[发明专利]提钒浸出设备和提钒浸出方法

说明书

技术领域

本发明涉及湿法冶金技术领域，尤其涉及一种提钒浸出设备以及采用该提钒浸出设备的提钒浸出方法。

背景技术

钒是一种重要的金属元素，用途广泛，约有85%—90%的钒应用于钢铁生产中。钒用于炼钢，能细化晶粒，提高钢的硬度和耐性。钒还用于硫酸工业和石化工业的催化剂中，用于飞机发动机、宇航船舱骨架、舰船的水翼和引进器、蒸汽涡轮机叶片和火箭发动机壳等的钒钛合金中，以及用于锂钒高容量电池中。钒在医药中被用作抗糖尿病及改善心血管功能的药物。甚至在陶瓷工业和太阳能工业，钒也有广泛的用途。

提钒的主要原料之一是钒钛磁铁矿，从钒钛磁铁矿中回收钒，常用的方法是将钒钛磁铁矿在高炉中冶炼出含钒生铁，再通过选择性氧化铁水，使钒氧化后进入炉渣，最后得到含量较高的含钒钢渣作为提钒的原料。

从钒渣中提钒一般都要经过湿法冶金过程，目前有代表性的提钒方法有酸浸碱溶法、钠化焙烧提钒法、钙化焙烧提钒法和溶剂萃取法。其主要的工艺单元有焙烧、浸出、溶液净化和沉钒等。

在提钒浸出工序中，影响浸出效率的因素比较多，主要包括搅拌混匀效果、浸出方式以及对浸出液pH值的控制。现有技术的缺陷在于难以保证混匀效果，无法时实控制浸出液的pH值和反应进程，容易造成提钒浸出收率偏低，并因酸或碱的过量加入而增大污水处理的负担。

发明内容

本发明的目的在于从设备和工艺两个方面提出创新设计，通过多层搅拌和在线监控的方法，从根本上解决因搅拌混合效果不佳、反应过程难以控制而导致的提钒浸出效率偏低的问题。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供一种提钒浸出设备，所述提钒浸出设备包括：罐体、设在罐体顶部的盖板、设在盖板上方的驱动电机、设在盖板下方的搅拌器、设在盖板上或罐体侧壁上部的多个进料口接管、设在罐体侧壁的不同位置处的取样口接管和pH值探头、沿圆周方向间隔设置在罐体内侧壁上的多个挡板以及设在罐体底部的出料口接管。

其中，在盖板下方还设置有搅拌轴，搅拌轴的上端与驱动电机的驱动轴连接，搅拌轴的下端通过支承件固定连接到罐体的底壁上，搅拌器安装在所述搅拌轴上，所述搅拌器在竖直方向上设置为至少两层，并且相邻的两层搅拌器的搅拌方向不同。

根据本发明的一方面，所述相邻的两层搅拌器分别采用径向流搅拌桨和轴向流搅拌桨。

根据本发明的一方面，所述进料口接管包括钒渣进料口接管、稀硫酸进料口接管和水进料口接管。

根据本发明的一方面，所述取样口接管设置在罐体的不同高度处并且沿罐体圆周方向间隔均匀地分布。

根据本发明的一方面，所述pH值探头设置在罐体的不同高度处并且沿罐体圆周方向间隔均匀地分布。

根据本发明的一方面，所述进料口接管、取样口接管和出料口接管上设有手动阀门或自动阀门。

根据本发明的一方面，所述挡板的上端高于液面，挡板的下端低于最底层的搅拌器。

根据本发明的一方面，所述罐体和盖板的内壁设有抗腐蚀砖。

根据本发明的一方面，所述罐体的材质为普通碳钢，所述进料口接管、取样口接管、出料口接管、搅拌轴、搅拌器、支承件以及挡板的材质为不锈钢。

本发明的另一方面提供一种提钒浸出方法，所述提钒浸出方法包括采用所述提钒浸出设备，从进料口接管加入水，然后开启搅拌器，再从进料口接管同时且连续地加入钒渣熟料和稀硫酸，边加入边搅拌，待钒渣熟料和稀硫酸加入完毕后，继续运行搅拌器直至反应结束，停止搅拌器，将反应结束后的物料通过出料口接管排出。

根据本发明的另一方面，通过pH值探头在线测量提钒浸出反应过程的pH值，通过pH的变化调整物料添加量，实时监控反应过程。

根据本发明的另一方面，通过取样口接管在线取样分析提钒浸出反应效果，通过样品的含量变化确定反应结束时间，实时监控反应过程。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了根据本发明实施例的提钒浸出设备的结构示意图。

图示说明：1、阀门；2、盖板；3、齿轮电机；4、稀硫酸进料口接管；5、阀门；6、阀门；7、水进料口接管；8、1#取样口接管；9、阀门；10、2#取样口接管；11、阀门；12、3#取样口接管；13、阀门；14、径向流搅拌桨；15、搅拌轴；16、支承件；17、阀门；18、出料口接管；19、挡板；20、抗腐蚀砖；21、罐体；22/23/24、pH值探头；25、轴向流搅拌桨；26、钒渣进料口接管。