一种含钒物料清洁提钒方法和提钒系统技术方案

本发明专利技术涉及化工生产技术领域，尤其涉及一种含钒物料清洁提钒方法和提钒系统。本发明专利技术通过将空白焙烧后的含钒物料与氨水和铵盐按一定比例混合均匀后造粒，分步进行铵化

【技术实现步骤摘要】
一种含钒物料清洁提钒方法和提钒系统


[0001]本专利技术涉及化工生产
，尤其涉及一种含钒物料清洁提钒方法和提钒系统。

技术介绍

[0002]钒渣是对含钒铁水在提钒过程中经氧化吹炼或含钒铁精矿经湿法提钒所得的含氧化钒的物料总称，是冶炼和制取钒合金和金属钒的主要原料。钒化工原料钒渣处理工艺多为焙烧工艺回收钒，主要包括钠化焙烧和钙化焙烧，但是钠化焙烧在提钒工艺中会产生大量的高盐氨氮废水、高钠尾渣和有害的窑气；钙化焙烧过程稳定性差、控制困难，且熟料酸浸过程中杂质元素也会与钒一起进入浸出液，导致浸出液中存在大量杂质，过滤困难，难以脱除，越来越不满足工业生产的需求。
[0003]铵盐浸取制备偏钒酸铵是近期新兴的含钒物料提钒工艺，焙烧后的熟料用铵盐水溶液浸出，液固分离，冷却结晶分离后得到偏钒酸铵晶体，偏钒酸铵晶体进一步煅烧后即可得提钒产物五氧化二钒。该工艺与钠化焙烧和钙化焙烧相比，具有提取率高，晶液杂质含量少，工艺成本低，操作简单，清洁无污染等特点，但在铵盐浸出提钒过程中，只有铵盐保持在高浓度时铵盐才能与钒渣完全反应，这也就导致了大量铵盐的浪费，并且因为液固传质效率低的问题，无论是在铵化反应过程还是在浸出溶钒过程中，都需通过搅拌、升高反应温度来加快反应速率，这也就直接导致铵浸提钒过程中产生大量的气体，导致设备运行困难，工作环境差，无法实现高效反应的技术问题，提钒产物的纯度和提取率也会因此受到影响。

技术实现思路

[0004]针对现有的铵盐浸取方法在提钒过程中铵盐浪费严重，设备运行困难、工作环境差、产物纯度低的技术问题，本专利技术提供一种含钒物料清洁提钒的方法和提钒系统，铵盐用量少且可回收，提钒过程工艺简单，安全性高，保证提钒效率的同时提高了产物纯度，有利于工业化的推广。
[0005]为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例采用了如下的技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种含钒物料清洁提钒的方法，具体包括以下步骤；
[0007]S1：将空白焙烧后的含钒物料与氨水和铵盐混合均匀后进行造粒，得到铵化
‑
脱氨原料，其中所述含钒物料与所述氨水、铵盐的质量比为100:(10～15):(2～3.3)，所述氨水的质量浓度为10％～20％；
[0008]S2：将所述铵化
‑
脱氨原料分段进行铵化
‑
干燥
‑
脱氨反应后，进行球磨得到待提钒原料；
[0009]S3：将所述待提钒原料与水混合后浸出溶钒，浸出溶钒后的体系固液分离，所得滤液即为含偏钒酸铵的浸出液。
[0010]相对于现有技术，本专利技术提供的含钒物料清洁提钒的方法将待提钒的物料与提钒辅料氨水和铵盐按特定的比例混合后进行铵化
‑
脱氨反应，在大大降低铵盐的用量的同时
避免了铵化
‑
脱氨过程中反应体系因机械搅拌和高反应温度产生大量气体，进而污染工作环境、影响设备运行的技术问题；造粒后的铵化
‑
脱氨原料分段进行铵化
‑
脱氨反应，还能避免低液固比的含钒物料在连续进行铵化
‑
脱氨反应过程中在反应器内出现因局部过热导致的物料结壁的问题；整个提钒过程简单易控制，提钒辅料用量少且容易与含钒物料分离，不污染提钒产物，清洁高效，在确保提钒率的同时还能提高产物的纯度。
[0011]优选地，所述铵盐为碳酸氢铵。
[0012]碳酸氢铵不仅能与钒的氧化物发生铵化反应，且铵化反应完全后多余的碳酸氢铵受热可分解为二氧化碳、水和氨气三种气体脱离体系，减少提钒产物中的杂质，保证提钒产物的纯度。
[0013]优选地，S2中所述铵化反应温度为20℃
‑
35℃，反应时间为60min
‑
180min。
[0014]优选的铵化反应温度和反应时间，能保证含钒物料中的氧化钒与铵盐充分反应，同时避免水分和氨气溢出，保证铵化效果和铵化效率。
[0015]优选地，S2中所述干燥反应温度为50℃
‑
70℃，反应时间为40min
‑
70min。
[0016]优选的干燥温度有助于含钒物料的与铵盐发生进一步铵化反应，同时去除物料中的游离水和多余的铵盐、一水合氨。
[0017]优选地，S2中所述脱氨反应温度为80℃
‑
120℃，反应时间为20min
‑
30min。
[0018]优选的脱氨反应温度，有助于完全去除铵化
‑
脱氨原料反应中多余的一水合氨，并使多余的铵盐受热分解脱离体系，提高所得待提钒原料的纯度。
[0019]优选地，S1中所述铵化
‑
脱氨原料的颗粒直径为5mm
‑
20mm。
[0020]优选的铵化
‑
脱氨原料粒径有助于温度的控制，加快铵化
‑
脱氨反应速率，提高物料流动性，避免在铵化
‑
脱氨反应过程中发生物料结壁的现象。
[0021]优选地，S2中所述待提钒原料的粒径为40
‑
60目。
[0022]优选的待提钒原料粒径可以在不搅拌的情况下保证待提钒原料在浸出溶钒过程中较高的溶解速率，节约资源并提高溶钒效率。
[0023]优选地，S3中所述浸出溶钒过程温度为80℃
‑
100℃，时间为50min
‑
100min。
[0024]优选的浸出溶钒温度，可以提高钒酸铵的溶解度，加速待提钒原料中钒酸铵的浸出，结合优选的浸出溶钒时间，使待提钒原料中的钒酸铵浸出的更加完全，提高收率。
[0025]优选地S3中浸出溶钒过程水的用量与待提钒原料的质量比为3～10:1。
[0026]第二方面，本专利技术还提供一种针对本专利技术提供的含钒物料清洁提钒方法设计的含钒物料清洁提钒系统，所述系统包括依次连接的预处理单元，铵化
‑
脱氨反应单元和提钒单元，所述预处理单元包括混料装置和造粒装置，用于将含钒物料与氨水和铵盐进行混合与造粒；所述铵化
‑
脱氨反应单元包括铵化
‑
脱氨反应装置和球磨装置，其中所述铵化
‑
脱氨反应装置设有反应腔，所述反应腔按物料流向依次设为铵化区、干燥区和脱氨区，所述铵化区设置第一温控装置、用于造粒物料的铵化，所述干燥区设置第二温控装置、用于铵化物料的干燥，所述脱氨区设置第三温控装置、用于铵化物料脱氨；所述提钒单元包括溶钒反应器和固液分离装置；所述固液分离装置所得的滤液即为含偏钒酸铵的浸出液。
[0027]进一步地，所述含钒物料清洁提钒系统还包括与所述铵化脱氨反应单元末端连接的尾气处理单元，所述尾气处理单元包括尾气收集装置和提钒辅料制备装置；所述尾气收集装置入口与所述铵化
‑
脱氨反应装置的气体出口连接，用于将铵化
‑
脱氨反应装置中产生
的气体导入至所述提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含钒物料清洁提钒的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将空白焙烧后的含钒物料与氨水和铵盐混合均匀后进行造粒，得到铵化
‑
脱氨原料，其中所述含钒物料与所述氨水、铵盐的质量比为100:(10～15):(2～3.3)，所述氨水质量浓度为10％～20％；S2：将所述铵化
‑
脱氨原料分段进行铵化
‑
干燥
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脱氨反应后，进行球磨得到待提钒原料；S3：将所述待提钒原料与水混合后浸出溶钒，浸出溶钒后的体系固液分离，所得滤液即为含偏钒酸铵的浸出液。2.根据权利要求1所述的含钒物料清洁提钒的方法，其特征在于，S2中所述铵化反应温度为20℃
‑
35℃，反应时间为60min
‑
180min。3.根据权利要求1所述的含钒物料清洁提钒的方法，其特征在于，S2中所述干燥反应温度为50℃
‑
70℃，反应时间为40min
‑
70min。4.根据权利要求1所述的含钒物料清洁提钒的方法，其特征在于，S2中所述脱氨反应温度为80℃
‑
120℃，反应时间20min
‑
30min。5.根据权利要求1所述的含钒物料清洁提钒的方法，其特征在于，S1中所述铵化
‑
脱氨原料的颗粒直径为5mm
‑
20mm；和/或S2中球磨得到的待提钒原料的粒径为40
‑
60目。6.根据权利要求1所述的含钒物料清洁提钒的方法，其特征在于，S3中所述的浸出溶钒过程温度为80～100℃，时间为50min～100min。7.根据权利要求1所述的含钒物料清洁提钒的方法，其特征在于，S3中浸出溶钒过程中水的用量与待提钒原料的质量比为3～10：1。8.一种含钒物料清洁提钒系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海旭，马瑞峰，白丽，赵备备，朱立杰，郝金生，
申请(专利权)人：河钢股份有限公司承德分公司河北燕山钒钛产业技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：