[发明专利]一种含钒矿物质硫酸化低温焙烧的方法及装置

说明书

本发明公开了一种含钒矿物质硫酸化低温焙烧的方法及装置，含钒矿物质与硫酸混合；混匀后的物料送入旋转反应器中进行硫酸化焙烧，反应生成酸化料；酸化焙烧过程中产生的酸化尾气自旋转反应器导出送入尾气回收处理装置；从旋转反应器尾端排出的酸化料送入旋转冷却器冷却，冷却后的酸化料送至水浸装置。本发明采用硫酸化低温焙烧含钒矿物质，含钒矿物质浸出率高，反应低温可控，物料与加热介质不接触，大大减少酸化过程中产生的尾气量和粉尘量，能耗低，生产效率高。

技术领域

本发明属于冶金石煤提钒技术领域，具体涉及一种含钒矿物质硫酸化低温焙烧的方法及装置。

背景技术

钒是一种非常重要的战略性资源，是重要的钢铁和有色金属合金元素，世界上的钒90％用于钢铁工业，钒及其合金广泛用于冶金、石油化工、机械建筑、原子能工业、汽车制造、航空航天、医疗卫生、国防工业及超导等技术领域。目前提钒的主要原料由钒钛磁铁矿，钒黏土矿及石煤矿，含钒石煤是我国一种特有的钒矿资源，其储量巨大，我国石煤钒矿中含V₂O₅为0.5％～1.2％，总储量为1197万吨，占我国钒总储量的87％，相当于世界上其他各国钒储量的总和，因此我国石煤提钒产业具有巨大的资源优势和广阔的应用前景。

传统的含钒矿物质提钒工艺中，有钠化高温焙烧-水浸、钙化焙烧-酸浸、石煤钒矿直接酸浸熟化等工艺提取钒。钠盐高温焙烧-水浸工艺虽然设备简单，成本低，但是此存在一些弊端：一是浸出率低，V₂O₅的回收率只有45％-50％，造成资源的严重浪费；二是加钠盐焙烧时会产生氯气和盐酸，造成环境污染严重已被国家明令禁止。钙盐焙烧-酸浸工艺，虽然烟气焙烧污染小，但投资较大，能耗高且浸出过程酸耗量大，浸出液后续处理工艺复杂，生产成本高。

常规的含钒矿物质直接酸浸熟化提钒工艺投资大，生产成本高，由于生产过程腐蚀性很强，对设备要求高，因此投资很大，钒的浸出率有60～70％，目前，许多含钒矿物质提钒的企业大多数都采用这一工艺，但含钒矿物质直接浸出物分解速度慢，浸出时间长，一般需要24～48h，酸的利用率只有70％左右。该工艺的另一个缺点是废水量大，因为用酸量大，矿石中的一些重金属大量溶出，废水组成复杂。该技术对矿石也有一定的选择性，某些企业出现了湿法工艺建厂，投产后又不得不在前工序增加预焙烧的情况。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种工艺流程简单，节能降耗、绿色环保、钒浸出率高，生产成本低、自动化程度高且适用于工业化应用的一种含钒矿物质硫酸化低温焙烧的方法及装置。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

本发明提供的一种含钒矿物质硫酸化低温焙烧的方法，包括：

含钒矿物质与硫酸按照质量比(1：0.1～0.5)的比例进行混合；

混匀后的物料送入密闭旋转反应器中进行硫酸化焙烧，控制硫酸化焙烧温度、压力，混合物料经旋转反应器的转动不断向尾端移动，反应生成酸化料；

酸化焙烧过程中产生的酸化尾气及矿石粉尘自旋转反应器导出送入尾气回收处理装置；

从旋转反应器尾端排出的酸化料送入旋转冷却器冷却，冷却后的酸化料送至水浸装置浸出，或者从旋转反应器尾端排出的酸化料直接送入水浸装置浸出。

对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：

优选的，所述含钒矿物质包括石煤钒矿、钒钛磁铁矿、钒铀钾矿或钒云母硫钒铜矿，或含钒矿渣、含矾矿废弃物或含矾矿副产物，含钒矿物质的粒径在100目～400目。

优选的，所述硫酸化焙烧温度200～300℃，焙烧时间0.5～2h，旋转反应器压力为-500～500Pa的微正负压，反应生成酸化料。