一种二次渣的焙烧方法与流程

1.本发明涉及钒渣焙烧技术领域，尤其涉及一种二次渣的焙烧方法。


背景技术：

2.钠化焙烧提钒工艺中，精钒渣与碳酸钠经焙烧反应成为焙烧熟料，再经水浸出、浸出液除杂后进行酸性铵盐沉钒生成多钒酸铵，多钒酸铵经过煅烧或还原后生成五氧化二钒或三氧化二钒。在钠化焙烧提钒工艺中氧化钠化焙烧是最为关键的工序之一，氧化钠化焙烧是将精钒渣中的低价钒与碳酸钠及空气中的氧气在高温条件下反应生成含有可溶性钒化合物(五价或四价钒)的焙烧熟料。
3.精钒渣经过破碎，球磨得到一次渣，一次渣经焙烧，浸出后的固体残渣称为二次残渣，将二次渣再次进行焙烧，浸出得到弃渣，弃渣含钒的高低是体现焙烧效果和系统钒收率的重要指标。但若直接将二次渣进行焙烧，在高温的情况下二次渣中的杂质很容易在其表面形成烧结层，阻碍了氧气的扩散，二次渣颗粒内部的低价钒难以被继续氧化，从而严重影响了二次渣的焙烧效果，导致二次渣的熟料转化率低，系统钒收率低，严重制约着产能释放。


技术实现要素：

4.基于现有技术中存在的以上问题，本发明提供一种二次渣的焙烧方法，该焙烧方法可以提高二次渣的熟料转化率，提高系统的钒收率，克服了现有技术的缺陷。
5.为达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
6.本发明实施例提供了一种二次渣的焙烧方法，包括如下步骤：
7.将二次渣与精渣混合均匀得混合渣；
8.向所述混合渣中加入碳酸钠混合均匀，得混合物料；
9.将所述混合物料依次进行预热处理、高温处理和冷却处理得熟料；
10.其中，当所述二次渣的钒含量为1.0wt％～2.5wt％时，所述预热处理的温度为280～380℃，所述高温处理的温度为750～850℃，所述冷却处理的温度为550～620℃。
11.本发明提供的二次渣的焙烧方法首先通过将二次渣与精渣混合后再进行焙烧，可以提高混合渣的全钒量，再针对混合渣中的钒含量，确定最佳的预热处理、高温处理和冷却处理的温度范围。本发明通过精准地控制预热处理、高温处理和冷却处理的温度，既可以满足钒的氧化和钒酸钠的生成所需的条件，又可以防止二次渣在焙烧过程中形成烧结层，延长二次渣中的低价钒的氧化反应时间，有效地防止混合物料过烧、局部温度过高，避免预热带形成二段温度，通过本发明的二次渣的焙烧方法可以明显提高二次渣的熟料转化率，从而降低弃渣全钒含量，提高系统的钒收率，克服了现有技术的缺陷。
12.优选地，二次渣中的钒含量为0.5wt％～3wt％，精渣中的钒含量为4.5wt％～5.5wt％。
13.优选地，二次渣与精渣的质量比为2.5～3.5:1。
14.本发明针对二次渣中的钒含量，确定精渣的加入量，确保混合渣中的钒含量范围为2.0wt％～3.5wt％。
15.优选地，碳酸钠的质量与混合渣中的五氧化二钒的质量比为0.4～0.9：1。
16.优选地，预热处理的时间为1.5～2h，高温处理的时间为2～2.5h，冷却处理的时间为0.5～1h。
17.本发明通过精准地控制预热处理、高温处理和冷却处理时间，在保证钒的氧化和钒酸钠的生成所需的条件的前提下，既可以有针对性的延长氧化反应时间，又可以有效地避免混合物料过烧、局部温度过高的现象发生，降低二次渣的焙烧成本。
18.优选地，当混合渣中钒含量为2.0wt％～2.4wt％时，碳酸钠的质量与混合渣中的五氧化二钒的质量比为0.4～0.5：1，预热处理的温度为280～320℃、高温处理的温度为750～780℃，冷却处理的温度550～620℃。
19.优选地，当混合渣中钒含量为2.5wt％～3.0wt％时，碳酸钠的质量与混合渣中的五氧化二钒的质量比为0.6～0.7：1，预热处理的温度为300～340℃、高温处理的温度为790～820℃，冷却处理的温度550～620℃。
20.优选地，当混合渣中钒含量为3.1wt％～3.5wt％时，碳酸钠的质量与混合渣中的五氧化二钒的质量比为0.8～0.9：1，预热处理的温度为350～380℃、高温处理的温度为830～850℃，冷却处理的温度550～620℃。
21.本发明提供的二次渣的焙烧方法通过调整二次渣与精渣的配比，可以提高混合渣的全钒量，再针对混合渣中的钒含量确定最佳的预热处理、高温处理和冷却处理的温度范围，根据不同的混合渣中的钒含量，精准地控制其碳酸钠的质量与混合渣中的五氧化二钒的质量比和预热处理、高温处理和冷却处理的温度范围，通过本发明的二次渣的焙烧方法可以将二次渣的熟料转化率提高至少三个百分点，从而降低弃渣全钒含量，提高系统的钒收率，降低二次渣的焙烧成本。
具体实施方式
22.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.实施例1
24.本实施例提供一种二次渣的焙烧方法，包括如下步骤：
25.(1)将钒含量为0.6wt％的二次渣与钒含量为5.5wt％精渣混合均匀，二次渣与精渣的质量比为2.5:1，得含钒量为2.0wt％的混合渣。
26.(2)向含钒量为2.0wt％的混合渣中加入碳酸钠，混合均匀，得混合物料，碳酸钠的质量与混合渣中的五氧化二钒的质量比为0.5：1。
27.(3)将混合物料放入回转窑中进行氧化钠化焙烧，回转窑中预热带首端温度控制在280℃，烧成带最高温度控制在850℃，冷却带温度控制在550℃，氧化钠化焙烧结束后得熟料立即出窑，氧化钠化焙烧结束后得熟料立即出窑，测的熟料的转化率为70.52％。
28.实施例2
29.本实施例提供一种二次渣的焙烧方法，包括如下步骤：
30.(1)将钒含量为1.75wt％的二次渣与钒含量为5wt％精渣混合均匀，二次渣与精渣的质量比为4:1，得含钒量为2.4wt％的混合渣。
31.(2)向含钒量为2.4wt％的混合渣中加入碳酸钠，混合均匀，得混合物料，碳酸钠的质量与混合渣中的五氧化二钒的质量比为0.4：1。
32.(3)将混合物料放入回转窑中进行氧化钠化焙烧，回转窑中预热带首端温度控制在320℃，烧成带最高温度控制在750℃，冷却带温度控制在620℃，氧化钠化焙烧结束后得熟料立即出窑，测的熟料的转化率为73.50％。
33.实施例3
34.本实施例提供一种二次渣的焙烧方法，包括如下步骤：
35.(1)将钒含量为1.5wt％的二次渣与钒含量为4.5wt％精渣混合均匀，二次渣与精渣的质量比为3.5:1，得含钒量为2.2wt％的混合渣。
36.(2)向含钒量为2.2wt％的混合渣中加入碳酸钠，混合均匀，得混合物料，碳酸钠的质量与混合渣中的五氧化二钒的质量比为0.4：1。
37.(3)将混合物料放入回转窑中进行氧化钠化焙烧，回转窑中预热带首端温度控制在300℃，烧成带最高温度控制在770℃，冷却带温度控制在600℃，氧化钠化焙烧结束后得熟料立即出窑，测的熟料的转化率为76.85％。
38.实施例4
39.本实施例提供一种二次渣的焙烧方法，包括如下步骤：
40.(1)将钒含量为1.9wt％的二次渣与钒含量为4.5wt％精渣混合均匀，二次渣与精渣的质量比为3.5:1，得含钒量为2.5wt％的混合渣。
41.(2)向含钒量为2.5wt％的混合渣中加入碳酸钠，混合均匀，得混合物料，碳酸钠的质量与混合渣中的五氧化二钒的质量比为0.6：1。
42.(3)将混合物料放入回转窑中进行氧化钠化焙烧，回转窑中预热带首端温度控制在340℃，烧成带最高温度控制在790℃，冷却带温度控制在620℃，氧化钠化焙烧结束后得熟料立即出窑，测的熟料的转化率为76.88％。
43.实施例5
44.本实施例提供一种二次渣的焙烧方法，包括如下步骤：
45.(1)将钒含量为2.0wt％的二次渣与钒含量为5.5wt％精渣混合均匀，二次渣与精渣的质量比为2.5:1，得含钒量为3.0wt％的混合渣。
46.(2)向含钒量为3.0wt％的混合渣中加入碳酸钠，混合均匀，得混合物料，碳酸钠的质量与混合渣中的五氧化二钒的质量比为0.7：1。
47.(3)将混合物料放入回转窑中进行氧化钠化焙烧，回转窑中预热带首端温度控制在300℃，烧成带最高温度控制在820℃，冷却带温度控制在550℃，氧化钠化焙烧结束后得熟料立即出窑，测的熟料的转化率为76.91％。
48.实施例6
49.本实施例提供一种二次渣的焙烧方法，包括如下步骤：
50.(1)将钒含量为2wt％的二次渣与钒含量为5wt％精渣混合均匀，二次渣与精渣的质量比为4:1，得含钒量为2.6wt％的混合渣。
51.(2)向含钒量为2.6wt％的混合渣中加入碳酸钠，混合均匀，得混合物料，碳酸钠的
质量与混合渣中的五氧化二钒的质量比为0.7：1。
52.(3)将混合物料放入回转窑中进行氧化钠化焙烧，回转窑中预热带首端温度控制在320℃，烧成带最高温度控制在800℃，冷却带温度控制在600℃，氧化钠化焙烧结束后得熟料立即出窑，测的熟料的转化率为83.52％。
53.实施例7
54.本实施例提供一种二次渣的焙烧方法，包括如下步骤：
55.(1)将钒含量为2.7wt％的二次渣与钒含量为4.5wt％精渣混合均匀，二次渣与精渣的质量比为3.5:1，得含钒量为3.1wt％的混合渣。
56.(2)向含钒量为3.1wt％的混合渣中加入碳酸钠，混合均匀，得混合物料，碳酸钠的质量与混合渣中的五氧化二钒的质量比为0.9：1。
57.(3)将混合物料放入回转窑中进行氧化钠化焙烧，回转窑中预热带首端温度控制在350℃，烧成带最高温度控制在850℃，冷却带温度控制在550℃，氧化钠化焙烧结束后得熟料立即出窑，测的熟料的转化率为83.55％。
58.实施例8
59.本实施例提供一种二次渣的焙烧方法，包括如下步骤：
60.(1)将钒含量为2.7wt％的二次渣与钒含量为5.5wt％精渣混合均匀，二次渣与精渣的质量比为2.5:1，得含钒量为3.5wt％的混合渣。
61.(2)向含钒量为3.5wt％的混合渣中加入碳酸钠，混合均匀，得混合物料，碳酸钠的质量与混合渣中的五氧化二钒的质量比为0.8：1。
62.(3)将混合物料放入回转窑中进行氧化钠化焙烧，回转窑中预热带首端温度控制在380℃，烧成带最高温度控制在830℃，冷却带温度控制在620℃，氧化钠化焙烧结束后得熟料立即出窑，测的熟料的转化率为83.57％。
63.实施例9
64.本实施例提供一种二次渣的焙烧方法，包括如下步骤：
65.(1)将钒含量为3wt％的二次渣与钒含量为5wt％精渣混合均匀，二次渣与精渣的质量比为4:1，得含钒量为3.4wt％的混合渣。
66.(2)向含钒量为3.4wt％的混合渣中加入碳酸钠，混合均匀，得混合物料，碳酸钠的质量与混合渣中的五氧化二钒的质量比为0.8：1。
67.(3)将混合物料放入回转窑中进行氧化钠化焙烧，回转窑中预热带首端温度控制在360℃，烧成带最高温度控制在840℃，冷却带温度控制在600℃，氧化钠化焙烧结束后得熟料立即出窑，测的熟料的转化率为84.35％。
68.对比例1
69.本对比例提供研究过程中试验过的一种二次渣的焙烧方法，包括如下步骤：
70.(1)将钒含量为1.2wt％的二次渣中加入碳酸钠，混合均匀，得混合物料，碳酸钠的质量与二次渣中的五氧化二钒的质量比为2.5：1。
71.(2)将混合物料放入回转窑中进行氧化钠化焙烧，回转窑中预热带首端温度控制在300℃，烧成带最高温度控制在780℃，冷却带温度控制在550℃，氧化钠化焙烧结束后得熟料立即出窑，测的熟料的转化率为67.55％。
72.对比例2
73.本对比例提供研究过程中试验过的一种二次渣的焙烧方法，包括如下步骤：
74.(1)将钒含量为1.1wt％的二次渣中加入碳酸钠，混合均匀，得混合物料，碳酸钠的质量与二次渣中的五氧化二钒的质量比为2.4：1。
75.(2)将混合物料放入回转窑中进行氧化钠化焙烧，回转窑中预热带首端温度控制在320℃，烧成带最高温度控制在760℃，冷却带温度控制在550℃，氧化钠化焙烧结束后得熟料立即出窑，测的熟料的转化率为65.05％。
76.由实施例1-9和对比例1-2的熟料的转化率可知，通过本发明的二次渣的焙烧方法可以将二次渣的熟料转化率提高至少三个百分点，从而降低弃渣全钒含量，提高系统的钒收率。
77.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。