一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111719054A(43)申请公布日2020.09.29(21)申请号202010731734.2(22)申请日2020.07.27(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人李艳军韩跃新谢瑞琦高鹏袁帅孙永升(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人李珉(51)Int.Cl.C22B34/22(2006.01)C22B1/10(2006.01)C22B3/08(2006.01)C01B33/12(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法(57)摘要一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法，按以下步骤进行：(1)将石煤钒矿破碎磨矿获得粉矿；(2)输送至悬浮脱碳焙烧炉进行脱碳反应；(3)脱碳物料经旋风分离后进入悬浮破晶焙烧炉进行破晶氧化反应；(4)氧化物料经旋风分离后排出；(5)冷却至150～200℃，进行拌酸熟化浸出或直接浸出(6)浸出物料过滤获得V2O5浸出液；(7)滤渣与氢氧化钠溶液混合二次浸出，过滤获得二次滤液；(8)二次滤液中加入盐酸生成白色沉淀；过滤获得三次滤渣经干燥制成白炭黑。本发明的方法焙烧无需添加钠盐，解决了传统工艺中钒氧化不完全，设备处理量低、运行成本高等问题；工艺流程简单，设备及系统运行稳定，单位处理量的能耗及成本低。CN111719054ACN111719054A权利要求书1/2页1.一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)将石煤钒矿破碎至粒径≤15mm，然后磨矿至粒径≤1mm，获得粉矿；所述的石煤钒矿按质量百分比含V2O50.6～1.2％；(2)将粉矿通过螺旋给料器连续输送至悬浮脱碳焙烧炉；悬浮脱碳焙烧炉的底部设有第一燃烧器和气体入口，顶部设有进料口，上部设有出料口与第一旋风分离器连通；向第一燃烧器通入煤气，并向悬浮脱碳焙烧炉的气体入口通入氧气和空气，启动第一燃烧器燃烧生成的烟气进入悬浮脱碳焙烧炉；进入悬浮脱碳焙烧炉的粉矿在气流作用下处于悬浮状态，并被烟气加热至750～850℃进行脱碳反应，脱碳反应后形成的固体物料为脱碳物料，随同烟气从悬浮脱碳焙烧炉的出料口排出；(3)从悬浮脱碳焙烧炉排出的脱碳物料进入第一旋风分离器，经旋风分离后从第一旋风分离器的出料口排出，进入悬浮破晶焙烧炉；悬浮破晶焙烧炉底部设有第二燃烧器和气体入口，顶部设有进料口，上部设有出料口与第二旋风分离器连通；向第二燃烧器通入煤气，并向悬浮破晶焙烧炉的气体入口通入氧气和空气，启动第二燃烧器燃烧生成的烟气进入悬浮破晶焙烧炉；进入悬浮破晶焙烧炉的脱碳物料在气流作用下处于悬浮状态，并被烟气加热至800～900℃进行破晶氧化反应，破晶氧化反应后形成的固体物料为氧化物料，随同烟气从悬浮脱碳焙烧炉的出料口排出；(4)从悬浮脱碳焙烧炉排出的氧化物料进入第二旋风分离器，经旋风分离后从第二旋风分离器的出料口排出；(5)将氧化物料冷却至150～200℃，然后进行拌酸熟化浸出，或进行直接浸出；拌酸熟化浸出是将氧化物料与质量浓度80～90％的硫酸溶液置于密闭容器中，在搅拌条件下混合进行拌酸熟化，其中硫酸溶液的质量为冷却物料总质量的40～45％，拌酸熟化完成后获得的熟化物料，将熟化物料加水浸出，水的用量为熟化物料总质量的1～2倍，浸出时间2～3h，获得浸出物料；直接浸出是将氧化物料与质量浓度30～40％的硫酸溶液混合，然后加入助浸剂进行浸出，硫酸溶液的质量为氧化物料总质量的40～50％，助浸剂的用量为氧化物料总质量的3～5％，混合浸出时间6～8h，获得浸出物料；(6)将浸出物料过滤获得滤液和滤渣；滤液作为V2O5浸出液；(7)将滤渣与质量浓度20～25％的氢氧化钠溶液混合，混合比例按滤渣与氢氧化钠溶液的质量比为1:(4～5)，然后进行二次浸出，获得二次浸出物料；将二次浸出物料过滤获得二次滤液和二次滤渣；(8)向二次滤液中加入盐酸调节pH值调至7.5～9.5生成白色沉淀；然后过滤获得三次滤液和三次滤渣，将三次滤渣干燥去除水分，制成白炭黑。2.根据权利要求1所述的一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法，其特征在于步骤(1)中，磨矿至粒径≤1mm，且粒径0.074mm的部分占总质量的62～70％，获得粉矿。3.根据权利要求1所述的一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法，其特征在于步骤(2)中，粉矿在悬浮脱碳焙烧炉内的停留时间30～45min；通入的氧气和空气的体积流量比为1:(1～3)。4.根据权利要求1所述的一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法，其特征在于步骤(2)中，脱碳反应的主要反应式为：C+nO2→2(1-n)CO2+(2n-1)