一種將釩渣焙燒熟料急冷制備釩溶液的浸出工藝及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種將釩渣焙燒熟料急冷制備釩溶液的浸出工藝及系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有布料斗，所述布料斗的排液口通過管道與含釩溶液儲罐相連通，所述布料斗和含釩溶液儲罐之間的管道上設(shè)有真空抽濾泵，所述真空抽濾泵的液體出口還分別與一級淋洗罐的液體入口、二級淋洗罐的液體入口通過管道相連通，所述布料斗的淋洗液入口分別與一級淋洗罐的液體出口、二級淋洗罐的液體出口、三級淋洗罐的液體出口通過管道相連通。將釩渣采用鈉法焙燒后得到焙燒熟料，把溫度≥570℃的焙燒熟料直接投入常溫水中進(jìn)行急冷浸出，然后依次進(jìn)行一級淋洗、二級淋洗、三級淋洗使含釩濃度≤1g/L。優(yōu)點(diǎn)是：操作簡單、所用設(shè)備少、綜合能耗低，轉(zhuǎn)浸率高，可避免浸出過程中釩青銅的產(chǎn)生。
【專利說明】一種將釩渣焙燒熟料急冷制備釩溶液的浸出工藝及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于釩渣處理領(lǐng)域，特別涉及一種將釩渣焙燒熟料急冷制備釩溶液的浸出工藝及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]釩鈦磁鐵礦是釩的主要礦物資源，釩鈦磁鐵礦經(jīng)高爐冶煉成含釩鐵水，轉(zhuǎn)爐氧化吹煉，釩經(jīng)過充分富集后進(jìn)入渣相得到釩渣。
[0003]冶煉釩鈦磁鐵礦后的釩渣含釩量為10wt%~24wt%’為了能充分利用釩渣，一般采用鈉法焙燒-水浸工藝由釩渣中提釩，該工藝先在釩渣中添加純堿等鈉鹽附加劑焙燒至8000C以上，熟料出窯后(溫度在600°C以上)經(jīng)冷卻裝置緩慢冷卻至150°C以下，熟料因高溫焙燒，部分已燒結(jié)成塊狀，需經(jīng)破碎Imm以下，再使用60°C~80°C的熱水進(jìn)行浸出、淋洗、過濾后，得到釩溶液。該方法步驟繁瑣，能耗高，需要使用內(nèi)螺旋機(jī)冷卻器、熟料皮帶機(jī)、斗式提升機(jī)、球磨機(jī)、振動篩等多種設(shè)備，所用設(shè)備多；并且熟料冷卻速度緩慢，熟料冷卻過程中，在550°C容易發(fā)生結(jié)晶和相變，可溶于水的偏釩酸鈉(NaVO3)脫氧生成不溶于水的“釩青銅”，如NaVfAjP Na8V29O23,在熱水浸出過程中，釩青銅不溶于水，固液分離后進(jìn)入渣相，造成釩的損失，釩渣的轉(zhuǎn)浸率低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種操作簡單、所用設(shè)備少、綜合能耗低，轉(zhuǎn)浸率高的將釩渣焙燒熟料急冷制備釩溶液的浸出工藝及系統(tǒng)，可避免浸出過程中釩青銅的產(chǎn)生。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決`方案是:
一種將釩渣焙燒熟料急冷制備釩溶液的浸出工藝，其具體步驟如下:
1.1、釩渣采用鈉法焙燒后得到焙燒熟料，利用釩渣焙燒熟料急冷制備釩溶液浸出系統(tǒng)，熟料急冷浸出前，關(guān)閉浸出系統(tǒng)中閥門a、閥門b、閥門C、閥門d、閥門e和閥門f，將溫度> 5700C的焙燒熟料直接投入到裝有常溫水的布料斗中進(jìn)行急冷浸出，浸出時間為IOmin~30min，所述水與焙燒熟料的質(zhì)量比為1.5:1~3.5:1，固液分離得到熱浸出液和熱浸出渣，打開閥門f，將熱浸出液通過真空抽濾泵送至含釩溶液儲罐中；
1.2、打開閥門a，將一級淋洗罐內(nèi)的一級淋洗液加入到布料斗，所述一級淋洗液與焙燒熟料的質(zhì)量比為4:1~6:1，對熱浸出渣進(jìn)行逆流淋洗后，經(jīng)真空抽濾泵抽濾，將一級浸出液送至含釩溶液儲罐中，一級浸出液與熱浸出液混和得到釩溶液；一級淋洗完成后，關(guān)閉閥門f和閥門a，打開閥門b和閥門d，將二級淋洗罐內(nèi)的二級淋洗液加入到布料斗對經(jīng)過一級淋洗的浸出渣進(jìn)行逆流淋洗，所述二級淋洗液與焙燒熟料的質(zhì)量比為4:1~6:1，經(jīng)真空抽濾泵抽濾，將二級浸出液送至一級淋洗罐作為一級淋洗液使用；二級淋洗完成后，關(guān)閉閥門b和閥門d，打開閥門c和閥門e，將三級淋洗罐內(nèi)的三級淋洗液加入到布料斗對經(jīng)過二級淋洗的浸出渣進(jìn)行逆流淋洗至三級淋洗液含釩濃度< lg/L，所述三級淋洗液為水，經(jīng)真空抽濾泵抽濾，將三級浸出液送至二級淋洗罐作為二級淋洗液使用；
1.3、關(guān)閉閥門c和閥門e，檢測含釩溶液儲罐內(nèi)釩溶液濃度，釩溶液濃度< 25g/L時，送至一級淋洗罐內(nèi)作為一級淋洗液繼續(xù)淋洗熱浸出渣；釩溶液濃度> 25g/L時，作為合格釩溶液用于沉淀多釩酸銨或偏釩酸銨。
[0006]一種釩渣焙燒熟料急冷制備釩溶液浸出系統(tǒng)，具有布料斗，其特殊之處在于:所述布料斗的排液口通過管道與含釩溶液儲罐相連通，所述布料斗和含釩溶液儲罐之間的管道上設(shè)有真空抽濾泵，所述真空抽濾泵的液體出口還分別與一級淋洗罐的液體入口、二級淋洗罐的液體入口通過管道相連通，所述一級淋洗罐液體入口處的管道上設(shè)有閥門d，二級淋洗罐液體入口處的管道上設(shè)有閥門e，所述布料斗的淋洗液入口分別與一級淋洗罐的液體出口、二級淋洗罐的液體出口、三級淋洗罐的液體出口通過管道相連通，所述一級淋洗罐液體出口處的管道上設(shè)有閥門a，二級淋洗罐液體出口處的管道上設(shè)有閥門b，三級淋洗罐液體出口的管道上設(shè)有閥門C，所述含釩溶液儲罐的液體入口處的管道上設(shè)有閥門f。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
(1)避免釩青銅生成，提高轉(zhuǎn)浸率
釩渣焙燒熟料直接投入常溫水中急冷，加快了熟料的冷卻速度，使釩渣焙燒熟料能迅速冷卻至100°C以下，減少了不溶于水的釩青銅生成，使釩溶解于水中；高溫釩渣焙燒熟料急冷，熟料內(nèi)部應(yīng)力作用產(chǎn)生炸裂或裂縫，使水分子有效滲透到物料內(nèi)部，提高傳質(zhì)接觸面積，保證了可溶于水的釩最大程度的溶入水中，有效提高了釩渣的轉(zhuǎn)浸率，與傳統(tǒng)鈉法焙燒-水浸工藝相比，轉(zhuǎn)浸率提高至90%以上，殘渣含總釩降低至0.8%以下。
[0008](2)熟料中可溶性釩浸出速度加快，提高V03_的擴(kuò)散速率
高溫釩渣焙燒熟料與水接觸后將水迅速加熱至70°C以上，因熟料的比熱小于水，物料傳熱更加迅速，與傳統(tǒng)鈉法焙燒-水浸工藝用熱水浸泡常溫物料方式相比，固液相傳質(zhì)效率更高，有效提高V03_的擴(kuò)散速率。
[0009](3)提聞熱能利用率
將高溫熟料直接用水浸出，充分回收利用系統(tǒng)自身熱能，改變了先將高溫熟料使用冷卻裝置緩慢冷卻至100°c左右，再使用熱水浸出的傳統(tǒng)路線，減少高溫熟料因冷卻而造成的大量熱能的損失，熱能利用率提高了 70%，降低了綜合能耗顯著降低。
[0010](4)降低熟料粒度，減少設(shè)備數(shù)量，縮短工藝流程
釩渣焙燒熟料急冷水浸后，熟料粒度≤1mm，無需使用球磨機(jī)和振動篩等設(shè)備對熟料再次破碎和篩分，減少了設(shè)備使用數(shù)量和設(shè)備維修，降低了電能用量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的工藝流程簡圖。
[0012]圖中:1-布料斗，2-—級淋洗罐，3-二級淋洗罐，4-三級淋洗罐，5-真空抽濾泵，6-含釩溶液儲罐。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1
如圖所示，該釩渣焙燒熟料急冷制備釩溶液浸出系統(tǒng)，具有布料斗1，所述布料斗I的排液口通過管道與含釩溶液儲罐6相連通，所述布料斗I和含釩溶液儲罐6之間的管道上設(shè)有真空抽濾泵5，所述真空抽濾泵5的液體出口還分別與一級淋洗罐2的液體入口、二級淋洗罐3的液體入口通過管道相連通，所述一級淋洗罐2液體入口處的管道上設(shè)有閥門d，二級淋洗罐3液體入口處的管道上設(shè)有閥門e，所述布料斗I的淋洗液入口分別與一級淋洗罐2的液體出口、二級淋洗罐3的液體出口、三級淋洗罐4的液體出口通過管道相連通，所述一級淋洗罐2液體出口處的管道上設(shè)有閥門a，二級淋洗罐3液體出口處的管道上設(shè)有閥門b，三級淋洗罐4液體出口的管道上設(shè)有閥門C，所述含釩溶液儲罐6的液體入口處的管道上設(shè)有閥門f。
[0014]釩渣焙燒熟料浸出時，具體步驟如下:
1.1、將釩渣(含釩10wt%)采用鈉法焙燒后，得到釩渣焙燒熟料，利用釩渣焙燒熟料急冷制備釩溶液浸出系統(tǒng)，管道上的閥門a、閥門b、閥門C、閥門d和閥門e全部關(guān)閉，將溫度為7000C的釩渣焙燒熟料229kg直接投入到裝有800L常溫水的布料斗I中進(jìn)行急冷浸出，浸出時間為30min，固液分離，得到熱浸出液和熱浸出渣，打開閥門f，將熱浸出液通過真空抽濾泵5送至含釩溶液儲罐6中；
1.2、打開閥門a，將一級淋洗罐2內(nèi)的一級淋洗液1200L加入到布料斗I對熱浸出渣進(jìn)行逆流淋洗后，經(jīng)真空抽濾泵5抽濾，將一級浸出液送至含釩溶液儲罐6中，一級浸出液與熱浸出液混和得到釩溶液；一級淋洗完成后，關(guān)閉閥門f和閥門a，打開閥門b和閥門d，將二級淋洗罐3內(nèi)的二級淋洗液1200L加入到布料斗I對經(jīng)過一級淋洗的浸出渣進(jìn)行逆流淋洗，經(jīng)真空抽濾泵5抽濾，將二級浸出液送至一級淋洗罐2作為一級淋洗液使用；二級淋洗完成后，關(guān)閉閥門b和閥門d，打開閥門c和閥門e，將三級淋洗罐4內(nèi)的三級淋洗液加入到布料斗I對經(jīng)過二級淋洗的浸出渣進(jìn)行逆流淋洗至三級淋洗液含釩濃度< 0.4g/L，所述三級淋洗液為水，經(jīng)真空抽濾泵5抽濾，將三級浸出液送至二級淋洗罐3作為二級淋洗液使用，經(jīng)三級淋洗的浸出渣中含釩量為0.50wt%，轉(zhuǎn)浸率為95% ；
1.3、關(guān)閉閥門c和閥門e，檢測含釩溶液儲罐6內(nèi)一級浸出液和熱浸出液混合得到的釩溶液濃度，釩溶液濃度為25.6g/L，作為釩溶液用于沉淀多釩酸銨或偏釩酸銨。
`[0015]實(shí)施例2
釩渣焙燒熟料急冷制備釩溶液浸出系統(tǒng)同實(shí)施例1。
[0016]釩渣焙燒熟料浸出時，具體步驟如下:
1.1、將釩渣(含釩llwt%)采用鈉法焙燒后，得到釩渣焙燒熟料，利用釩渣焙燒熟料急冷制備釩溶液浸出系統(tǒng)，管道上的閥門a、b、c、d、e全部關(guān)閉，將溫度為570°C的釩渣焙燒熟料26.6kg直接投入到裝有40L常溫水的布料斗I中進(jìn)行急冷浸出，浸出時間為lOmin，固液分離，得到熱浸出液和熱浸出渣，打開閥門f，將熱浸出液通過真空抽濾泵5送至含釩溶液儲6中；
1.2、打開閥門a，將一級淋洗罐2內(nèi)的一級淋洗液130L加入到布料斗I對熱浸出渣進(jìn)行逆流淋洗后，經(jīng)真空抽濾泵5抽濾，將一級浸出液送至含釩溶液儲罐6中，一級浸出液與熱浸出液混和得到釩溶液；一級淋洗完成后，關(guān)閉閥門f和閥門a，打開閥門b和閥門d，將二級淋洗罐3內(nèi)的二級淋洗液130L加入到布料斗I對經(jīng)過一級淋洗的浸出渣進(jìn)行逆流淋洗，經(jīng)真空抽濾泵5抽濾，將二級浸出液送至一級淋洗罐2作為一級淋洗液使用；二級淋洗完成后，關(guān)閉閥門b和閥門d，打開閥門c和閥門e，將三級淋洗罐4內(nèi)的三級淋洗液加入到布料斗I對經(jīng)過二級淋洗的浸出渣進(jìn)行逆流淋洗至三級淋洗液含釩濃度為0.lg/L，所述三級淋洗液為水，經(jīng)真空抽濾泵5抽濾，將三級浸出液送至二級淋洗罐3作為二級淋洗液使用，經(jīng)三級淋洗的浸出渣中含釩量為0.30wt%，轉(zhuǎn)浸率為97.27 % ；
1.3、關(guān)閉閥門c和閥門e，檢測含釩溶液儲罐6內(nèi)一級浸出液和熱浸出液混合得到的釩溶液濃度，釩溶液濃度為25.7g/L，用于沉淀多釩酸銨或偏釩酸銨。
[0017]實(shí)施例3
釩渣焙燒熟料急冷制備釩溶液浸出系統(tǒng)同實(shí)施例1。
[0018]釩渣焙燒熟料浸出時，具體步驟如下:
1.1、將釩渣(含釩20wt%)采用鈉法焙燒，得到釩渣焙燒熟料，利用釩渣焙燒熟料急冷制備釩溶液浸出系統(tǒng)，管道上的閥門全部關(guān)閉，將溫度為600°C的釩渣焙燒熟料15kg直接投入到裝有50L常溫水的布料斗I中進(jìn)行急冷浸出，浸出時間為20min，固液分離，得到熱浸出液和熱浸出渣，打開閥門f，將熱浸出液通過真空抽濾泵5送至含釩溶液儲罐6中；
1.2、打開閥門a，將一級淋洗罐2內(nèi)的一級淋洗液90L加入到布料斗I對熱浸出渣進(jìn)行逆流淋洗后，經(jīng)真空抽濾泵5抽濾，將一級浸出液送至含釩溶液儲罐6中，一級浸出液與熱浸出液混和得到釩溶液；一級淋洗完成后，關(guān)閉閥門f和閥門a，打開閥門b和閥門d，將二級淋洗罐3內(nèi)的二級淋洗液90L加入到布料斗I對經(jīng)過一級淋洗的浸出渣進(jìn)行逆流淋洗，經(jīng)真空抽濾泵5抽濾，將二級浸出液送至一級淋洗罐2作為一級淋洗液使用；二級淋洗完成后，關(guān)閉閥門b和閥門d，打開閥門c和閥門e，將三級淋洗罐4內(nèi)的三級淋洗液加入到布料斗I對經(jīng)過二級淋洗的浸出渣進(jìn)行逆流淋洗至三級淋洗液含釩濃度為0.lg/L，所述三級淋洗液為水，經(jīng)真空抽濾泵5抽 濾，將三級浸出液送至二級淋洗罐3作為二級淋洗液使用，經(jīng)三級淋洗的浸出渣中含釩量為0.60wt%，轉(zhuǎn)浸率為97% ；
1.3、關(guān)閉閥門c和閥門e，檢測含釩溶液儲罐6內(nèi)一級浸出液和熱浸出液混合得到的釩溶液濃度，釩溶液濃度為26.9g/L，用于沉淀多釩酸銨或偏釩酸銨。
[0019]對比例I
1.1、將釩渣(含釩10wt%)采用鈉法焙燒后，得到釩渣焙燒熟料，將釩渣焙燒熟料22.9kg自然冷卻至150°C以下，熟料粒度大于Imm的占10%，使用振動篩將熟料篩分，篩出Imm以上的塊狀熟料后使用球磨機(jī)磨細(xì)至粒度小于0.5mm,將粒度小于0.5mm的釩渣焙燒熟料加入到裝有80L熱水(80°C)的布料斗I中浸泡30min后，過濾得到浸出液和浸出渣；
1.2、打開閥門a，將一級淋洗罐2內(nèi)的一級淋洗液115L加入到布料斗I對浸出渣進(jìn)行逆流淋洗后，經(jīng)真空抽濾泵5抽濾，將一級浸出液送至含釩溶液儲罐6中，一級浸出液與熱浸出液混和得到釩溶液；一級淋洗完成后，關(guān)閉閥門f和閥門a，打開閥門b和閥門d，將二級淋洗罐3內(nèi)的二級淋洗液115L加入到布料斗I對經(jīng)過一級淋洗的浸出渣進(jìn)行逆流淋洗，經(jīng)真空抽濾泵5抽濾，將二級浸出液送至一級淋洗罐2作為一級淋洗液使用；二級淋洗完成后，關(guān)閉閥門b和閥門d，打開閥門c和閥門e，將三級淋洗罐4內(nèi)的三級淋洗液加入到布料斗I對經(jīng)過二級淋洗的浸出渣進(jìn)行逆流淋洗至三級淋洗液含釩濃度為0.4g/L，所述三級淋洗液為水，經(jīng)真空抽濾泵5抽濾，將三級浸出液送至二級淋洗罐3作為二級淋洗液使用，經(jīng)三級淋洗的浸出渣中含釩量為1.8wt%，轉(zhuǎn)浸率為82%。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例1~實(shí)施例3和對比例I中的轉(zhuǎn)浸率計算公式為:轉(zhuǎn)浸率=(釩渣含釩量-三級淋洗的浸出渣中含釩量)+釩渣含釩量X100%。
【權(quán)利要求】
1.一種將釩渣焙燒熟料急冷制備釩溶液的浸出工藝，其特征是:具體步驟如下: 1.1、釩渣采用鈉法焙燒后得到焙燒熟料，利用釩渣焙燒熟料急冷制備釩溶液浸出系統(tǒng)，熟料急冷浸出前，關(guān)閉浸出系統(tǒng)中閥門a、閥門b、閥門C、閥門d、閥門e和閥門f，將溫度> 570 V的焙燒熟料直接投入到裝有常溫水的布料斗中進(jìn)行急冷浸出，浸出時間為IOmin~30min，所述水與焙燒熟料的質(zhì)量比為1.5:1~3.5:1，固液分離得到熱浸出液和熱浸出渣，打開閥門f，將熱浸出液通過真空抽濾泵送至含釩溶液儲罐中； 1.2、打開閥門a，將一級淋洗罐內(nèi)的一級淋洗液加入到布料斗，所述一級淋洗液與焙燒熟料的質(zhì)量比為4:1~6:1，對熱浸出渣進(jìn)行逆流淋洗后，經(jīng)真空抽濾泵抽濾，將一級浸出液送至含釩溶液儲罐中，一級浸出液與熱浸出液混和得到釩溶液；一級淋洗完成后，關(guān)閉閥門f和閥門a，打開閥門b和閥門d，將二級淋洗罐內(nèi)的二級淋洗液加入到布料斗對經(jīng)過一級淋洗的浸出渣進(jìn)行逆流淋洗，所述二級淋洗液與焙燒熟料的質(zhì)量比為4:1~6:1，經(jīng)真空抽濾泵抽濾，將二級浸出液送至一級淋洗罐作為一級淋洗液使用；二級淋洗完成后，關(guān)閉閥門b和閥門d，打開閥門c和閥門e，將三級淋洗罐內(nèi)的三級淋洗液加入到布料斗對經(jīng)過二級淋洗的浸出渣進(jìn)行逆流淋洗至三級淋洗液含釩濃度< lg/L，所述三級淋洗液為水，經(jīng)真空抽濾泵抽濾，將三級浸出液送至二級淋洗罐作為二級淋洗液使用； 1.3、關(guān)閉閥門c和閥門e，檢測含釩溶液儲罐內(nèi)釩溶液濃度，釩溶液濃度< 25g/L時，送至一級淋洗罐內(nèi)作為一級淋洗液繼續(xù)淋洗熱浸出渣；釩溶液濃度> 25g/L時，作為合格釩溶液用于沉淀多釩酸銨或偏釩酸銨。
2.一種釩渣焙燒熟料急冷制備釩溶液浸出系統(tǒng)，具有布料斗，其特征是:所述布料斗的排液口通過管道與含釩溶液儲罐相連通，所述布料斗和含釩溶液儲罐之間的管道上設(shè)有真空抽濾泵，所述真空抽濾泵的液體出口還分別與一級淋洗罐的液體入口、二級淋洗罐的液體入口通過管道相連通，所述一級淋洗罐液體入口處的管道上設(shè)有閥門d，二級淋洗罐液體入口處的管道上設(shè)有閥·門e，所述布料斗的淋洗液入口分別與一級淋洗罐的液體出口、二級淋洗罐的液體出口、三級淋洗罐的液體出口通過管道相連通，所述一級淋洗罐液體出口處的管道上設(shè)有閥門a，二級淋洗罐液體出口處的管道上設(shè)有閥門b，三級淋洗罐液體出口的管道上設(shè)有閥門C，所述含釩溶液儲罐的液體入口處的管道上設(shè)有閥門f。
【文檔編號】C22B7/04GK103710552SQ201310728235
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】齊牧, 崔傳海, 王良, 趙小鈞, 趙華, 焦洪堅, 李寶玉, 李文慧, 敬軍, 楊錦銘 申請人:中信錦州金屬股份有限公司