專利名稱：一種環(huán)保型立窯復(fù)合焙燒提釩方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保型立窯符合焙燒的提釩方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的提釩工藝簡陋，存在著許多問題，其中包括焙燒煙氣不能達(dá)標(biāo)排放；沉釩 廢水無法處理；配料誤差大；工業(yè)廢渣循環(huán)利用率低；機械化程度低；工業(yè)鹽(氯化鈉)摻 加量8%以上，產(chǎn)生毒害氣體治理難度大以及資源綜合回收利用率低等。

發(fā)明內(nèi)容
為了使提釩工藝資源綜合回收利用率提高，使焙燒煙氣達(dá)標(biāo)排放，使生產(chǎn)廢水不 外排，以及讓工人勞動強度降低，工業(yè)鹽摻加量減少等目的，本發(fā)明提出一種環(huán)保型立窯符 合焙燒提釩方法。 本發(fā)明的技術(shù)方案為一種環(huán)保型立窯符合焙燒提釩方法，其特征在于由以下 步驟完成 原料粉碎含釩煤礦石，礦石經(jīng)球磨機粉磨至20-40目粒度的礦粉。
配料成球合格的含釩礦粉、純堿和工業(yè)鹽均由原料倉下的自動配料裝
置按給定的配料比配出混合料，其質(zhì)量比為是煤矸石氧化礦工業(yè)鹽純堿=
80-85 : 11-13 : 1-1.5 : 4-6，配好的混合料經(jīng)雙軸攪拌機加適量水?dāng)嚢杈鶆蚝螅俳?jīng)專
用壓球機制球，料球經(jīng)提升機輸送上窯定量裝入立窯，同時在立窯燃燒室內(nèi)以儀表溫控加 入煤。 立窯焙燒料球用提升機送至窯面裝窯后是自上向下自由沉落，與自窯體中上部 引入的向上流動的熱空氣是逆向運動，大體過程共分三段
1、預(yù)熱 料球入窯后與經(jīng)灼燒料層產(chǎn)生的廢熱空氣逆流接觸而被預(yù)熱，失去大部分物理水 分，同時有機相部分被氧化和開始分解，這一部分以對流傳熱為主，可稱為預(yù)熱帶。預(yù)熱帶 自加料口向下長約70-120cm，溫度為350-700。C，排出料層的廢熱空氣溫度250_295°C。
2、燒成 經(jīng)預(yù)熱后向下沉落的料球直接與自燃燒室吸入的熱空氣相作用的約120-150cm 范圍可定義為燒成帶。釩的氧化轉(zhuǎn)化反應(yīng)在這一區(qū)域內(nèi)進(jìn)行并完成。焙燒溫度由含釩原料 的性質(zhì)與焙燒料的物相組成決定，通過試生產(chǎn)驗證該項參數(shù)以820正負(fù)l(TC為宜，焙燒時 間3.5-5小時。該過程中以對流為主，傳導(dǎo)為副，傳熱與傳質(zhì)同時存在。焙燒時主要反應(yīng)式 為 4NaCl+02 = 2Na20+2Cl2
2V203+3C1 = 2V0Cl3+02
4V0Cl3+302 = 2V205+6C12
Na20+V205 = 2NaV03
V205+Na2C03 — 2NaV03+C02
V205+2NaHC03 — 2NaV03+2C02+H20
鈉化后形成易溶于水的NaV(^可溶釩。
3、冷卻 焙燒完成后向下沉落的物料不與高溫空氣繼續(xù)接觸，而與窯底卸料篦子透入的冷
空氣相遇而進(jìn)入冷卻帶，冷卻帶長約3-5m，冷卻后出窯熟料溫度約為350-500°C。 焙燒煙氣處理焙燒過程中，經(jīng)窯頂排出的煙氣溫度約250-295t:，立窯煙氣由煙
道經(jīng)引風(fēng)機送至復(fù)合凈化塔，復(fù)合凈化塔內(nèi)部事先注入沉釩廢液凈化立窯煙氣，立窯煙氣
經(jīng)復(fù)合凈化塔凈化達(dá)標(biāo)后送至煙閨排放。由復(fù)合凈化塔排出的水渣混合物經(jīng)真空過濾器過
濾后，濾水返回浸出循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)使用；回收的濾渣返回配料系統(tǒng)重復(fù)使用。浸出出立窯熟料經(jīng)裝運料車裝入66mX 10m圓庫形浸出罐，用清水噴淋溶解其
中的可溶釩并在下滲中繼續(xù)溶入，在底部排出時已達(dá)到一定的濃度，經(jīng)聚集泵泵入高位貯液池中。噴淋一段時間后堆浸液濃度降低，此液再用作第二個罐的噴淋液，如此循環(huán)將多座罐串聯(lián)成一動態(tài)完整的浸出系統(tǒng)。 沉釩向浸出液內(nèi)加入一定量的NH4C1進(jìn)行沉釩，在強烈攪拌1-3小時后，測得上清液中V205濃度< 0. 03%時停止。靜置8小時后泵出上清液至貯液池，作焙燒煙氣的特設(shè)處理設(shè)備"復(fù)合凈化塔"的處理液；沉淀物經(jīng)離心過濾機過濾后得到中間產(chǎn)品_偏釩酸銨。
其反應(yīng)式為NaV03+NH4+ — NH4V03 I +Na+ 灼燒偏釩酸銨經(jīng)灼燒爐灼燒后得到五氧化二釩粉。五氧化二釩粉經(jīng)檢驗分級、稱量包裝后儲存或出廠。 其反應(yīng)式為2NH4V03 — V205+2NH3個+H20(g)個 本發(fā)明一種環(huán)保型立窯符合焙燒提釩方法，研制出立窯復(fù)合焙燒-罐式噴淋堆浸_復(fù)合凈化塔_噴淋洗滌箱綜合處理廢氣、廢水_清水一次性沉釩的獨特生產(chǎn)路線。該工藝的可行性研究報告于2009年11月17日經(jīng)湖北省冶金行業(yè)協(xié)會主持召開的專家評審會評定認(rèn)為該工藝具有工藝流程短、占地面積小、機械化作業(yè)程度高、資源回收利用率高、節(jié)水節(jié)電、生產(chǎn)成本低、工業(yè)廢水不外排、煙氣達(dá)標(biāo)排放和尾渣綜合利用等優(yōu)點，符合國家產(chǎn)業(yè)政策和循環(huán)經(jīng)濟要求。 而且，2009年11月25日經(jīng)湖北省科技信息研究院查新檢索中心查新表明提釩焙燒工藝中外加工業(yè)鹽(氯化鈉) 一般為8%左右，而本發(fā)明將其降至為1.5% ;國內(nèi)提釩業(yè)對焙燒煙氣也沒有用復(fù)合凈化塔_噴淋洗滌箱工藝處理。采用罐式循環(huán)堆浸_清水一次
性沉釩，對環(huán)境影響負(fù)荷小。資源綜合回收利用率75%;焙燒煙氣達(dá)標(biāo)排放；生產(chǎn)廢水不外排；微機配料誤差?。还I(yè)廢渣循環(huán)利用；機械化作業(yè)，工人勞動強度低；工業(yè)鹽摻加量為1.5%，易于治理。


圖l為本發(fā)明工藝流程圖。 圖2為本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)參數(shù)對比。
具體實施例方式
5
如圖1所示，一種環(huán)保型立窯符合焙燒提釩方法，由以下步驟完成
原料粉碎含釩煤礦石，礦石經(jīng)球磨機粉磨至20-40目粒度的礦粉。
配料成球合格的含釩礦粉、純堿和工業(yè)鹽均由原料倉下的自動配料裝
置按給定的配料比配出混合料，其質(zhì)量比為是煤矸石氧化礦工業(yè)鹽純堿=
80-85 : 11-13 : 1-1.5 : 4-6，配好的混合料經(jīng)雙軸攪拌機加適量水?dāng)嚢杈鶆蚝?，再?jīng)專
用壓球機制球，料球經(jīng)提升機輸送上窯定量裝入立窯，同時在立窯燃燒室內(nèi)以儀表溫控加 入煤。 立窯焙燒料球用提升機送至窯面裝窯后是自上向下自由沉落，與自窯體中上部 引入的向上流動的熱空氣是逆向運動，大體過程共分三段
1、預(yù)熱 料球入窯后與經(jīng)灼燒料層產(chǎn)生的廢熱空氣逆流接觸而被預(yù)熱，失去大部分物理水 分，同時有機相部分被氧化和開始分解，這一部分以對流傳熱為主，可稱為預(yù)熱帶。預(yù)熱帶 自加料口向下長約70-120cm，溫度為350-700。C，排出料層的廢熱空氣溫度250_295°C。
2、燒成 經(jīng)預(yù)熱后向下沉落的料球直接與自燃燒室吸入的熱空氣相作用的約120-150cm 范圍可定義為燒成帶。釩的氧化轉(zhuǎn)化反應(yīng)在這一區(qū)域內(nèi)進(jìn)行并完成。焙燒溫度由含釩原料 的性質(zhì)與焙燒料的物相組成決定，通過試生產(chǎn)驗證該項參數(shù)以820正負(fù)l(TC為宜，焙燒時 間3.5-5小時。該過程中以對流為主，傳導(dǎo)為副，傳熱與傳質(zhì)同時存在。焙燒時主要反應(yīng)式 為 4NaCl+02 = 2Na20+2Cl2
2V203+3C1 = 2V0Cl3+02
4V0Cl3+302 = 2V205+6C12
Na20+V205 = 2NaV03
V205+Na2C03 — 2NaV03+C02
V205+2NaHC03 — 2NaV03+2C02+H20
鈉化后形成易溶于水的NaV(^可溶釩。
3、冷卻 焙燒完成后向下沉落的物料不與高溫空氣繼續(xù)接觸，而與窯底卸料篦子透入的冷
空氣相遇而進(jìn)入冷卻帶，冷卻帶長約3-5m，冷卻后出窯熟料溫度約為350-500°C。 焙燒煙氣處理焙燒過程中，經(jīng)窯頂排出的煙氣溫度約250-295t:，立窯煙氣由煙
道經(jīng)引風(fēng)機送至復(fù)合凈化塔，復(fù)合凈化塔內(nèi)部事先注入沉釩廢液凈化立窯煙氣，立窯煙氣
經(jīng)復(fù)合凈化塔凈化達(dá)標(biāo)后送至煙閨排放。由復(fù)合凈化塔排出的水渣混合物經(jīng)真空過濾器過
濾后，濾水返回浸出循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)使用；回收的濾渣返回配料系統(tǒng)重復(fù)使用。浸出出立窯熟料經(jīng)裝運料車裝入(^6mX 10m圓庫形浸出罐，用清水噴淋溶解其
中的可溶釩并在下滲中繼續(xù)溶入，在底部排出時已達(dá)到一定的濃度，經(jīng)聚集泵泵入高位貯 液池中。噴淋一段時間后堆浸液濃度降低，此液再用作第二個罐的噴淋液，如此循環(huán)將多座 罐串聯(lián)成一動態(tài)完整的浸出系統(tǒng)。 沉釩向浸出液內(nèi)加入一定量的NH4C1進(jìn)行沉釩，在強烈攪拌1-3小時后，測得上 清液中V205濃度< 0. 03%時停止。靜置8小時后泵出上清液至貯液池，作焙燒煙氣的特設(shè)
6處理設(shè)備"復(fù)合凈化塔"的處理液；沉淀物經(jīng)離心過濾機過濾后得到中間產(chǎn)品-偏釩酸銨。
其反應(yīng)式為NaV03+NH4+— NH4V03 I +Na+ 灼燒偏釩酸銨經(jīng)灼燒爐灼燒后得到五氧化二釩粉。五氧化二釩粉經(jīng)檢驗分級、稱量包裝后儲存或出廠。 其反應(yīng)式為2NH4V03 — V205+2NH3個+H20(g)個 如圖2所示，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于本發(fā)明一種環(huán)保型立窯符合焙燒提釩方法，研制出立窯復(fù)合焙燒_罐式噴淋堆浸_復(fù)合凈化塔_噴淋洗滌箱綜合處理廢氣、廢水-清水一次性沉釩的獨特生產(chǎn)路線。該工藝的可行性研究報告于2009年11月17日經(jīng)湖北省冶金行業(yè)協(xié)會主持召開的專家評審會評定認(rèn)為該工藝具有工藝流程短、占地面積小、機械化作業(yè)程度高、資源回收利用率高、節(jié)水節(jié)電、生產(chǎn)成本低、工業(yè)廢水不外排、煙氣達(dá)標(biāo)排放和尾渣綜合利用等優(yōu)點，符合國家產(chǎn)業(yè)政策和循環(huán)經(jīng)濟要求。
而且，2009年11月25日經(jīng)湖北省科技信息研究院查新檢索中心查新表明提釩焙燒工藝中外加工業(yè)鹽(氯化鈉) 一般為8%左右，而本發(fā)明將其降至為1. 5%;國內(nèi)提釩業(yè)對焙燒煙氣也沒有用復(fù)合凈化塔_噴淋洗滌箱工藝處理。采用罐式循環(huán)堆浸_清水一次性
沉釩，對環(huán)境影響負(fù)荷小。資源綜合回收利用率75%;焙燒煙氣達(dá)標(biāo)排放；生產(chǎn)廢水不外排；微機配料誤差??；工業(yè)廢渣循環(huán)利用；機械化作業(yè)，工人勞動強度低；工業(yè)鹽摻加量1. 5%，易于治理。
權(quán)利要求
一種環(huán)保型立窯符合焙燒提釩方法，其特征在于由以下步驟完成原料粉碎含釩煤礦石，礦石經(jīng)球磨機粉磨至20-40目粒度的礦粉。配料成球合格的含釩礦粉、純堿和工業(yè)鹽均由原料倉下的自動配料裝置按給定的配料比配出混合料，其質(zhì)量比為是煤矸石∶氧化礦∶工業(yè)鹽∶純堿＝80-85∶11-13∶1-1.5∶4-6，配好的混合料經(jīng)雙軸攪拌機加適量水?dāng)嚢杈鶆蚝?，再?jīng)專用壓球機制球，料球經(jīng)提升機輸送上窯定量裝入立窯，同時在立窯燃燒室內(nèi)以儀表溫控加入煤。立窯焙燒料球用提升機送至窯面裝窯后是自上向下自由沉落，與自窯體中上部引入的向上流動的熱空氣是逆向運動，大體過程共分三段(1)、預(yù)熱料球入窯后與經(jīng)灼燒料層產(chǎn)生的廢熱空氣逆流接觸而被預(yù)熱，失去大部分物理水分，同時有機相部分被氧化和開始分解，這一部分以對流傳熱為主，可稱為預(yù)熱帶。預(yù)熱帶自加料口向下長約70-120cm，溫度為350-700℃，排出料層的廢熱空氣溫度250-295℃。(2)、燒成經(jīng)預(yù)熱后向下沉落的料球直接與自燃燒室吸入的熱空氣相作用的約120-150cm范圍可定義為燒成帶。釩的氧化轉(zhuǎn)化反應(yīng)在這一區(qū)域內(nèi)進(jìn)行并完成。焙燒溫度由含釩原料的性質(zhì)與焙燒料的物相組成決定，通過試生產(chǎn)驗證該項參數(shù)以820正負(fù)10℃為宜，焙燒時間3.5-5小時。該過程中以對流為主，傳導(dǎo)為副，傳熱與傳質(zhì)同時存在。焙燒時主要反應(yīng)式為4NaCl+O2＝2Na2O+2Cl22V2O3+3Cl＝2VOCl3+O24VOCl3+3O2＝2V2O5+6Cl2Na2O+V2O5＝2NaVO3V2O5+Na2CO3→2NaVO3+CO2V2O5+2NaHCO3→2NaVO3+2CO2+H2O鈉化后形成易溶于水的NaVO3可溶釩。(3)、冷卻焙燒完成后向下沉落的物料不與高溫空氣繼續(xù)接觸，而與窯底卸料篦子透入的冷空氣相遇而進(jìn)入冷卻帶，冷卻帶長約3-5m，冷卻后出窯熟料溫度約為350-500℃。焙燒煙氣處理焙燒過程中，經(jīng)窯頂排出的煙氣溫度約250-295℃，立窯煙氣由煙道經(jīng)引風(fēng)機送至復(fù)合凈化塔，復(fù)合凈化塔內(nèi)部事先注入沉釩廢液凈化立窯煙氣，立窯煙氣經(jīng)復(fù)合凈化塔凈化達(dá)標(biāo)后送至煙囪排放。由復(fù)合凈化塔排出的水渣混合物經(jīng)真空過濾器過濾后，濾水返回浸出循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)使用；回收的濾渣返回配料系統(tǒng)重復(fù)使用。浸出出立窯熟料經(jīng)裝運料車裝入圓庫形浸出罐，用清水噴淋溶解其中的可溶釩并在下滲中繼續(xù)溶入，在底部排出時已達(dá)到一定的濃度，經(jīng)聚集泵泵入高位貯液池中。噴淋一段時間后堆浸液濃度降低，此液再用作第二個罐的噴淋液，如此循環(huán)將多座罐串聯(lián)成一動態(tài)完整的浸出系統(tǒng)。沉釩向浸出液內(nèi)加入一定量的NH4Cl進(jìn)行沉釩，在強烈攪拌1-3小時后，測得上清液中V2O5濃度＜0.03％時停止。靜置8小時后泵出上清液至貯液池，作焙燒煙氣的特設(shè)處理設(shè)備“復(fù)合凈化塔”的處理液；沉淀物經(jīng)離心過濾機過濾后得到中間產(chǎn)品-偏釩酸銨。其反應(yīng)式為NaVO3+NH4+→NH4VO3↓+Na+灼燒偏釩酸銨經(jīng)灼燒爐灼燒后得到五氧化二釩粉。五氧化二釩粉經(jīng)檢驗分級、稱量包裝后儲存或出廠。F2009102734761C00021.tif
全文摘要
本發(fā)明提出了一種環(huán)保型立窯復(fù)合焙燒提釩方法，由以下步驟完成原料粉碎、配料成球、立窯焙燒、焙燒煙氣處理、浸出、沉釩、灼燒，該方法具有工藝流程短、占地面積小、機械化作業(yè)程度高、資源回收利用率高、節(jié)水節(jié)電、生產(chǎn)成本低、工業(yè)廢水不外排、煙氣達(dá)標(biāo)排放和尾渣綜合利用等優(yōu)點，符合國家產(chǎn)業(yè)政策和循環(huán)經(jīng)濟要求。
文檔編號C01G31/02GK101736170SQ20091027347
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者張九林, 徐德亭 申請人:湖北鄖西隆昌釩業(yè)有限公司