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五氧化二钒焙烧技术工艺分析
2021-12-14

五氧化二钒焙烧技术工艺分析

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五氧化二钒产品应用范围越来越广泛,市场不断扩大,销售价格快速攀升。五氧化二钒焙烧回转窑工艺主要分为湿法提钒法和火法提钒法。
湿法提钒工艺也叫酸化提钒技能,对矿石的选择性强,生产中耗酸量大,100吨矿石需要15~25吨硫酸,在液体处理时需把液体调成中性,耗碱量也较高,吨成本中间原材料过高,废渣堆放造成一定的环境污染。火法提钒法是利用回转窑将矿石经过焙烧,然后浸出提取钒,焙烧办法与添加剂不同。
一、平窑焙烧法
平窑焙烧法是一种经典的焙烧办法。经过实践,最大的缺陷是转浸率不稳定,因为气流上升速度不同,一年四季中转化率误差大,一天中也有误差。这种焙烧办法是预先将矿料发热量配好,通过调节烟囱风门,操控气流上升速度变化,这种调整办法很难找到最佳点,所以焙烧转化率40~50%之间。
二、多膛炉焙烧法
我国最早运用多膛炉焙烧法提钒是四川攀枝花钢铁公司,焙烧钒渣高温带焙烧温度为720~800℃。2006年辰溪庞大钒业有限公司也选用这种焙烧办法,两家单位使用效果均不理想。主要原因是含钒石煤矿高温段最佳焙烧温度带比较窄,只有10~20℃的误差起伏,矿石在高温段停留时间控制不好。由于钒在焙烧中是一个不断氧化和转化的过程,最佳温度点停留时间应控制在5~6个小时,才能达到最高转化率。而此种焙烧办法是预先配好发热量,通过鼓入的空气量来调级温度,物料从上至下是一个不断耗费热量的过程,想要在某一个温度点停留5~6个小时是不可行的,此种炉型用于含钒石煤矿的焙烧还需改进。
三、沸腾炉焙烧法
现在沸腾炉用于含钒石煤矿提钒,成功的只是在矿石脱碳这一步,其转化率只有10%以下。到现在为止还没有看到转化率在40%以上的事例。尽管现在有许多关于沸腾炉焙烧含钒石煤矿效果极佳的专利技能,但也仅仅只是文字的东西,在生产实践中使用很少,危险极大。沸腾炉焙烧含钒石煤矿,其难点在于矿石在炉内逗留时刻过短,要延伸逗留时刻,只有无限扩展沸腾炉的容积,成本高、危险大。沸腾炉焙烧另一个缺陷就是矿料和添加剂的接触不充分,达不到满负荷的转化率,经济性不好。
四、回转窑焙烧法
回转窑焙烧法用于五氧化二钒提钒,我国最早的是四川攀枝花钢铁公司用于钒渣的焙烧,其焙烧高温段为720~800℃,钒渣中添加一定量的碳酸钠,选用长火焰焚烧器,高温段长度为20米左右,钒的转化率在90%以上。此焙烧原理是将钒渣在碳酸钠的效果下,烧成熔体,使钒转变成钒酸钠,钒渣在炉内不需要较长时间。一是钒渣含钒量一般在20%左右,添加剂相对于钒量的比值小。而含钒石煤矿的含钒量一般在1%左右,若依照矿石含量的12~15%添加,成本过高。二是有的矿石不一定适用添加碳酸钠。2000年吉首建材化工总厂使用自治州的钒矿和本来烧硫化的回转窑试烧了两个月,结果没有成功,经过实践得出以下定论: 要矿石达到最佳转化率,矿石在高温段930℃左右的停留时间应保持在5~6个小时,而回转窑要正常焚烧其高温点最低不能低于1100℃,而矿石的熔点不超过1000℃,所以矿石转化率所需求的最佳焙烧温度限制了回转窑的正常焚烧。
从以上几种焙烧方法分析可知,现阶段五氧化二钒焙烧工艺分析,回转窑焙烧五氧化二钒是比较先进可行的技术,应予大力推广应用。 江苏鹏飞集团成功研制五氧化二钒焙烧回转窑,实现五氧化二钒产品制备的工业化生产,推动行业技术进步。
鹏飞集团主要产品有:
建材领域:水泥、石灰、高磷土、铝钒土等成套技术及设备;
冶金领域:红土镍矿焙烧窑炉、锂矿焙烧窑炉、金矿冶炼窑炉、铁铬还原窑炉、铜矿井式炉、钢铁球团,磁化焙烧回转窑,大型矿磨机、立式磨煤机等;
化工领域:碳酸钙、钛白粉、五氧化二钒回转窑、氧化锌回转窑、氧化铝成套技术及装备、复合粉成套技术及装备、氮化炉、煤高效清洁提质窑炉,煤制油、煤清洁干馏技术及装备,油砂油页岩提油技术装备;
环保领域:固废、危废、污泥处置窑炉,水泥窑协同处置垃圾技术及装备;
五氧化二钒,别名:矾酸酐;钒(酸)酐;五氧化二矾;氧化矾;氧化钒;无水钒酸;五氧化钒;氧化钒(V)
英文名称:Vanadium pentoxide
英文别名:C.I. 77938; Vanadium pentoxide; Anhydride vanadique; anhydridevanadique; anhydridevanadique(french); divanadiumpentoxide; divanandiumpentoxide; KM vanadium pentoxide; Rcra waste number P120; rcrawastenumberp120
五氧化二钒外观与性状:橙黄色、砖红色、红棕色结晶粉末或灰黑色片状。微溶于水,不溶于乙醇,溶于强酸、强碱。700℃以上显著挥发。700~1125℃分解为氧和四氧化二钒,这一特性使它成为许多有机和无机反应的催化剂。为强氧化剂,易被还原成各种低价氧化物。微溶于水,易形成稳定的胶体溶液。极易溶于碱,在弱碱性条件下即可生成钒酸盐(VO3)。溶于强酸(一般在pH = 2左右起溶)不生成钒酸根离子,而生成同价态的氧基钒离子(VO2)。为有毒物质,空气中最大允许量少于0.5mg/m。燃爆危险:该品不燃,剧毒。对呼吸系统和皮肤有损害作用。急性中毒:可引起鼻、咽、肺部刺激症状,接触者出现眼烧灼感、流泪、咽痒、干咳、胸闷、全身不适、倦怠等表现,重者出现支气管炎或支气管肺炎。皮肤高浓度接触可致皮炎,剧烈瘙痒。长期接触可引起慢性支气管炎、肾损害、视力障碍等慢性中毒。由偏钒酸铵热分解或氯化钒水解生成,随制取方法和条件不同五氧化二钒可呈黄色、橘黄色、砖红色或褐色。

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