[实用新型]处理转炉钒铬渣的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于金属提取领域，具体而言，本实用新型涉及处理转炉钒铬渣的系统。

背景技术

我国是一个贫铬的国家，97％的铬矿都依赖于进口。值得注意的是，攀枝花红格地区的高铬型钒钛磁铁矿中铬含量高达900万吨，铬与钒在原矿中的含量相当。国内对这种红格钒钛磁铁矿的处理方法为首先经过高炉冶炼成含钒铬铁水，然后在转炉中氧化吹炼出转炉钒铬渣(或简称钒铬渣)。转炉钒铬渣属钒铬相当或低钒高铬的高铬型钒渣，其铬含量(5％～13％)是普通钒渣的近10倍，具有较大的应用价值。现有技术对于该钒铬渣进行高温氧化钠化焙烧－水浸得到的低钒高铬溶液，含有较多的硅、铁、铝、磷等杂质，沉钒产品纯度不高，且得到的高铬溶液中含少量钒难以去除，目前条件下无法获得合格的铬产品。

钒铬的提取分离目前主要采用钠化焙烧-水浸-铵盐沉钒-废水还原沉淀铬的工艺，但该工艺目前仅适用于铬含量较低的低铬型钒渣。对于高铬型钒渣的钒铬分离，有先钙化焙烧提钒、再钠化焙烧提铬的分步提取工艺，但该方法经济性较差，且制得钒、铬产品纯度不高。不同来源的钒钛磁铁矿，得到钒铬含量不同的含铬钒渣，经不同的焙烧-浸出方法再得到不同的钒铬溶液体系，钒铬溶液的组分差异较大，这就加大了分离回收钒、铬的难度。针对传统的含铬钒渣，中科院过程所采用亚熔盐法分离回收钒、铬，钒和铬的浸出率可达95％和90％，但是高碱条件对反应器、管道、阀门、法兰等设备材质要求很高，实现工业化应用有一定难度。

迄今为止，钒铬渣中钒、铬提取及分离尚未有工业化生产的工艺技术，其主要的技术难点在于钒、铬难于实现高效提取且分离困难，钒铬资源的高效、清洁利用更是一大难题。因此，目前对于钒铬渣的处理技术有待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种处理转炉钒铬渣的系统。该系统不仅可以实现转炉钒铬渣中钒、铬的高效分离，并回收钒铬渣中的铁元素，还能大幅提高回收得到的钒、铬、铁最终产品的品位。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种处理转炉钒铬渣的系统，根据本实用新型的实施例，该系统包括：

直接还原装置，所述直接还原装置具有转炉钒铬渣入口、还原剂入口和还原焙砂出口；

磨矿磁选装置，所述磨矿磁选装置具有还原焙砂入口、铁粉出口和除铁钒铬渣出口，所述还原焙砂入口与所述还原焙砂出口相连；

氧化钙化焙烧装置，所述氧化钙化焙烧装置具有除铁钒铬渣入口、钙盐入口、空气入口和高价钒酸钙熟料出口，所述除铁钒铬渣入口与所述除铁钒铬渣出口相连；

碳酸浸出装置，所述碳酸浸出装置具有高价钒酸钙熟料入口、碳酸溶液入口、铬渣出口和含钒浸出液出口，所述高价钒酸钙熟料入口与所述高价钒酸钙熟料出口相连；

沉钒-煅烧装置，所述沉钒-煅烧装置具有含钒浸出液入口、铵盐入口、酸度调节剂入口和五氧化二钒出口，所述含钒浸出液入口与所述含钒浸出液出口相连。

根据本实用新型实施例的处理转炉钒铬渣的系统，因转炉钒铬渣的主要物相为FeO·(Cr，V，Ti)₂O₃和2FeO·SiO₂，即钒、铬和部分铁主要以钒铁和铬铁尖晶石的形式存在，还有一部分铁以铁橄榄石的形式存在，根据金属的活泼程度不同，在还原剂的作用下，铁优先被还原，经磨矿磁选后得到铁粉和除铁钒铬渣。通过将除铁钒铬渣进行氧化钙化焙烧，可使得除铁钒铬渣中的钒尽可能氧化为五价钒，在碳酸浸出处理时，五价钒可转移到液相中，从而与铬渣分离开，得到铬渣和含钒浸出液，铬渣中的铬可单独作为提铬资源利用，如此，实现了钒与铬的分离和回收，含钒浸出液再经沉钒-煅烧处理，可得到五氧化二钒。整个工艺实现了铁、钒和铬的高效分离，且钒和铬的品位大幅提升，同时使得铁的回收率不小于85％，钒的回收率不小于88％，铬的回收率不小于86％，达到了铁、钒和铬资源综合回收利用的效果。

另外，根据本实用新型上述实施例的处理转炉钒铬渣的系统，还可以具有如下附加的技术特征：

任选的，所述直接还原装置为转底炉或气基竖炉。由此，有利于提高转炉钒铬渣的还原效率，从而实现铁的高效回收。

任选的，所述氧化钙化焙烧装置为转底炉、回转窑或多层焙烧炉。由此，有利于提高除铁钒铬渣中钒的氧化效率。

任选的，所述沉钒-煅烧装置为沉钒设备和煅烧设备的联动装置。由此，有利于实现钒的高效回收，同时提高钒的回收率。