[发明专利]一种环保型立窑复合焙烧提钒方法

摘要

本发明提出了一种环保型立窑复合焙烧提钒方法，由以下步骤完成：原料粉碎、配料成球、立窑焙烧、焙烧烟气处理、浸出、沉钒、灼烧，该方法具有工艺流程短、占地面积小、机械化作业程度高、资源回收利用率高、节水节电、生产成本低、工业废水不外排、烟气达标排放和尾渣综合利用等优点，符合国家产业政策和循环经济要求。

主权项

1.一种环保型立窑符合焙烧提钒方法，其特征在于：由以下步骤完成：原料粉碎：含钒煤矿石，矿石经球磨机粉磨至20-40目粒度的矿粉。配料成球：合格的含钒矿粉、纯碱和工业盐均由原料仓下的自动配料装置按给定的配料比配出混合料，其质量比为是煤矸石∶氧化矿∶工业盐∶纯碱＝80-85∶11-13∶1-1.5∶4-6，配好的混合料经双轴搅拌机加适量水搅拌均匀后，再经专用压球机制球，料球经提升机输送上窑定量装入立窑，同时在立窑燃烧室内以仪表温控加入煤。立窑焙烧：料球用提升机送至窑面装窑后是自上向下自由沉落，与自窑体中上部引入的向上流动的热空气是逆向运动，大体过程共分三段：(1)、预热料球入窑后与经灼烧料层产生的废热空气逆流接触而被预热，失去大部分物理水分，同时有机相部分被氧化和开始分解，这一部分以对流传热为主，可称为预热带。预热带自加料口向下长约70-120cm，温度为350-700℃，排出料层的废热空气温度250-295℃。(2)、烧成经预热后向下沉落的料球直接与自燃烧室吸入的热空气相作用的约120-150cm范围可定义为烧成带。钒的氧化转化反应在这一区域内进行并完成。焙烧温度由含钒原料的性质与焙烧料的物相组成决定，通过试生产验证该项参数以820正负10℃为宜，焙烧时间3.5-5小时。该过程中以对流为主，传导为副，传热与传质同时存在。焙烧时主要反应式为：4NaCl+O₂＝2Na₂O+2Cl₂2V₂O₃+3Cl＝2VOCl₃+O₂4VOCl₃+3O₂＝2V₂O₅+6Cl₂Na₂O+V₂O₅＝2NaVO₃V₂O₅+Na₂CO₃→2NaVO₃+CO₂V₂O₅+2NaHCO₃→2NaVO₃+2CO₂+H₂O钠化后形成易溶于水的NaVO₃可溶钒。(3)、冷却焙烧完成后向下沉落的物料不与高温空气继续接触，而与窑底卸料篦子透入的冷空气相遇而进入冷却带，冷却带长约3-5m，冷却后出窑熟料温度约为350-500℃。焙烧烟气处理：焙烧过程中，经窑顶排出的烟气温度约250-295℃，立窑烟气由烟道经引风机送至复合净化塔，复合净化塔内部事先注入沉钒废液净化立窑烟气，立窑烟气经复合净化塔净化达标后送至烟囱排放。由复合净化塔排出的水渣混合物经真空过滤器过滤后，滤水返回浸出循环水系统循环使用；回收的滤渣返回配料系统重复使用。浸出：出立窑熟料经装运料车装入圆库形浸出罐，用清水喷淋溶解其中的可溶钒并在下渗中继续溶入，在底部排出时已达到一定的浓度，经聚集泵泵入高位贮液池中。喷淋一段时间后堆浸液浓度降低，此液再用作第二个罐的喷淋液，如此循环将多座罐串联成一动态完整的浸出系统。沉钒：向浸出液内加入一定量的NH₄Cl进行沉钒，在强烈搅拌1-3小时后，测得上清液中V₂O₅浓度＜0.03％时停止。静置8小时后泵出上清液至贮液池，作焙烧烟气的特设处理设备“复合净化塔”的处理液；沉淀物经离心过滤机过滤后得到中间产品-偏钒酸铵。其反应式为：NaVO₃+NH₄⁺→NH₄VO₃↓+Na⁺灼烧：偏钒酸铵经灼烧炉灼烧后得到五氧化二钒粉。五氧化二钒粉经检验分级、称量包装后储存或出厂。