[发明专利]一种制备V2O5片钒的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及V₂O₅片钒的制备方法，具体涉及一种以偏钒酸氨或多钒酸氨为原料，采用三步法制备V₂O₅片钒的工艺方法。

背景技术

V₂O₅是钒的氧化物中应用最广泛的产品，它是生产金属钒、钒铁合金、和其它钒基合金的中间产品，也是制造钒催化剂的原料，还用于制造彩色玻璃和陶瓷。同时，它还是重要的冶金和化工原料之一。用V₂O₅制造钒钢和其它非铁合金，可使合金质地致密，韧性、弹性、强度、耐磨性和抗冲击比提高，因而广泛地用于国防、航空、宇航、原子能等工业部门。在化学工业中，V₂O₅很早就被用作接触法硫酸的催化剂，还用作苯胺黑染料和有机合成的催化剂，它不仅价廉、活性大，且不易中毒。

提钒原料主要来自钒矿、钒渣、石煤、废钒催化剂、石油和沥青废料等，应用较多的是钒渣、石煤和废钒催化剂。

目前国际上不管用什么原料生产V₂O₅，都要经过沉钒得到“红饼”或“黄饼”，然后再进一步加工成V₂O₅片钒。现使用“红饼”或“黄饼”为原料生产V₂O₅片钒的工艺方法主要有一步法和三步法。

国内以及俄罗斯的钒生产厂家采用一步法，即脱水、脱氨和熔化在同一电炉进行，炉温为1000～1200℃。这种方法物料受热不均，转化率低，钒的理想回收率在95％左右，实际仅有90％。此外，可以将沉钒得到的“红饼”从炉顶加料到反射炉内，用重油或煤气加热，炉膛温度控制在900～1100℃，钒水从出铁口流出，在旋转粒化台铸成一定厚度的薄片。在熔化过程中如果温度过高会造成V₂O₅的挥发损失，所以控制温度是比较重要的。另外，在用“黄饼”做原料时，只有当氨全部脱出后才能将低价钒氧化物再氧化为高价的V₂O₅。因此，一步法熔化周期长，热利用率低，能耗高，粉尘和烟气污染严重。

欧美、南非等地采用三步法，首先在干燥器中脱水，然后在回转炉中脱氨，最后在电炉内熔化，出炉后经水冷的旋转粒化台铸成一定厚度的薄片。德国的三段熔化法首先采用气流干燥设备干燥，将多钒酸氨加入干燥机内，同时通入热风，再将脱水后的多钒酸氨送至不锈钢回转炉，其外部用天然气加热，在550℃左右脱氨得到V₂O₅粉钒，最后在三相电弧炉内熔化，出炉后经粒化台制片。南非海威尔德的湾特拉厂首先将多钒酸氨在外部用电加热的旋转干燥器中干燥，再将干燥后的物料送入外部电加热装置脱氨，最后在硅碳棒加热炉内熔化成钒水，注入到旋转的水冷钢轮中，再从钢轮上刮下凝固的V₂O₅片钒。这种方法的热效率为30％～40％，钒的回收率为95％～96％。

发明内容

本发明目的是在已有技术的基础上，提供一种以偏钒酸氨或多钒酸氨为原料，采用三步法制备V₂O₅片钒的工艺方法，实现连续性操作和全自动化生产过程，缩短工艺流程，充分利用热能，提高物料回收利用率，减少环境污染。

本发明的技术方案是：以偏钒酸氨或多钒酸氨为原料，首先经干燥器，在温度为200～600℃下干燥，然后进入脱氨氧化反应器，在温度为500～700℃下进行脱氨氧化反应，再经熔化炉，在温度为700～900℃下熔化成钒水，最后制片，要点是上述滤饼状原料连续加入到干燥器中，干燥器选用闪蒸干燥机，通入热风，经2～60s打散和干燥后，进入第一捕集器，再由给料装置送入到脱氨氧化反应器中，脱氨氧化反应器选用煅烧分解炉，通入空气，经2～60s的脱氨氧化反应，反应物料由气流带入第二捕集器，氨气排出，反应物料从炉上部喷入雾化熔化炉中，经加热熔化成V₂O₅液滴后入熔池，产生的热空气排出，钒水经出料口进入到制片机制成片钒产品。

滤饼状原料连续加入闪蒸干燥机，经打散和干燥后形成粉状，进入第一捕集器，再由给料装置选用螺旋给料机送入煅烧分解炉。

物料在煅烧分解炉脱氨氧化反应后，反应物料由气流带入第二捕集器，所排出的氨气进入吸收塔，经硫酸吸收形成硫酸氨回收利用。

由雾化熔化炉产生的热空气送入闪蒸干燥机中，作为热源利用。