋给料器(3‑2)、碳源料仓(3‑3)、碳源螺旋给料器(3‑4)和流化床混料器(3‑5);所述氯化收尘工段(4)包括氯化炉(4‑1)、氯化炉换热器(4‑2)、收尘塔(4‑3)和收尘塔换热器(4‑4);所述淋洗沉降工段(5)包括淋洗塔(5‑1)、浆料泵(5‑2)、淋洗塔换热器(5‑3)、捕滴器(5‑4)和淋洗浆料沉降槽(5‑5);所述精制工段(6)包括再沸器(6 ...
【技术特征摘要】
1.一种氯化法生产粉钒的系统,其特征在于,所述系统包括氧化造粒工段(1)、脱钙工段(2)、混料工段(3)、氯化收尘工段(4)、淋洗沉降工段(5)、精制工段(6)、制粉工段(7)和氯化残渣处理工段(8);所述氧化造粒工段(1)包括钒渣料仓(1-1)、钒渣螺旋给料机(1-2)、氧化造粒流化床(1-3)和钒渣旋风收尘塔(1-4);所述脱钙工段(2)包括除钙搅拌釜(2-1)、除钙浆料沉降槽(2-2)、一号除钙洗涤过滤器(2-3)、除钙蒸发结晶器(2-4)、除钙加热器(2-5)、二号除钙洗涤过滤器(2-6)、一号除钙旋风预热器(2-7)、二号除钙旋风预热器(2-8)和碱洗塔(2-9);所述混料工段(3)包括脱钙钒渣料仓(3-1)、脱钙钒渣螺旋给料器(3-2)、碳源料仓(3-3)、碳源螺旋给料器(3-4)和流化床混料器(3-5);所述氯化收尘工段(4)包括氯化炉(4-1)、氯化炉换热器(4-2)、收尘塔(4-3)和收尘塔换热器(4-4);所述淋洗沉降工段(5)包括淋洗塔(5-1)、浆料泵(5-2)、淋洗塔换热器(5-3)、捕滴器(5-4)和淋洗浆料沉降槽(5-5);所述精制工段(6)包括再沸器(6-1)、再沸器换热器(6-2)、精馏塔(6-3)、高纯三氯氧钒冷凝器(6-4)和高纯三氯氧钒储罐(6-5);所述制粉工段(7)包括汽化器(7-1)、催化氧化反应器(7-2)、催化氧化换热器(7-3)、制粉软水储罐(7-4)、制粉软水循环泵(7-5)、高纯五氧化二钒料仓(7-6)和高纯五氧化二钒螺旋给料机(7-7);所述氯化残渣处理工段(8)包括水解脱氯流化床(8-1)、氯化残渣旋风除尘器(8-2)、水解脱氯换热器(8-3);所述钒渣料仓(1-1)底部的出料口与所述钒渣螺旋给料机(1-2)的进料口相连接;所述钒渣螺旋给料机(1-2)的出料口与所述氧化造粒流化床(1-3)的进料口通过管道相连接;所述氧化造粒流化床(1-3)底部的进气口与所述空气总管相连接;所述氧化造粒流化床(1-3)的排料口与所述除钙搅拌釜(2-1)的进料口通过管道相连接;所述氧化造粒流化床(1-3)的烟气出口与所述钒渣旋风收尘塔(1-4)的进气口通过管道相连接;所述钒渣旋风收尘塔(1-4)的出气口与尾气处理系统的进气口通过管道相连接;所述除钙搅拌釜(2-1)的进气口分别与所述除钙蒸发结晶器(2-4)的出气口、所述碱洗塔(2-9)的出气口通过管道相连接;所述除钙搅拌釜(2-1)的出气口与尾气处理系统的进气口通过管道相连接;所述除钙搅拌釜(2-1)的浆料出口与所述除钙浆料沉降槽(2-2)的进料口通过管道相连接;所述除钙浆料沉降槽(2-2)上清液出口与所述除钙蒸发结晶器(2-4)的进液口通过管道相连接;所述除钙浆料沉降槽(2-2)的浆料出口与所述一号除钙淋洗过滤器(2-3)的浆料入口通过管道相连接;所述一号除钙淋洗过滤器(2-3)的进水口与所述工艺水总管相连接;所述一号除钙淋洗过滤器(2-3)的淋洗液出口与所述除钙蒸发结晶器(2-4)的进液口通过管道相连接;所述除钙加热器(2-5)设置于所述除钙蒸发结晶器(2-4)的中部;所述除钙蒸发结晶器(2-4)的出料口与所述二号除钙洗涤过滤器(2-6)的进料口通过管道相连接;所述二号除钙洗涤过滤器(2-6)的进水口与所述工艺水总管相连接;所述二号除钙洗涤过滤器(2-6)的底流出口与所述除钙蒸发结晶器(2-4)的进液口通过管道相连接;所述一号除钙淋洗过滤器(2-3)的出料口与所述一号除钙旋风预热器(2-7)的进气口通过管道相连接;所述一号除钙旋风预热器(2-7)的尾气出口与尾气处理系统的进气口通过管道相连接;所述一号除钙旋风预热器(2-7)的粉尘出口与所述二号除钙旋风预热器(2-8)的进气口通过管道相连接;所述二号除钙旋风预热器(2-8)的进气口与所述氯化炉换热器(4-2)的出气口通过管道相连接;二号除钙旋风预热器(2-8)的出气口与所述一号除钙旋风预热器(2-7)的进气口通过管道相连接;二号除钙旋风预热器(2-8)的粉料出口与所述脱钙钒渣料仓(3-1)的进料口通过管道相连接;所述脱钙钒渣料仓(3-1)的出料口与所述脱钙钒渣螺旋给料器(3-2)的进料口相连接;所述脱钙钒渣螺旋给料器(3-2)的出料口与所述流化床混料器(3-5)的进料口通过管道相连接;所述碳源料仓(3-3)的出料口与所述碳源螺旋给料器(3-4)的进料口通过管道相连接;所述碳源螺旋给料器(3-4)的出料口与所述流化床混料器(3-5)的进料口通过管道相连接;所述流化床混料器(3-5)的进气口与所述氮气总管相连接;所述流化床混料器(3-5)的出料口与所述氯化炉(4-1)的进料口通过管道相连接;所述氯化炉(4-1)的进气口分别与氮气总管、循环氯气总管、氯气总管通过管道相连接;所述氯化炉(4-1)的氯化烟气出口与所述收尘塔(4-3)的气体入口通过管道相连接;所述氯化炉(4-1)的氯化残渣出口与所述水解脱氯流化床(8-1)的进料口通过管道相连接;所述氯化炉(4-1)顶部的浆料入口分别与所述淋洗浆料沉降槽(5-5)的底流口及所述再沸器(6-1)的底流口通过管道相连接;所述氯化炉换热器(4-2)设置于所属氯化炉(4-1)中部;所述氯化炉换热器(4-2)的进气口与压缩空气总管相连接;所述收尘塔(4-3)的气体出口与所述淋洗塔(5-1)的进气口通过管道相连接;所述收尘塔(4-3)顶部的浆料入口分别与所述淋洗浆料沉降槽(5-5)的底流口及所述再沸器(6-1)的底流口通过管路相连接;所述收尘塔(4-3)的排料口与所述水解脱氯流化床(8-1)的进料口通过管道相连接;所述收尘塔换热器(4-4)设置于所述收尘塔(4-3)的中部;所述收尘塔换热器(4-4)热流体出口与所述再沸器换热器(6-2)的热流入口通过管道相连接;所述收尘塔换热器(4-4)的热流体入口与所述制粉循环水泵(7-5)的流体出口通过管道相连接;所述浆料泵(5-2)设置于所述淋洗塔(5-1)的底部;所述淋洗塔换热器(5-3)设置于所述淋洗塔(5-1)的顶部;所述淋洗塔(5-1)的底流出口与所述淋洗浆料沉降槽(5-5)的入口通过管道相连接;所述淋洗塔(5-1)尾气出口与所述捕滴器(5-4)的气体入口通过管道相连接;所述捕滴器(5-4)的气体出口与所述碱洗塔(2-9)的进气口通过管道相连接;所述捕滴器(5-4)的液体出口与所述淋洗浆料沉降槽(5-5)的入口通过管道相连接;所述淋洗浆料沉降槽(5-5)的上清液出口与所述精馏塔(6-3)的进液口通过管道相连接;所述精馏塔(6-3)的回流口与所述再沸器(6-1)的进液口通过管道相连接;所述再沸器(6-1)的出气口与所述精馏塔(6-3)的进气口通过管道相连接;所述再沸器换热器(5-2)设置于所述再沸器(6-1)的内部;所述再沸器换热器(6-2)热流体出口与所述催化氧化换热器(7-3)的热流体入口通过管道相连接;所述精馏塔(6-3)的高纯三氯氧钒...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨海涛,范川林,朱庆山,
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
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