一種含釩石煤分粒級流態(tài)化焙燒提取釩的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含釩石煤分粒級流態(tài)化焙燒提取釩的方法。其技術(shù)方案是：將含釩石煤原礦破碎分級為四種粒徑級別顆粒，以d表示含釩石煤原礦顆粒粒徑，將100份質(zhì)量的d＜0.1mm的顆粒與1~3份質(zhì)量的水泥混合，加水，制得粒徑為1~3mm的小球，干燥。將粒徑3mm＞d≥1mm、1mm＞d≥0.45mm、0.45mm＞d≥0.1mm和干燥后的小球分別置入流態(tài)化焙燒爐，在700~900°C條件下焙燒5~35min，自然冷卻；分別磨碎，混合，制得焙砂；將150~500份質(zhì)量的體積濃度為10~25%的硫酸、1~7份質(zhì)量的CaF2和100份質(zhì)量的焙砂混合，在80~100℃條件下攪拌1~6h，固液分離，浸出液用于后續(xù)凈化富集作業(yè)。本發(fā)明具有焙砂產(chǎn)率高、焙燒時間短、環(huán)境友好和釩浸出率高的特點(diǎn)。
【專利說明】一種含釩石煤分粒級流態(tài)化焙燒提取釩的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石煤提釩【技術(shù)領(lǐng)域】。具體涉及一種含釩石煤分粒級流態(tài)化焙燒提取釩 的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 石煤是我國重要的含釩資源，從石煤中提釩是開發(fā)利用釩資源的一個發(fā)展方向。 石煤提釩要解決的主要問題是在提高V 205浸出率和回收率的前提下，如何降低消耗和避免 環(huán)境污染，研究方向是開發(fā)低消耗低成本的清潔生產(chǎn)工藝。為改變傳統(tǒng)焙燒工藝過程中產(chǎn) 生的HC1、C1 2、S02等氣體對環(huán)境造成的污染，并改善釩回收利用率低的現(xiàn)象，科技工作者開 發(fā)和研究了石煤提釩新工藝，其特征是無氯焙燒或不焙燒直接浸出，這些工藝對于環(huán)境污 染問題雖有所改善，但仍存在一定的問題，比如直接酸浸工藝一般對原料適應(yīng)性較差，同時 由于過量添加劑和雜質(zhì)的存在使酸的耗量大大增加；鈣化焙燒的焙燒溫度高、焙燒時間長 會引起能耗增加，同時焙燒生成堿土金屬的釩酸鹽又不溶于水，必須用酸或堿作溶劑才能 將其中的釩溶解出來。所以，尋找高效、清潔的石煤提釩新工藝尤為重要。
[0003] 基于流態(tài)化焙燒技術(shù)具有燃料適應(yīng)性強(qiáng)，燃燒效率高，調(diào)節(jié)速度快以及易于實(shí)現(xiàn) 灰渣綜合利用等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為清潔燃燒劣質(zhì)燃料的主要工藝，且焙燒過程無需加入添加 齊U，有效地解決了環(huán)境污染問題。而且在回收利用灰渣中V 205的同時還能回收石煤中的熱 能，實(shí)現(xiàn)資源的高效利用。
[0004] 李社鋒等(李社鋒，方夢祥，王勤輝，施正倫，駱仲泱，倪明江.流化床焙燒石煤料球 提取v 205[j].燃燒科學(xué)與技術(shù)，2010,16 (4) :317-322.)研究了含釩石煤料球的流化床焙燒 提釩工藝，但得出的最佳焙燒溫度較高，為930°C，焙燒時間較長，為9(Tl00min，實(shí)驗(yàn)中使 用的焙燒料球粒級為(T6mm，焙燒成球率只有62%，而釩轉(zhuǎn)浸率只有50. 62%。周宛諭等（周 宛諭，施正倫，王勤輝，徐耀斌.循環(huán)流化床中含釩石煤料球的焙燒特性研究[J].動力工 程，2009, 29 (10) :904-908.)研究了含釩石煤料球的循環(huán)流化床焙燒特性，發(fā)現(xiàn)循環(huán)流化 床對石煤中的釩礦物具有良好的焙燒氧化作用，但焙燒產(chǎn)物為70%左右，在液固比為2、硫 酸濃度為15%和浸出溫度為90°C條件下，釩浸出率僅為70%，實(shí)驗(yàn)中使用的焙燒料球粒級為 0?8mm〇
[0005] 綜上所述，現(xiàn)有的石煤流態(tài)化焙燒提釩技術(shù)還存在焙燒時間長、焙砂的產(chǎn)率低、釩 浸出率不高的缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種焙燒時間短、焙砂產(chǎn)率高、環(huán)境友 好和釩浸出率高的含釩石煤分粒級流態(tài)化焙燒提取釩的方法。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案的具體步驟是： 步驟1、先將含釩石煤原礦破碎為粒徑〈3_的顆粒，再按顆粒粒徑為小于3_且大于 等于1 mm、小于1 mm且大于等于0· 45mm、小于0· 45mm且大于等于0· 1mm和小于0· 1mm進(jìn) 行分級，得到四種粒徑級別的含釩石煤原礦顆粒。
[0008] 步驟2、將100份質(zhì)量的粒徑小于0. 1_的含釩石煤原礦顆粒與Γ3份質(zhì)量的水泥 混合，得到混合料，再向混合料中加入5~10份質(zhì)量的水，制粒，制得粒徑為l~3mm的小球，再 進(jìn)行干燥，得到干燥后的小球。
[0009] 步驟3、將粒徑為小于3mm且大于等于1mm的含f凡石煤原礦顆粒、粒徑為小于1mm 且大于等于〇· 45mm的含f凡石煤原礦顆粒、粒徑為小于0· 45mm且大于等于0· 1mm的含鑰； 石煤原礦顆粒和干燥后的小球依次置入對應(yīng)的第一流態(tài)化焙燒爐、第二流態(tài)化焙燒爐、第 三流態(tài)化焙燒爐和第四流態(tài)化焙燒爐；第一流態(tài)化焙燒爐、第二流態(tài)化焙燒爐、第三流態(tài) 化焙燒爐和第四流態(tài)化焙燒爐的顆粒的流化速度依次為1. 25~1. 80m/s、l. 0(Tl. 60m/s、 0. 8(Tl. 60m/s和0. 6(Tl. 40m/s ;四個流態(tài)化焙燒爐的焙燒溫度為70(T900° C，焙燒時間 為5~35min，自然冷卻至室溫；然后分別磨碎至粒徑小于0. 074mm占65~85wt%，混合，制得焙 砂。
[0010] 步驟4、將15(Γ500份質(zhì)量的體積濃度為1(Γ25%的硫酸、1?7份質(zhì)量的CaF2和100 份質(zhì)量的焙砂混合，在8(n〇0°C條件下攪拌浸出l~6h，固液分離，得到浸出液和浸出渣，浸 出液用于后續(xù)凈化富集作業(yè)。
[0011] 所述的含釩石煤原礦的v205品位為0. 6~1. 4wt%，含釩石煤原礦的碳含量為 8"l3wt%〇
[0012] 由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果： 1、本發(fā)明采用細(xì)粒粉料直接制粒，制粒小球粒度為l~3mm，減少了流態(tài)化焙燒過程細(xì)粒 被氣流帶走的損失量，提高了焙砂的產(chǎn)率，焙砂產(chǎn)率達(dá)到80%以上。
[0013] 2、本發(fā)明采用不同的流化速度對四種粒級石煤原礦進(jìn)行流態(tài)化焙燒，充分發(fā)揮了 窄級別焙燒的優(yōu)勢，各個粒級原礦焙燒更充分，釩轉(zhuǎn)價效果更佳；縮短了焙燒時間，焙燒時 間只需5~35min，縮短了焙燒過程中物料顆粒之間，物料與爐壁之間的碰撞時間，減少了由 顆粒碰撞所產(chǎn)生的粉料，降低了粉料被氣流帶走的損失量，提高了焙砂的產(chǎn)率。而本發(fā)明對 含釩石煤原礦要求低，工藝適應(yīng)性強(qiáng)，焙燒過程無需添加添加劑，對環(huán)境較友好。釩的浸出 率較高，達(dá)到80%以上。
[0014] 因此，本發(fā)明具有焙燒時間短、焙砂產(chǎn)率高、環(huán)境友好和釩浸出率高的特點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對保護(hù)范圍的限制： 實(shí)施例1 一種含釩石煤分粒級流態(tài)化焙燒提取釩的方法。本實(shí)施例的具體步驟是： 步驟1、先將含釩石煤原礦破碎為粒徑〈3_的顆粒，再按顆粒粒徑為小于3_且大于 等于1 mm、小于1 mm且大于等于0· 45mm、小于0· 45mm且大于等于0· 1mm和小于0· 1mm進(jìn) 行分級，得到四種粒徑級別的含釩石煤原礦顆粒。
[0016] 步驟2、將100份質(zhì)量的粒徑小于0. 1_的含釩石煤原礦顆粒與Γ3份質(zhì)量的水泥 混合，得到混合料，再向混合料中加入5~10份質(zhì)量的水，制粒，制得粒徑為l~3mm的小球，再 進(jìn)行干燥，得到干燥后的小球。
[0017] 步驟3、將粒徑為小于3mm且大于等于1mm的含f凡石煤原礦顆粒、粒徑為小于1mm 且大于等于〇· 45mm的含f凡石煤原礦顆粒、粒徑為小于0· 45mm且大于等于0· 1mm的含鑰； 石煤原礦顆粒和干燥后的小球依次置入對應(yīng)的第一流態(tài)化焙燒爐、第二流態(tài)化焙燒爐、 第三流態(tài)化焙燒爐和第四流態(tài)化焙燒爐；第一流態(tài)化焙燒爐、第二流態(tài)化焙燒爐、第三流 態(tài)化焙燒爐和第四流態(tài)化焙燒爐的顆粒的流化速度依次為1. 25~1. 80m/s、l. 0(Tl. 60m/ s、0. 8(Γ?· 60m/s和0· 6(Γ?· 40m/s ;四個流態(tài)化焙燒爐所對應(yīng)的焙燒溫度依次為 700?770° C、75(T820°C、80(T87(rC、85(r90(rC，四個流態(tài)化焙燒爐所對應(yīng)的焙燒時間依 次為lCT20min、15?25min、2CT35min、5?15min，自然冷卻至室溫；然后分別磨碎至粒徑小于 0. 074mm占65?85wt%，混合，制得焙砂。
[0018] 步驟4、將15(Γ250份質(zhì)量的體積濃度為1(Γ20%的硫酸、廣3份質(zhì)量的CaF2和100 份質(zhì)量的焙砂混合，在8(T90°C條件下攪拌浸出l~4h，固液分離，得到浸出液和浸出渣，浸 出液用于后續(xù)凈化富集作業(yè)。
[0019] 所述的含釩石煤原礦的V205品位為0. 6~1. Owt%，含釩石煤原礦的碳含量為 8?10wt%。
[0020] 本實(shí)施例的焙砂產(chǎn)率為81?86%，釩浸出率82?88%。
[0021] 實(shí)施例2 一種含釩石煤分粒級流態(tài)化焙燒提取釩的方法。本實(shí)施例的具體步驟是： 步驟1、同實(shí)施例1的步驟1。
[0022] 步驟2、同實(shí)施例1的步驟2。
[0023] 步驟3、將粒徑為小于3mm且大于等于1mm的含f凡石煤原礦顆粒、粒徑為小 于1mm且大于等于0· 45mm的含f凡石煤原礦顆粒、粒徑為小于0· 45mm且大于等于0· 1mm 的含釩石煤原礦顆粒和干燥后的小球依次置入對應(yīng)的第一流態(tài)化焙燒爐、第二流態(tài)化 焙燒爐、第三流態(tài)化焙燒爐和第四流態(tài)化焙燒爐；第一流態(tài)化焙燒爐、第二流態(tài)化焙燒 爐、第三流態(tài)化焙燒爐和第四流態(tài)化焙燒爐的顆粒的流化速度依次為1. 2 5?1. 8 0 m/ s、 1. 0(Tl. 60m/s、0. 8(Tl. 60m/s和0. 6(Tl. 40m/s ;四個流態(tài)化焙燒爐所對應(yīng)的焙燒溫度依 次為77(T850° C、82(T900°C、70(r82(rC、77(r8(rC，四個流態(tài)化焙燒爐所對應(yīng)的焙燒時間 依次為lCT20min、15?25min、2CT35min、5?15min，自然冷卻至室溫；然后分別磨碎至粒徑小 于0. 074mm占65?85wt%，混合，制得焙砂。
[0024] 步驟4、將20(Γ400份質(zhì)量的體積濃度為15?25%的硫酸、2飛份質(zhì)量的CaF2和100 份質(zhì)量的焙砂混合，在85~95°C條件下攪拌浸出2飛h，固液分離，得到浸出液和浸出渣，浸 出液用于后續(xù)凈化富集作業(yè)。
[0025] 所述的含釩石煤原礦的V205品位為0· 8~L 2wt%，含釩石煤原礦的碳含量為 9?12wt%。
[0026] 本實(shí)施例的焙砂產(chǎn)率為79?84%，釩浸出率84?89%。
[0027] 實(shí)施例3 一種含釩石煤分粒級流態(tài)化焙燒提取釩的方法。本實(shí)施例的具體步驟是： 步驟1、同實(shí)施例1的步驟1。
[0028] 步驟2、同實(shí)施例1的步驟2。
[0029] 步驟3、將粒徑為小于3mm且大于等于1mm的含f凡石煤原礦顆粒、粒徑為小于1mm 且大于等于〇· 45mm的含f凡石煤原礦顆粒、粒徑為小于0· 45mm且大于等于0· 1mm的含鑰；
【權(quán)利要求】
1. 一種含釩石煤分粒級流態(tài)化焙燒提取釩的方法，其特征在于所述方法的具體步驟 是： 步驟1、先將含釩石煤原礦破碎為粒徑〈3_的顆粒，再按顆粒粒徑為小于3_且大于 等于1 mm、小于1 mm且大于等于0· 45mm、小于0· 45mm且大于等于0· 1mm和小于0· 1mm進(jìn) 行分級，得到四種粒徑級別的含釩石煤原礦顆粒； 步驟2、將100份質(zhì)量的粒徑小于0. 1mm的含釩石煤原礦顆粒與1~3份質(zhì)量的水泥混 合，得到混合料，再向混合料中加入5~10份質(zhì)量的水，制粒，制得粒徑為l~3mm的小球，再進(jìn) 行干燥，得到干燥后的小球； 步驟3、將粒徑為小于3mm且大于等于1mm的含f凡石煤原礦顆粒、粒徑為小于1mm且大 于等于0. 45mm的含f凡石煤原礦顆粒、粒徑為小于0. 45mm且大于等于0. 1mm的含f凡石煤原 礦顆粒和干燥后的小球依次置入對應(yīng)的第一流態(tài)化焙燒爐、第二流態(tài)化焙燒爐、第三流態(tài) 化焙燒爐和第四流態(tài)化焙燒爐；第一流態(tài)化焙燒爐、第二流態(tài)化焙燒爐、第三流態(tài)化焙燒爐 和第四流態(tài)化焙燒爐的顆粒的流化速度依次為1. 25~L 80m/s、l· 0(Γ1· 60m/s、0. 8(Γ?· 60m/ s和0. 6(Tl.40m/s ;四個流態(tài)化焙燒爐的焙燒溫度為70(Γ900° C，焙燒時間為5?35min，自 然冷卻至室溫；然后分別磨碎至粒徑小于0. 074mm占65~85wt%，混合，制得焙砂； 步驟4、將15(Γ500份質(zhì)量的體積濃度為1(Γ25%的硫酸、1~7份質(zhì)量的CaF2和100份 質(zhì)量的焙砂混合，在8(T10(TC條件下攪拌浸出l~6h，固液分離，得到浸出液和浸出渣，浸出 液用于后續(xù)凈化富集作業(yè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩石煤分粒級流態(tài)化焙燒提取釩的方法，其特征在所述的 含釩石煤原礦的V20 5品位為0. 6?1. 4wt%，含釩石煤原礦的碳含量為8?13wt%。
【文檔編號】C22B1/10GK104099484SQ201410372239
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】陳鐵軍, 黃獻(xiàn)寶, 張一敏, 劉濤, 馬浩 申請人:武漢科技大學(xué)