五氧化二钒焙烧工艺综述

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:941

随着近几年来,五氧化二市场价格的坚挺,行业效益的提高,各种提钒技术不断涌现,现主要分为两大派别:一是湿法提钒法,二为火法提钒法。

湿法提钒技术主要由核工业部下的一个研究院开发出来也叫酸化提钒技术,此技术对矿石的选择性强,生产中耗酸量大,100吨矿石需要15~25吨硫酸,相应在液体处理时需把液体调成中性,从而耗碱量也较高,吨成本中间原材料过高,另外废渣的堆放给环境造成一定的污染。此技术规模化实践应用是陕西山阳地区部分钒厂,2006年由于污染严重被政府强制性关闭;火法技术是将矿石通过焙烧,然后浸出提取钒。此技术的关键是焙烧方式与添加剂的不同。现对国内近几年来涌现出的焙烧方式做一综述,供贵公司参考,在选定工艺路线时,少走弯路,不足之处请指正。

一、平窑焙烧法

平窑焙烧法是一种经典的焙烧方法。经过长时间的实践检验,它是比较实用的一种焙烧方法,同时在实践中也发现了它的不足。最大的缺点是转浸率不稳定,一年四季转化率偏差大,就是在一天也有偏差。这主要是由于气流上升速度不同所造成的。由于此种焙烧方法是预先将矿料发热量配好,如果气流上升速度发生变化,只有通过调节烟囱风门来控制。此种调整方法很难找到最佳点,所以焙烧转化率一般只能稳定在40~50%之间。

二、多膛炉焙烧法

我国最早使用多膛炉焙烧法用于提钒行业是四川攀枝花钢公司,在生产中用于焙烧钒渣,钒渣高温带的焙烧温度为720~800℃。2006年辰溪宏大钒业有限公司在生产中也采用了此种焙烧方法,但效果均不理想,造成这种结果的主要原因是矿石在高温段停留时间不够。含钒石煤矿高温段最佳焙烧温度带比较窄,只有10~20℃的偏差幅度,又由于钒在焙烧过程中是一个不断氧化和转化的过程,需在最佳温度点停留5~6个小时,才能达到最高转化率。而此种焙烧方法是预先配好发热量,通过鼓入的空气量来调节温度的。而料从上至下是一个不断消耗热量的过程,想要在某一个温度点停留5~6个小时是不可行的。故此种炉型要用于含钒石矿的焙烧,还需要大量的工业实践来调整。

三、沸腾炉焙烧法

目前沸腾炉用于含钒石煤矿提钒行业,成功的只是在矿石脱碳这一步,其转化率只有10%以下。到目前为止还没有看到转化率在40%以上的案例。虽然现在有很多关于沸腾炉焙烧含钒石煤矿效果极佳的专利技术,但也仅仅只是文字的东西,在生产实践中应用很少,风险极大。沸腾炉焙烧含钒石煤矿,其难点在于矿石在炉内停留时间过短,要延长停留时间,只有无限扩大沸腾炉的容积,此方案投资大风险大。沸腾炉焙烧另一个缺点就是矿料和添加剂的接触不充分,达不到理想的转化率,此种焙烧方法还需大量的实践和技术完善才能确定其经济性。

四、回转窑焙烧法

回转窑焙烧法用于五氧化二钒提钒行业,我国最早的是四川攀枝花钢铁公司用于钒渣的焙烧,其焙烧高温段为720~800℃,钒渣中添加一定量的碳酸钠,采用长火焰燃烧器,高温段长度为20米左右,钒的转化率在90%以上。此焙烧原理是将钒渣在碳酸钠的作用下,烧成熔体,使钒转变成钒酸钠,钒渣在炉内不需要较长时间;另一点是钒渣含钒量一般在20%左右,添加剂相对于钒量的比值小。而含钒石煤矿的含钒量一般在1%左右,若按照矿石含量的12~15%添加,成本过高;其二是有的矿石不一定适用添加碳酸钠。2000年我在吉首建材化工总厂利用自治州的钒矿和原来烧硫化钡的回转窑试烧了两个月,结果没有成功,通过实践得出以下结论: 要矿石达到最佳转化率,矿石在高温段930℃左右的停留时间保持在5~6个小时,而回转窑要正常燃烧其高温点最低不能低于1100℃,而矿石的熔点不超过1000℃,所以矿石转化率所需要的最佳焙烧温度制约了回转窑的正常燃烧。

要克服此弊病,必须采取多个喷火点。根据产量的大小需增加5~10个喷火点,一个喷火点需要一个支点,原本回转窑的承重点为三组托轮,若喷火点增加的情况下,要使8~13个支点在加热受重的状态下都在一条直线上运转,从机械设计和制造角度出发,不通过大量的实验和实际运用,在企业实际生产中是不能够采用的,故此种焙烧方法现阶段用于实际生产建设投资过大,风险极大,只有待实践成熟后方可采用。

五、步进式焙烧法

本人通过各种炉型的焙烧原理结合含钒石煤矿获得最佳转化率的机理,设计了一种新型炉型——步进式焙烧炉

此炉型在河南省平顶山一厂家已经规模化生产,矿石的平均转化率稳定在70%以上,不管任何一种炉型都有其优点和缺点,现把此种炉型一年多的生产所表现出的优缺点做一总结: 优点 1、粉尘低,工作环境好。 2 、焙烧合格率高,一般在98%以上。 3、没有烧好的料可以返回重烧。 4、矿石和添加剂钙盐接触充分,转化率一般稳定在70%以上。 5、机械化程度高,避免了天气、人为因素等等对转化率的影响, 生产人员比平窑生产所需人员节省近40%。 6、容易控制,生产稳定 缺点 1、需要外热,能量利用率低,100吨矿石需5吨煤 2、投资较平窑大,同等规模需增加10%资

结束语

从目前在无氧化二钒焙烧工序,成功的炉型只有平窑和我们开发的步进式焙烧炉,其它的炉型要应用于实践还需要一段时日。

标签: 焙烧
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