[发明专利]一种含钒页岩清洁焙烧改性方法

说明书

本发明公开了一种含钒页岩清洁焙烧改性方法。所述方法主要包括原料破碎、球磨、干燥、预热和焙烧工序，具体为：将含钒页岩原矿进行粉碎，然后加入石灰石或白云石再进行球磨处理，经过干燥处理后进入旋风预热器与焙烧烟气进行热交换得以预热，预热后的原料进入焙烧工序，进行焙烧改性，获得改性页岩，焙烧烟气的硫氧化物和氮氧化物满足排放标准，故烟气经过除尘后可直接排放。本发明操作简单，可实现含钒页岩焙烧改性的同时进行脱硫脱硝处理，省去后续专门的脱硫脱硝工序。

技术领域

本发明涉及化工、材料领域，特别涉及一种含钒页岩清洁焙烧改性方法。

背景技术

钒是一种重要的稀有金属元素，广泛应用在钢铁、有色、化工、储能、光学、电子、环保、医药、原子能等国民经济的诸多重要领域，被称为现代工业的味精。我国钒资源丰富，主要赋存于钒钛磁铁矿和石煤中。我国含钒页岩分布十分广泛，总储量618.8亿吨，其中已探明工业储量39亿吨，含量大于0.5％的储量为7707.5万吨，是我国钒钛磁铁矿中V₂O₅储量的2.7倍，仅湘、鄂、赣等7省的石煤中五氧化二钒储量就达11797万吨。因此，我国对含钒页岩中钒资源提取、开发十分重视，涌现出多种石煤提钒的技术。

从20世纪60年代就开始对含钒页岩提钒进行研究，70年代开始工业生产，通常采用火法焙烧-湿法提钒工艺和全湿法提钒工艺技术路线。火法焙烧-湿法技术过程通常采用钠化焙烧或钙化焙烧，然后用酸进行浸取。然而在焙烧过程中会产生硫、氮氧化物，需要进行脱硫脱硝处理。中国专利CN103270195B采用竖炉焙烧石煤钒矿，焙烧烟气经过除尘后进行脱硫处理。然而，所述技术并未涉及脱硝处理。中国专利CN103215440B在石煤中加入煤用催化剂、固硫剂和脱硫剂，于700-1050℃条件下焙烧，进行脱硫处理。然而，所述方法并未涉及脱硝处理，且在原料中加入煤用催化剂，增加了原料处理成本。中国专利CN112811660A采用专门的脱硝塔对废气进行脱硝处理，但并未进行脱硫处理。

因此，从目前公开的页岩焙烧过程脱硫脱硝技术来看，还主要存在两个问题：(1)脱硫和脱硝需要分开处理，并未实现硫氧化物和氮氧化物的同时脱除；(2)脱硫脱硝基本上仍采用专门的脱硫脱硝装置，尚未实现页岩焙烧过程中原位脱除硫氧化物和氮氧化物。

因此，结合含钒页岩焙烧过程的特点，设计了含钒页岩焙烧过程中在焙烧反应器中实现原位脱硫脱硝技术及系统，而无需在后端进行烟气脱硫脱硝处理，且充分考虑烟气余热回收，实现烟气显热的有效利用。

发明内容

针对现有含钒页岩焙烧过程中脱硫脱硝存在的问题，本发明提供了一种含钒页岩清洁焙烧改性的系统及方法，即在原料中加入石灰石或白云石，与焙烧烟气进行换热处理后进入焙烧反应器，并喷入脱硝剂，含钒页岩焙烧的同时实现脱硝处理。本发明具有操作简单，实现焙烧反应器内原位脱硫脱硝，省去了后续的脱硫脱硝环节，同时实现了烟气热量的回收利用。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种含钒页岩清洁焙烧改性方法，所述方法主要包括破碎工序1、球磨工序2、干燥粉碎工序3、预热工序4、焙烧工序5和烟气除尘工序6，具体按以下步骤进行：

1)将原料送入破碎工序1，进行破碎处理；

2)将破碎工序1得到的粉体与石灰石或白云石混合后，送入球磨工序2进行球磨处理，获得混合均匀的粉体；

3)将球磨工序2获得的混合粉体送入干燥破碎工序3进行干燥处理，获得干燥后的混合粉体；

4)将干燥破碎工序3获得的干燥混合粉体送入预热工序4，与焙烧工序5的热烟气进行热交换得以预热；

5)将预热工序4经过预热后的混合粉体送入焙烧工序5，同时加入脱硝剂，在空气气氛下进行焙烧处理，获得改性页岩，焙烧产生的烟气则送入预热工序4，然后进入烟气除尘工序6，经过除尘后排放。