[发明专利]一种石煤中含钒物质转化为V2

说明书

本发明提供一种石煤中含钒物质转化为V₂O₅的分段焙烧装置及焙烧方法，所述分段焙烧装置包括第一段流化床焙烧装置、第二段流化床焙烧装置、气固分离装置、返料装置和换热除尘装置，所述第一段流化床焙烧装置、第二段流化床焙烧装置、气固分离装置和返料装置依次连接，所述气固分离装置与换热除尘装置相连。本发明所述分段焙烧装置结构简单，操作方便，放大容易；所述焙烧方法实现了含钒石煤中钒的高效转化，强化了对含Cl气体和SO₂等有害气体的快速固化，具有良好的环境效益。

技术领域

本发明涉及石煤提钒技术领域，尤其涉及一种石煤中含钒物质转化为V₂O₅的分段焙烧装置及焙烧方法。

背景技术

我国钒制品的主要来源是含钒石煤，其提钒工艺以火法焙烧-湿法浸出为主。在此工艺中，焙烧可以破坏钒矿的物化结构，包括脱除石煤中的有机碳、使低价的钒氧化成可溶于水或酸的高价钒氧化物(V₂O₅)。焙烧是影响钒提取率的关键工艺，直接影响钒浸出率，进而决定了全流程的钒总回收率。

常见的火法焙烧可分为：空白焙烧、钠化焙烧、钙化焙烧和复合添加剂焙烧等方法。其中，钠化焙烧工艺最为成熟，该工艺具有适应性强、成本低、钒浸出率高等优势，但是容易生成大量的HCl和Cl₂等有毒气体。目前的石煤火法焙烧工艺，普遍存在钒转化率低、能效低、污染环境等缺点。

现有的石煤焙烧装置包括平窑、立窑、回转炉、沸腾炉等。平窑操作简单，但生成能力小、传热、传质效果差、技术落后。立窑焙烧成球费用高，不能焙烧碳含量高的石煤，且往往需外加优质煤炭提供热量。回转窑机械化程度高、生成能力大，但难以对炉内焙烧温度进行有效控制，需要原料脱碳后入炉焙烧。沸腾炉处理量大、可有效控制炉温，但原料在炉内的停留时间短、颗粒返混严重、钒转浸率较低。

CN102086485A公布了一种利用循环流化床锅炉燃烧石煤提钒和发电的综合利用方法。在循环流化床锅炉中加入石煤，同时利用脱硫生成的硫酸进行焙烧后石煤的酸浸提钒处理。由于采用空白焙烧，V₂O₅的浸出率较低；且工艺中掺入无烟煤混烧后，增加了灰分处理量，也引入了煤灰中的金属化合物，给后续的浸出处理增加难度。

CN101235435A公布了一种含钒石煤循环流化床钙化焙烧工艺，通过将石煤与CaO按照一定量的重量比研磨成型制球，进行焙烧，无疑增加了原料预处理费用，也延长了焙烧时间。此外，由于焙烧需要较长的时间(50～150min)，大大限制了装置的处理量。

CN103451414A公开了一种多床循环流化床石煤脱碳装置，采用由挡火墙隔开的主流化床和副流化床，未焙烧彻底的石煤在副流化床中继续焙烧脱碳。由于主床生成的高温烟气直接被排出，副床仍需要额外热基催化剂，装置整体能耗较高。

由于采用的焙烧装置结构、功能和工艺原理的差异，现有的带循环类流化床焙烧装置在焙烧效果、能量消耗、原料适用性和污染物炉内抑制方面还有待提高。因此，开发一种新型的含钒石煤焙烧装置及焙烧方法具有重要意义。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种石煤中含钒物质转化为V₂O₅的分段焙烧装置及焙烧方法。所述分段焙烧装置包括两段流化床焙烧装置，结构简单，操作方便，处理量大且对原料适用性强；所述焙烧方法采用分段焙烧，实现石煤中钒氧化物的高效转化和污染物(HCl，Cl₂，SO₂)在焙烧装置内脱除，且有效节约添加剂用量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：