專利名稱：釩渣焙燒生產五氧化二釩的方法
技術領域：
本發明涉及一種釩渣氧化鈉化焙燒工藝，尤其是一種高硅、高鐵釩渣焙燒生產五氧化二釩的方法。
背景技術：
目前釩渣焙燒主要是采用氧化鈉化焙燒、水浸提釩工藝生產五氧化二釩。釩渣氧化鈉化焙燒附加劑主要是工業鹽、純堿。釩渣品位偏低，硅、鐵含量較高的釩渣焙燒溫度不宜控制，轉化率波動幅度大。現有的釩渣附加劑配比主要是根據釩渣含釩及雜質含量調整， 根據進廠中釩渣品位數據確定附加劑的加入量，鐵和二氧化硅含量波動較大時調整鹽堿配比。生產實踐證明當釩渣中二氧化硅含量超過23%時，焙燒轉化率下降幅度明顯，釩渣中二氧化硅是重要組成部分，而且也是釩渣的有害成分之一。隨著SiO2含量的增高，渣中尖晶石結構不完整，顆粒細，不利釩的提取，釩收率偏低，SiO2在焙燒過程中易與附加劑生成低熔玻璃質，爐料過早出現液相，爐料發粘，結塊，大窯結圈，阻礙了釩的氧化和可溶性釩酸鈉的生成。釩渣中的金屬鐵是目前影響釩渣焙燒的主要因素，金屬鐵在釩前優先氧化分解，產生大量的熱量，造成預熱帶溫度過高，預熱帶易形成亮圈，爐料易凝結成小球，嚴重影響轉化率，轉化率一般在77 80%。綜上，現有的釩渣焙燒方法僅局限于釩渣品位高、含硅、鐵量低焙燒方法，因此開發一種含硅、含鐵高的釩渣焙燒方法是有必要的。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種含硅、含鐵高的釩渣焙燒生產五氧化二釩的方法。為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是其在釩渣中加入附加劑，混合均勻后在回轉窯進行氧化鈉化焙燒；所述的附加劑為碳酸鈉和氯化鈉的混合物；
所述的釩渣中含釩量為5. 0 5. 、含硅量為沈 28wt%以及含鐵量為23 25wt% 時，附加劑蘇打比控制在1. 1 1. 15、鹽取代系數14% 16% ；
所述的釩渣中含釩量為5. 4 5. 8wt%、含硅量為23 26wt%以及含鐵量為21 23wt% 時，附加劑中蘇打比控制在1. 15 1. 2、鹽取代系數12% 14% ；
所述的釩渣中含釩量為5. 8 6. 2wt%、含硅量為20 23wt%以及含鐵量為19 21wt% 時，附加劑中蘇打比控制在1. 2 1. 25、鹽取代系數10% 12%。本發明判斷窯況好壞，主要是通過觀察爐料在火焰下是否有較好的粘性翻動，附加劑分解出的氣體是否較多，在翻動過程中爐料表面略顯暗紅色，回轉窯在轉動過程窯壁帶起的爐料呈現小翻動，并附有少量的大料塊，爐料一進入冷卻帶就自行粉碎，爐料疏松， 呈現出海綿狀來判斷窯況的好壞；
所述的釩渣中含釩量為5. 0 5. 、含硅量為沈 28wt%以及含鐵量為23 25wt% 時，回轉窯預熱帶首端溫度控制在330 350°C，燒成帶最高溫度控制在820 840°C，冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯；
所述的釩渣中含釩量為5. 4 5. 8wt%、含硅量為23 26wt%以及含鐵量為21 23wt% 時，回轉窯預熱帶首端溫度控制在340 360°C、燒成帶最高溫度控制在820 840°C，冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯；
所述的釩渣中含釩量為5. 8 6. 2wt%、含硅量為20 23wt%以及含鐵量為19 21wt% 時，回轉窯預熱帶首端溫度控制在360 380°C燒成帶最高溫度控制在830 850°C，冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯。當釩渣釩含量不變，SiO2, Fe含量變化時，蘇打比不變，鹽取代系數調整。采用上述技術方案所產生的有益效果在于本發明采取調整鹽、堿的配比，降低 SiO2、！^e對熟料轉化率的影響；當SiO2含量增高時減少堿的加入量，提高鹽的加入量；將對減少硅酸鈉生成、增加釩酸鈉的生成有益，針對釩渣含硅、含鐵高進行優化附加劑配比參數。本發明有針對性的提出適合高硅高鐵釩渣焙燒方法及相應的附加劑配比，極大的提高熟料轉化率，產品產量提高顯著，釩渣單耗降低明顯。尤其是通過控制回轉窯預熱帶首端溫度、燒成帶最高溫度和冷卻帶溫度，冷卻帶長度變短燒成帶長度增加，增加爐料在燒成帶的反應時間，保證了釩的氧化和釩酸鈉的生成所需的條件，防止司窯工因不易控制溫度而形成拳頭大球料出現，延長氧化反應時間，有效地防止爐料過燒、局部溫度過高，避免預熱帶形成二段溫度。轉化率提高幅度明顯，實施后轉化率提高1個百分點；從而達到提高釩收率，降低單位成本的目的。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。圖1是本發明的流程結構示意圖。
具體實施例方式釩渣焙燒反應原理如下爐料在預熱分解帶主要發生附加劑開始分解及V2O5成鹽反應，水分蒸發，正硅酸鹽分解，i^eo、低價氧化物的氧化，釩尖晶石分解成釩赤鐵礦等變化。預熱帶發生的反應主要是
(1)Fe+l/202 — FeO
(2)2Fe+l/202 — Fe2O3
(3)2Fe0. SiO2 + 1/2 — Fe2O3 · SiO2。燒成帶發生的反應主要低價釩被氧化成五價釩，附加劑大量分解和釩酸鈉的生成等反應，這些反應是在氣、液、固三相中進行的，這是爐料在窯內反應好壞的關健。燒成帶發生的反應主要是尖晶石氧化分解，五氧化二釩與鈉鹽反應生成溶于水的釩酸鈉.反應原理如下
(DFe2O3- V2O5 — Fe2O3 + V2O5 (2) V205+Na2C03 — 2 NaV03+C02 個 (3) V205+2NaCl+H20 —2 NaV03+2HCl 。目前回轉窯的燒成帶最高溫度基本控制在860-870°C，實踐發現當爐料在燒成帶溫度達到860°C以后，爐料出現大翻動，被窯體帶起的高度比較高，窯磚不掛料，爐料滑動厲害，球料不斷出現。本釩渣焙燒生產五氧化二釩的方法將不同成分的精渣(釩渣)與純堿(碳酸鈉、蘇打)、工業鹽(氯化鈉)按一定比例加入并混合均勻，主要是根據釩渣含釩量及雜質中硅、鐵含量確定附加的的加入量，由于釩渣成分及附加劑的加入量變化，回轉窯氧化鈉化焙燒溫度控制范圍也在變化，含釩量5. 0 5. 4wwt%、含硅量沈 、含鐵量23 25wt%的精渣加入附加劑，附加劑蘇打比控制在1. 1 1. 15、鹽取代系數14 16% ；混合均勻后在回轉窯進行氧化鈉化焙燒，回轉窯預熱帶首端溫度控制在330 350°C，燒成帶最高溫度控制在820 840°C，冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯。含釩量5. 4 5. 8wt%、 含硅量23 、含鐵量21 23wt%的精渣加入附加劑，附加劑中蘇打比控制在1. 15 1. 2、鹽取代系數12 14% ；混合均勻后在回轉窯進行氧化鈉化焙燒，回轉窯預熱帶首端溫度控制在340 360°C，燒成帶最高溫度控制在830 840°C冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯。含釩量5. 8 6. 2wt%、含硅量20 23wt%、含鐵量19 21wt%的精渣加入附加劑，附加劑中蘇打比控制在1. 2 1. 25、鹽取代系數10 12% ；混合均勻后在回轉窯進行氧化鈉化焙燒，回轉窯預熱帶首端溫度控制在360 380°C燒成帶最高溫度控制在830 850°C冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯。所述附加劑的組成為 碳酸鈉和氯化鈉；附加劑的比例構成是通過釩渣中釩含量、蘇打比和鹽取代系數計算得出； 蘇打比為附加劑總量與釩渣中五氧化二釩含量的質量比稱之為蘇打比(蘇打比=附加劑總質量+釩渣中五氧化二釩含量)；鹽取代系數為氯化鈉占附加劑總質量的比例；附加劑中碳酸鈉的實際加入量=附加劑總質量-氯化鈉的加入量。實施例1 圖1所示，釩渣經破碎、球磨后與附加劑混合，然后在回轉窯內培燒，最后浸出，即可得到五氧化二釩。將含釩量5. 3wt%、含硅量、含鐵量23wt%的精渣加入附加劑，附加劑蘇打比控制在1. 1、鹽取代系數15%，混合均勻后在回轉窯進行氧化鈉化焙燒，回轉窯預熱帶首端溫度控制在340°C，燒成帶最高溫度控制在840°C，冷卻帶溫度控制在580°C熟料立即出窯。熟料轉化率為81. 05%。實施例2:
將含釩量5. 0wt%、含硅量27wt%、含鐵量25wt%的精渣加入附加劑，附加劑蘇打比控制在1. 15、鹽取代系數14%，混合均勻后在回轉窯進行氧化鈉化焙燒，回轉窯預熱帶首端溫度控制在330°C，燒成帶最高溫度控制在840°C，冷卻帶溫度控制在620°C熟料立即出窯。 熟料轉化率為81. 3%。實施例3:
將含釩量5. 、含硅量、含鐵量的精渣加入附加劑，附加劑蘇打比控制在1. 13、鹽取代系數15%，混合均勻后在回轉窯進行氧化鈉化焙燒，回轉窯預熱帶首端溫度控制在350°C，燒成帶最高溫度控制在820°C，冷卻帶溫度控制在550°C熟料立即出窯。 熟料轉化率為81. 1%。實施例4
將含釩量5. 7wt%、含硅量、含鐵量21wt%的精渣加入附加劑，附加劑中蘇打比 1. 15、鹽取代系數12%，混合均勻后在回轉窯進行氧化鈉化焙燒，回轉窯預熱帶首端溫度控制在350°C，燒成帶最高溫度控制在830°C冷卻帶溫度控制在580°C熟料立即出窯。熟料轉化率為82. 1%。實施例5:
將含釩量5. 8wt%、含硅量23wt%、含鐵量23wt%的精渣加入附加劑，附加劑中蘇打比 1. 2、鹽取代系數13%，混合均勻后在回轉窯進行氧化鈉化焙燒，回轉窯預熱帶首端溫度控制在360°C，燒成帶最高溫度控制在840°C冷卻帶溫度控制在550°C熟料立即出窯。熟料轉化率為82. 4%ο實施例6
將含釩量5. 、含硅量、含鐵量22wt%的精渣加入附加劑，附加劑中蘇打比 1. 17、鹽取代系數14%，混合均勻后在回轉窯進行氧化鈉化焙燒，回轉窯預熱帶首端溫度控制在340°C，燒成帶最高溫度控制在820°C冷卻帶溫度控制在620°C熟料立即出窯。熟料轉化率為82. 3%ο實施例7
將含釩量6. lwt%、含硅量22wt%、含鐵量19wt%的精渣加入附加劑，附加劑中蘇打比 1. 2、鹽取代系數10%，混合均勻后在回轉窯進行氧化鈉化焙燒，回轉窯預熱帶首端溫度控制在360°C燒成帶最高溫度控制在850°C冷卻帶溫度控制在580°C熟料立即出窯。熟料轉化率為83. 9%ο實施例8
將含釩量6. 2wt%、含硅量20wt%、含鐵量20wt%的精渣加入附加劑，附加劑中蘇打比 1. 25、鹽取代系數11%，混合均勻后在回轉窯進行氧化鈉化焙燒，回轉窯預熱帶首端溫度控制在380°C燒成帶最高溫度控制在840°C冷卻帶溫度控制在620°C熟料立即出窯。熟料轉化率為83. 6%ο實施例9
將含釩量5. 8wt%、含硅量23wt%、含鐵量21wt%的精渣加入附加劑，附加劑中蘇打比 1. 22、鹽取代系數12%，混合均勻后在回轉窯進行氧化鈉化焙燒，回轉窯預熱帶首端溫度控制在370°C燒成帶最高溫度控制在830°C冷卻帶溫度控制在550°C熟料立即出窯。熟料轉化率為83. 7%。通過以上實施例可以看出，本方法可以提高轉化率，降低釩渣單耗，達到降低成本效果。
權利要求
1.一種釩渣焙燒生產五氧化二釩的方法，其特征在于其在釩渣中加入附加劑，混合均勻后在回轉窯進行氧化鈉化焙燒；所述的附加劑為碳酸鈉和氯化鈉的混合物；所述的釩渣中含釩量為5. 0 5. 、含硅量為沈 28wt%以及含鐵量為23 25wt% 時，附加劑蘇打比控制在1. 1 1. 15、鹽取代系數14% 16% ；所述的釩渣中含釩量為5. 4 5. 8wt%、含硅量為23 26wt%以及含鐵量為21 23wt% 時，附加劑中蘇打比控制在1. 15 1. 2、鹽取代系數12% 14% ；所述的釩渣中含釩量為5. 8 6. 2wt%、含硅量為20 23wt%以及含鐵量為19 21wt% 時，附加劑中蘇打比控制在1. 2 1. 25、鹽取代系數10% 12%。
2.根據權利要求1所述的釩渣焙燒生產五氧化二釩的方法，其特征在于所述的釩渣中含釩量為5. 0 5. 、含硅量為沈 28wt%以及含鐵量為23 25wt%時，回轉窯預熱帶首端溫度控制在330 350°C，燒成帶最高溫度控制在820 840°C，冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯；所述的釩渣中含釩量為5. 4 5. 8wt%、含硅量為23 26wt%以及含鐵量為21 23wt% 時，回轉窯預熱帶首端溫度控制在340 360°C、燒成帶最高溫度控制在820 840°C、冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯；所述的釩渣中含釩量為5. 8 6. 2wt%、含硅量為20 23wt%以及含鐵量為19 21wt% 時，回轉窯預熱帶首端溫度控制在360 380°C燒成帶最高溫度控制在830 850°C冷卻帶溫度控制在550 620°C熟料立即出窯。
全文摘要
本發明公開了一種釩渣焙燒生產五氧化二釩的方法，其根據釩渣含釩量及雜質量的不同確定附加劑的加入量，并進一步優化附加劑配比參數，便于后續工序的處理。本方法采取調整鹽、堿的配比，降低SiO2、Fe對熟料轉化率的影響；當SiO2含量增高時減少堿的加入量，提高鹽的加入量；將對減少硅酸鈉生成、增加釩酸鈉的生成有益，針對釩渣含硅、含鐵高進行優化附加劑配比參數。本方法有針對性的提出適合高硅高鐵釩渣焙燒方法及相應的附加劑配比，極大的提高熟料轉化率，產品產量提高顯著，釩渣單耗降低明顯。
文檔編號C22B7/04GK102242274SQ20111019735
公開日2011年11月16日 申請日期2011年7月14日 優先權日2011年7月14日
發明者唐仕超, 張喜水, 張國杰, 張曉峰, 李國東, 李敏, 李秀雷, 梁喜武, 沈國軍, 豆長宏, 馬瑞峰 申請人:河北鋼鐵股份有限公司承德分公司