一種高全釩的鈉化焙燒方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于釩提取技術領域，具體涉及一種高全釩的鈉化焙燒方法。
【背景技術】
[0002] 在水法提釩工藝中釩渣的氧化一鈉化焙燒是將經過預處理的釩渣加入到回轉窯 或多膛爐內，在氧化氣氛下加熱，使之氧化后再與鈉鹽反應生成可溶于水的釩酸鈉，水中釩 酸鈉的濃度的高低直接關系著熟料的轉化率和釩的總收得率。
[0003] 在實際的工業(yè)生產中，提高熟料中全釩可顯著的增加工序的產能，但熟料中全釩 過高會增加氧化過程中的耗氧量，同時在蘇打比一定的條件下，對釩含量較高的釩渣配入 的鈉鹽量和爐料中生成的釩酸鈉較多，導致低熔點的產物增多，將造成爐料的粘結，使生產 不能正常進行，因此國內大部分提釩廠家將熟料中的全釩控制在6. 5%以下。
[0004] 本發(fā)明方法要克服熟料高全釩氧化過程中耗氧量及低熔點產物導致的爐料粘結 問題。通過合理控制抽風、鈉化溫度、鈉化時間、控制原料成分等措施，成功的解決了氧化過 程中耗氧量及因低熔點物質引起的爐料粘結的難題，實際生產過程中熟料全釩可達6. 5? 7. 0 %，轉化率84%以上，取得了較好的經濟效益。

【發(fā)明內容】

[0005] 針對上述不足，本發(fā)明為了克服鈉化焙燒所得熟料中全釩含量高于6. 5%后易造 成熟料粘結的問題，本發(fā)明提供了一種高全釩的鈉化焙燒方法。該方法包括以下步驟：
[0006] a、預處理：將釩渣粉碎，過120目篩的篩下物不小于80%，再除鐵至金屬鐵<5%， 得到精澄；
[0007] b、配料：按照以下重量關系稱取原料，尾渣調節(jié)精渣至全釩占精渣和尾渣總重量 的6. 5?7. 0%，鈉鹽為精渣和尾渣中五氧化二釩重量的1. 5?1. 7倍，尾渣、精渣、鈉鹽混 勻得混合料；
[0008] c、焙燒：將混合料從300°C在2?2. 5h內升溫至550?600°C，再在2?3h內升 溫至750?800°C，再在1?2h內升溫至850°C，再冷卻至不低于550°C，即可出料。
[0009] 具體的，上述高全釩的鈉化焙燒方法，步驟a中，所述的釩渣為轉爐提釩法對含釩 鐵水進行半鋼冶煉提取出的富含釩轉爐渣。
[0010] 具體的，上述高全釩的鈉化焙燒方法，步驟a中，所述的釩渣的主要成分為 Si0215 ?20%，Ca02. 0 ?5. 0%，V20512 ?17%，MFelO ?18%。
[0011] 優(yōu)選的，上述高全釩的鈉化焙燒方法，步驟a中，按重量比，所述的釩渣中的V2O5/ CaO在4. 5以上。
[0012] 優(yōu)選的，上述高全釩的鈉化焙燒方法，步驟a中，所述的釩渣中的SiO2S 12%。
[0013] 優(yōu)選的，上述高全釩的鈉化焙燒方法，步驟a中，所述的尾渣為釩渣通過鈉化焙燒 并進行水浸后得到的渣。
[0014] 具體的，上述高全釩的鈉化焙燒方法，步驟b中，所述的鈉鹽為純堿或氯化鈉的至 少一種。
[0015] 更進一步的，上述高全I凡的鈉化焙燒方法，步驟b中，所述的鈉鹽為純堿和氯化鈉 的混合物，純堿占鈉鹽總重量的80?85%。
[0016] 具體的，上述高全釩的鈉化焙燒方法，步驟c中，控制尾氣中含氧量不低于8%。
[0017] 本發(fā)明鈉化焙燒方法中，為了能夠解決釩含量在6. 5?7. 0%的混合料在焙燒過 程中熟料粘結的問題，發(fā)明人控制控制合理的原料配比，在進行焙燒時，控制合理的氧化帶 的焙燒溫度和焙燒時間將金屬鐵、低價氧化鐵等物質充分氧化，從而進一步達到低價釩的 充分氧化，提高了全釩的轉化率；在控制合理的出料溫度，從而保證了全釩的轉化率。本發(fā) 明方法中各原料配比和焙燒溫度、時間相輔相成，從而得到了轉化率84%以上的良好的技 術效果，并且，在焙燒過程中，未出現(xiàn)回轉窯結圈的情況，對提升工序產能和釩的回收率具 有重要的意義。
【具體實施方式】
[0018] -種高全釩的鈉化焙燒方法，包括以下步驟：
[0019] a、預處理：將釩渣粉碎，過120目篩的篩下物不小于80%，再除鐵至金屬鐵<5%， 得到精澄；
[0020] b、配料：按照以下重量比稱取原料，尾渣調節(jié)精渣至全釩占精渣和尾渣總重量的 6. 5?7. 0%，鈉鹽為精渣和尾渣中五氧化二釩重量的1. 5?1. 7倍，尾渣、精渣、鈉鹽混勻 得混合料；
[0021] c、焙燒：將混合料從300°C在2?2. 5h內升溫至550?600°C，再從該溫度在2? 3h內升溫至750?800°C，再從該溫度在1?2h內升溫至850 °C，再冷卻至不低于550°C， 即可出料。
[0022] 具體的，上述高全釩的鈉化焙燒方法，步驟a中，所述的釩渣為轉爐提釩法對含釩 鐵水進行半鋼冶煉提取出的富含釩轉爐渣。
[0023] 具體的，上述高全釩的鈉化焙燒方法，步驟a中，所述的釩渣的主要成分為 Si0215 ?20%，Ca02. 0 ?5. 0%，V20512 ?17%，MFelO ?18%。
[0024] 優(yōu)選的，上述高全釩的鈉化焙燒方法，步驟a中，按重量比，所述的釩渣中的V2O 5/ CaO在4. 5以上。
[0025] 優(yōu)選的，上述高全釩的鈉化焙燒方法，步驟a中，所述的釩渣中的SiO2S 12%。
[0026] 優(yōu)選的，上述高全釩的鈉化焙燒方法，步驟a中，所述的尾渣為釩渣通過鈉化焙燒 并進行水浸后得到的渣。
[0027] 優(yōu)選的，上述高全釩的鈉化焙燒方法，步驟b中，所述的鈉鹽為純堿或氯化鈉的至 少一種。
[0028] 更進一步的，上述高全釩的鈉化焙燒方法，步驟b中，為了保證焙燒后生產的釩酸 鈉溶于水中，尾渣過濾更快，應加入少量的氯化鈉，所以，所述的鈉鹽為純堿和氯化鈉的混 合物，純堿占鈉鹽總重量的80?85%。
[0029] 具體的，上述高全釩的鈉化焙燒方法，步驟c中，控制尾氣中含氧量不低于8%。
[0030] 本發(fā)明方法步驟b中，所述的五氧化二釩的重量是將全釩完全換算為五氧化二釩 計算得到的，而不單單計算只以五氧化二釩形式存在的那部分。
[0031] 經發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：釩渣在爐內焙燒的溫度，實際上是連續(xù)地從低溫到高溫，再從高溫 到低溫逐漸變化的過程。根據釩渣和鈉鹽在爐內的反應變化過程，通常將爐子分為三個帶： 氧化帶、鈉化帶和冷卻帶：
[0032] (1)氧化帶：主要是釩渣脫水和金屬鐵、低價氧化物（FeO、V2O3等）氧化及分解的 階段，一般是從釩渣進入爐內開始，到600°C左右完成的階段，主要反應方程式如下：
[0033] 在 300°C左右金屬鐵氧化：Fe+l/202- FeO 2Fe0+l/20 2- Fe 203
[0034] 在500?600°C，粘結相鐵橄欖石氧化并分解：
[0035] 2FeO · Si02+l/2〇2- Fe 203 · SiO2 (低價氧化物氧化）
[0036] Fe2O3 · Si02- Fe 203+Si02 (復合氧化物分解）
[0037] 在 600 ?700°C，尖晶石氧化分解：Fe2O3 · V205- Fe 203+V205 (分解）
[0038] (2)鈉化帶：從600°C開始到焙燒溫度最高之間的階段，焙燒的最高溫度對多膛爐 控制在800°C左右，對回轉窯可適當提高一些，這要根據爐料的情況來確定，溫度過高易引 起爐料熔化結球，影響正常操作，主要反應方程式如下：
[0039] 在600?700°C，五氧化二釩與鈉鹽反應生成溶于水的釩酸鈉：
[0040] V205+Na2C03- NaVO 3 V205+Na2C03- 2NaV0 3+1/202 個
[0041] (3)冷卻帶：從焙燒最高溫度降低到600°C左右這一階段，也就是說冷卻到600°C 左右就要出爐，對多膛爐最下層溫度控制在700°C，然后出爐冷卻。對回轉窯出爐熟料的出 爐溫度要求在550°C以上，然后出爐冷卻。
[0042] 經發(fā)明人研宄發(fā)現(xiàn)焙燒結束后的熟料出爐溫度是保證釩轉化率的關鍵條件之一。 焙燒后熟料出爐后要急冷，否則釩轉化率將降低，其主要原因是緩慢冷卻時，將使已經生成 的可溶性偏釩酸鈉在結晶時脫氧變成不溶于水的釩青銅。因此，要求必須在偏釩酸鈉熔點 (550°C左右）以上的溫度出爐冷卻，可減少或避免釩青銅的產生，防止轉化率降低。
[0043] 焙燒時間可分為氧化時間和鈉化時間，氧化時間指釩渣中低價氧化物氧化為高價 狀態(tài)（氧化帶）所需要的時間，鈉化時間指五氧化二釩與鈉鹽反應生成釩酸鈉（鈉化帶） 所經過的時間。
[0044] 經發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：根據釩渣成分的特點，氧化時間內要使低價氧化物氧化，要完成金 屬鐵的氧化、低價氧化鐵氧化為高價、硅酸鹽分解、尖晶石的氧化及分解等過程，只有前面 的反應完成后，尖晶石才能氧化和分解，換句話說，只有鐵等充分氧化，才能進行低價釩氧 化，低價鐵是五價釩的還原劑，五價釩是低價鐵的氧化劑。因此，必須要保持充足的氧化時 間才能使氧化反應充分進行，并保證較高的釩轉化率。根據釩渣成分、結構和粒度等條件的 差異，一般爐料在氧化帶停留的時間為2?2. 5h，同時可以適當條件抽風保證尾氣中含氧 量不低于8%可以獲得較好的氧化效果。
[0045] 某釩渣主要含有以下成分：
[0046] 表 1
[0047]
【主權項】
L 一種高全釩的鈉化焙燒方法，其特征在于：包括以下步驟： a、 預處理：將釩渣粉碎，過120目篩的篩下物不小于80%，再除鐵至金屬鐵<5%，得到 精渣； b、 配料：按照以下重量關系稱取原料，尾渣調節(jié)精渣至全釩占精渣和尾渣總重量的 6. 5?7. 0%，鈉鹽為精渣和尾渣中五氧化二釩重量的1. 5?1. 7倍，尾渣、精渣、鈉鹽混勻 得混合料； c、 焙燒：將混合料從300°C在2?2. 5h內升溫至550?600°C，再在2?3h內升溫至 750?800°C，再在1?2h內升溫至850°C，再冷卻至不低于550°C，即可出料。
2. 根據權利要求1所述的一種高全釩的鈉化焙燒方法，其特征在于：所述的釩渣為轉 爐提釩法對含釩鐵水進行半鋼冶煉提取出的富含釩轉爐渣。
3. 根據權利要求1所述的一種高全釩的鈉化焙燒方法，其特征在于：所述的尾渣為釩 渣通過鈉化焙燒并進行水浸后得到的渣。
4. 根據權利要求1所述的一種高全釩的鈉化焙燒方法，其特征在于：按重量比，所述的 釩渣中的V2〇5/CaO在4. 5以上。
5. 根據權利要求1所述的一種高全釩的鈉化焙燒方法，其特征在于：所述的釩渣中的 SiO2S 12% 〇
6. 根據權利要求1所述的一種高全釩的鈉化焙燒方法，其特征在于：所述的鈉鹽為純 堿或氯化鈉的至少一種。
7. 根據權利要求6所述的一種高全釩的鈉化焙燒方法，其特征在于：所述的鈉鹽為純 堿和氯化鈉的混合物，純堿占鈉鹽總重量的80?85%。
8. 根據權利要求1所述的一種高全釩的鈉化焙燒方法，其特征在于：控制尾氣中含氧 量不低于8%。
【專利摘要】本發(fā)明屬于釩提取領域，具體涉及一種高全釩的鈉化焙燒方法。發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種高全釩的鈉化焙燒方法，包括以下步驟：a、預處理：將釩渣過120目篩的篩下物不小于80％，再除鐵至金屬鐵≤5％，得到精渣；b、配料：尾渣調節(jié)精渣至全釩占精渣和尾渣總重量的6.5～7.0％，鈉鹽為精渣和尾渣中五氧化二釩重量的1.5～1.7倍，混勻得混合料；c、焙燒：將混合料從300℃在2～2.5h內升溫至550～600℃，再從該溫度在2～3h內升溫至750～800℃，再從該溫度在1～2h內升溫至850℃，再冷卻至不低于550℃，即可出料。發(fā)明方法可用于含釩量較高的釩渣的鈉化焙燒回收釩。
【IPC分類】C22B34-22, C22B1-02
【公開號】CN104561526
【申請?zhí)枴緾N201510047857
【發(fā)明人】向明勇, 霍振軍, 湯波, 楊宗波, 黃俊輝
【申請人】四川省川威集團有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月29日