[发明专利]一种强化转炉钒渣钙化提钒的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种强化转炉钒渣钙化提钒的方法。

背景技术

钒是重要的战略物资，被称为“现代工业的味精”，被广泛应用于钢铁工业、化学工业、航空航天工业、轻纺工业和医学等诸多领域。其中大约87%的钒应用于钢铁工业中。

目前，我国90%以上的金属钒或钒铁合金的生产都是以钒钛磁铁矿为原料生产的。国内主要以钒钛磁铁矿为原料，采用高炉－转炉双联工艺生产普钢和钒渣。从含钒炉渣中提取五氧化二钒最为成熟的工艺是钠化提钒法。钠化提钒法是以钠盐为添加剂在回转窑中氧化焙烧，将钒转化为水溶性钒酸盐，然后通过浸出、沉钒、煅烧等工艺得到V₂O₅产品。

然而，目前整个工艺流程中钒的回收率仅为42%左右。钠化提钒技术虽然成熟并具有许多优点，但是其对环境造成了严重污染，如有害气体的排放，废渣废水中的钠污染。随着对环境问题的关注和环境保护的立法的健全，钠化提钒的局限性日益突出。

钙化提钒方法是一种可替代传统钠化提钒方法的清洁生产工艺，但是基础研究和工业实践指出：钙化提钒工艺钒转浸率低已经成为其限制其完全取代钠化提钒工艺的致命缺点。钙化焙烧效果直接影响钒转浸率，虽然提高焙烧温度可以改善焙烧的速率和效率，但是提高回转窑焙烧温度易造成原料的烧结形成结圈，降低生产效率。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种强化转炉钒渣钙化提钒的方法，旨在提高转炉钒渣钙化焙烧效率，降低焙烧温度以缓解回转窑结圈现象。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种强化转炉钒渣钙化提钒的方法，包括以下步骤：

1）将工业选铁后的含钒渣作为原料，将原料破碎至粒度小于125微米，然后磁选以去除金属铁，得到钒渣细粉。

2）将步骤1）得到的钒渣细粉进行球磨活化，得到活化钒渣。

3）将步骤2）中得到的活化钒渣与粉末状的含钙化合物按照钒钙摩尔比1：1混合均匀，得到配钙混料。

4）将步骤3）得到的配钙混料在700~900℃的氧化焙烧炉中焙烧1h，然后空冷至室温，再破碎至粒度小于125微米，得到焙烧熟料。

5）将浸出液与步骤4）得到的焙烧熟料在50℃下按质量比为5:1混合形成混合液，再持续搅拌60min，将混合液过滤分离以去除浸出残渣，得到含钒浸出滤液，用于后续净化提钒；所述浸出液的pH值为2.5。

其中，所述钒渣细粉的粒度为1.7～125微米，平均粒径为50微米，比表面积为0.2m²/g。所述活化钒渣的粒度为0.04～45微米，平均粒度为1～5微米，比表面积为2.5～3.3m²/g。

作为优化，为保证球磨活化的效果 ，步骤2）中所述的球磨活化使用高能球磨机进行球磨活化，使用时的料球质量比为5:1，该高能球磨机的转速设定为400rpm，球磨时间为20～80min。

为降低成本，所述浸出液选用 pH值为2.5的硫酸溶液。

作为优化，为保证浸出的效果，进一步提高浸出率，步骤5）在持续搅拌过程中还需不断加入质量浓度为15%的硫酸溶液，以使混合液的pH值保持在2.5±0.2。

作为优化，所述的含钙化合物为氧化钙或碳酸钙。

作为优化，所述的氧化焙烧炉为回转窑、隧道窑或马弗炉等氧化焙烧设备。

作为优化，为使浸出液与焙烧熟料充分反应，步骤5）中持续搅拌的速率为200rpm。

与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、相比传统钙化焙烧工艺中采用提高焙烧温度来提高氧化焙烧效率，本发明采用机械活化手段来提高氧化焙烧效率，将氧化焙烧温度降低了100℃左右。

2、在保证氧化焙烧效果的情况下，本发明通过降低焙烧温度可以降低烧结物相出现的比例，有效的缓解了回转窑结圈的问题。

3、本发明采用机械活化强化了转炉钒渣钙化提钒效果，机械活化后的钒渣粒度更小，比表面积更大，晶粒尺寸越小，晶格应变越大，也有利于浸出，使得钒的最大浸出率提高了3%左右。

4、机械活化强化工艺比较成熟，球磨设备简单，操作简单，适用范围广。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为未活化钒渣细粉配钙混料等温氧化热重图；

图3为球磨80min活化钒渣配钙混料等温氧化热重图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。