[发明专利]一种由含钒原料制备钒酸钠的富氧焙烧方法

说明书

技术领域

本发明涉及碱金属钒酸钠制备技术领域，具体为一种由钒原料制备碱金属钒酸钠的富氧焙烧方法。

背景技术

众所周知，在目前可以选择的添加剂为氯化钠、硫酸钠及碳酸钠条件下，是以钒原料与添加剂在750-950℃反应制备碱金属钒酸钠。此反应一般在回转窑中，通过热焰气体直接加热反应，主要反应过程如以下方程式（1），（2），（3）, （4）, （5）.

V₂O₃+O₂= V₂O₅（1）

V₂O₄+1/2 O₂= V₂O₅（2）

NaCl+ V₂O₅+1/2 O₂=2NaVO₃+Cl₂↑ （3）

Na₂SO₄+ V₂O₅=2NaVO₃+SO₂↑+1/2 O₂↑ （4）

Na₂CO₃+ V₂O₅=2NaVO₃+CO₂↑ （5）

若大规模工业化生产，限制反应速率以及单位时间和单位空间收率的因素，为氧气向包括钒原料、氯化钠、硫酸钠及碳酸钠反应混合物中的通入速率。

一方面，由于混有直接加热的火焰气体，窑炉气体中的氧气含量一般限于8%-12%。另外，反应混合物释放CO₂或者水蒸气，由反应混合物料层溢出，与窑炉气体中的氧气流形成逆流。

为了提高反应速率，在窑尾通过喷嘴直接向料床表面提供附加氧气。通过证明，此方法并不十分有效。因为附加的氧气受到牵引，与烟道气体一起，通过窑炉迅速排放。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将含氧气体通过料床下喷嘴直接向反应物料床中注入，一方面氧气供应到整个料床床层范围，另外，料床范围内产生的CO₂和水蒸气在氧气消耗后，同剩余气体一起从料床排出，这样确保了反应混合物与氧气的有效接触，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： 一种由由含钒原料制备钒酸钠的富氧焙烧方法,将钒原料研磨至粒径小于120μm后，与氯化钠、硫酸钠及碳酸钠化合物混合后，放置于填充料组成的反应混合物料床上并注入含氧气体，在温度为750-950℃的回转窑中，通过热焰气体直接加热反应。

优选的，含氧气体的氧气含量≥21%。

优选的，氧气温度≥-20℃。

优选的，氧气压力为0.001Mpa～0.8 Mpa。

优选的，回转窑转速为50～200s/r。

优选的，含钒石煤含钒量为0.3-2wt%，含钒云母页岩含钒量为0.3-2wt%，钒铁渣含钒量2-25 wt%.。

优选的，添加剂为氯化钠、硫酸钠及碳酸钠，添加剂含量为5～12wt%，添加剂中氯化钠、硫酸钠及碳酸钠比例为40～60:20～40：10～30。

优选的，回转窑上设置有进气口、进料口、排气口及排料口，所述进气口处设置供气管路，供气管路外侧套设有冷却气管路，所述供气管路的出气口设置在回转窑侧壁，通过有料床下供气喷嘴与回转窑导通，所述进料口处通过螺旋传输器与料仓连接，所述排气口设置在进料口正上方，所述排料口设置在排气口相反侧的回转窑底部，排料口正上方的回转窑侧壁上设有燃烧器。

优选的，料床下供气喷嘴穿过回转窑表面，料床下供气喷嘴设置位置靠近排料口，料床下供气喷嘴的中轴线与所述回转窑的中轴线向垂直。

优选的，料床下供气喷嘴共6-20个，料床下供气喷嘴上配合设置有气阀。

优选的，回转窑底部侧面的供气管路上配合设置有从动辊。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过将含氧气体通过料床下喷嘴直接向反应物料床中注入，一方面氧气供应到整个料床床层范围，另外，料床范围内产生的CO₂和水蒸气在氧气消耗后，同剩余气体一起从料床排出，这样确保了反应混合物与氧气的有效接触。

附图说明

图1为本发明的回转窑结构示意图。