本发明涉及冶金
技术领域：
，更加具体地讲，涉及一种氧化钒生产工艺及生产设备。
背景技术：
：钒渣提钒的主要方法为钠化焙烧-水浸提钒方法，由于该方法的钒回收率低，需要进行多次焙烧，经过多次焙烧后钒的回收率也仅为80％，并且多次焙烧会造成能耗偏高。在钒原料的焙烧过程中还会产生有害的HCl、Cl2等侵蚀性气体，后续的氨沉过程会得到高盐度含氨氮废水，不仅污染环境，而且治理代价较高。为了解决钠化焙烧-水浸提钒的问题，CN102560086A提出了一种钙化焙烧-酸浸提钒工艺。将钒渣与石灰或石灰石混匀后直接进入600℃以上的焙烧炉进行钙化焙烧，使钒渣中的钒转化为钒酸钙，焙烧熟料在酸溶液的酸作用下使固态钒进入钒溶液，进而制取钒氧化物等产品。国内对钙化焙烧-酸浸工艺的研究主要集中在工艺条件的探索和优化方面，主要包括不同酸浓度对浸出效果的影响、熟料粒度对浸出效果的影响、溶液pH对浸出效果的影响等，然而仅局限于研究影响浸出效果的各个条件以获得浸出最佳条件，而对如何控制影响浸出因素并没有做研究，并且对工厂实际存在的生产问题研究较少。技术实现要素：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种提高氧化钒生产过程中钒回收率的生产方法和生产系统。为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种氧化钒生产方法，所述生产方法包括对钒原料进行钙化焙烧、浸出和沉钒，其中，浸出得到的含钒浸出料液存储在缓冲罐内，所述生产方法还包括用硫酸控制所述缓冲罐内的含钒浸出料液的pH≤4.00。优选地，所述硫酸为稀硫酸。进一步，所述生产方法还包括在所述用硫酸控制所述缓冲罐内的含钒浸出料液的pH≤4.00的步骤之后，对含钒浸出料液进行过滤，如果过滤后的含钒浸出料液的pH≥2.50，则将得到的是可稳定存储的合格酸浸液直接进行沉钒，否则将所述过滤后得到的是不可稳定存储的pH＜2.50的不合格酸浸含钒浸出料液返回浸出步骤在短时间内(例如3h以内，优选1-3h)进行下一次浸出。其中，在所述对含钒浸出料液进行过滤的步骤中，过滤去除含钒浸出料液中的多钒酸盐沉淀。本发明另一方面提供了一种氧化钒生产系统，所述生产系统包括对钒原料进行钙化焙烧的设备、浸出反应罐、存储浸出得到的含钒浸出料液的缓冲罐和沉钒设备，其特征在于，所述生产系统还包括与所述缓冲罐连接的补酸装置，所述补酸装置用于调整所述缓冲罐内的含钒浸出料液的pH≤4.00。进一步，所述生产系统还包括与所述缓冲罐连接的过滤机以及与所述过滤机出口连接的一级滤罐，所述过滤机用于对缓冲罐内的含钒浸出料液进行过滤，所述一级滤罐的出口分别与所述浸出反应罐和沉钒设备连接，当一级滤罐内的含钒浸出料液的pH≥2.50时，所述一级滤罐的出口与所述沉钒设备连通，当一级滤罐内的含钒浸出料液的pH＜2.50时，所述一级滤罐的出口与所述浸出反应罐连通。其中，所述过滤机能够过滤去除含钒浸出料液中的多钒酸盐沉淀。与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明能够大幅提高现场酸浸液的稳定性，酸浸含钒浸出料液pH值(2.50≤pH≤4.00)的合格率由83％提高到96.5％，合格液pH值(2.50≤pH≤4.00)的合格率由93％提高到98％。制得的合格酸浸液pH值波动范围由以前的2.13～4.51变为了2.41～4.10，基本接近了工艺要求中的pH值范围2.50～4.00，有效避免了酸浸料液、酸浸含钒浸出料液、合格酸浸液静置过程中钒损失的问题。底流渣TV含量由13.92％降低到3.00％，大幅提高了钒的回收率，并且渣量明显减少，降低了人工清理成本及劳动强度。附图说明通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：图1示出了根据本发明示例性实施例的氧化钒生产系统的过程示意图。具体实施方式在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本发明的氧化钒生产方法及其生产系统。申请人发现：某钒厂在投产的初期，浸出后的含钒酸浸液(又称酸浸液、含钒浸出料液、浸出液)存储在8个的合格液罐内，(合格液罐不同于缓冲罐：缓冲罐是用于存储浸出罐放出的酸浸料液；合格液罐是存储2.50≤pH≤4.00的可稳定存储的合格含钒酸浸液)置换和存储时间较长，现场存在底流渣中TV(钒元素占底流渣的质量分数)含量高(最高可以到26％)且渣量大的问题，严重影响了钒回收率的提高和正常生产。具体地：(1)过滤时间长，缓冲罐料浆pH值上升，酸浸液静置沉钒，影响钒收率。(2)浸出液酸含量过量，pH值极低，罐区内形成多钒酸盐沉淀，影响钒收率。(3)浸出料浆pH值偏高或偏低，降低过滤性能，影响生产。为了解决上述问题，本申请提出一种提高合格钒液的稳定性的预处理技术，在过滤前增加补酸装置调节缓冲罐内料浆pH以及1级滤罐增加返液路线的技术措施，确保了合格液的pH值稳定在2.50～4.00之间。即：(1)在过滤前缓冲罐内增加补酸装置(或称为加酸装置)，及时调整料浆pH值，避免由于化学反应导致料浆pH值上升的问题，提高浸出液pH值在2.50～4.00范围内的合格率，同时防止由于pH值上升形成胶状沉淀导致过滤困难的问题。(2)在过滤机后1级滤液罐增加返液工艺路线。用于异常情况下，泵送返回pH＜2.50的浸出液至浸出罐，以防过酸的浸出液进入合格液罐后造成钒沉淀(损失)的问题。2.50≤pH≤4.00的酸浸料液、酸浸含钒浸出料液、合格酸浸液可稳定存储的原理和实现高浸出率的原理分别如下：pH≤4.00的可长时间稳定存储的酸浸液原理：浸出结束后料液需在浸出罐中储存一段时间才可以继续排料过滤，储存过程中，由于酸与熟料还会发生化学反应，导致浸出液pH有所升高，特别是熟料粒度偏粗、静置时间超过1h以上时，其料浆pH值上升较快，一般都在4.0以上；当浸出过滤pH值小于4.1时，其残渣与溶液计浸出率基本一致，为97％左右；当过滤pH＝4.1～4.7时，残渣计浸出率与正常条件下相差不大，而溶液计浸出率则随着过滤pH值的上升而降低，观察静置24h后的浸出液，发现瓶底有较明显的橙黄颗粒含钒物质析出，且随着过滤pH值的上升而析出量越多，pH＝4.7时溶液计钒浸出率仅为75.19％，这主要是由于钙化熟料酸浸液中主要含有一定锰、镁、铵根离子，当溶液pH值上升时，此类阳离子与多钒酸根阴离子结合后形成沉淀而析出，导致溶液计钒回收率降低；当浸出过滤pH值>4.7时，残渣和溶液计钒浸出率都随着过滤pH值的上升而下降，这是由于阳离子大量沉淀所致，且静置时间越长，溶液计浸出率越低，pH＝5.0时，残渣与溶液计浸出率仅为68.32％、58.68％，即过滤pH值超过4.7时，会造成大量的钒损失；在现场也发现当过滤料浆pH值升高到4.0以上时，经常出现带式过滤机上残渣抽不干的问题，甚至影响生产。在实验室用回用水调节合格液pH至4.0以上并静置4天再过滤的试验，结果发现此时已沉钒的合格液再过滤困难，与现场情况基本吻合，且经液固分离的沉淀，其主要由胶状沉淀组成，这也是导致现场料浆无法过滤且残渣水份高的主要原因。表1酸浸料液pH沉钒实施例酸浸料液pH溶液计浸出率(％)残渣计浸出率(％)3.5096.8897.023.8095.6295.174.1097.4196.414.4086.7196.654.7075.1996.895.0058.6868.32pH≥2.50的可长时间稳定存储的酸浸液原理：正常情况下的合格液(pH＝2.84)以及pH＝2.5的合格液静置4天后，其溶液钒含量未发生明显变化，即溶液可稳定存储；当合格液pH值＜2.5时，合格液静置过程中的沉钒率随着pH值的下降和静置时间的延长而降低明显，特别是当pH值≤1.5时，溶液静置2天后，其沉钒率可达到83.14％，而pH值≤1.5时，静置6h后，其沉钒率就达到了83.37％，对合格液的稳定性影响很大。表2酸浸含钒浸出料液pH沉钒实施例图1示出了根据本发明示例性实施例的氧化钒生产系统的一个的过程示意图。氧化钒的生产方法包括对钒原料进行钙化焙烧、浸出和沉钒，其中，将含钒原料进行钙化焙烧，制得含钒的钙化焙烧熟料。在浸出罐(浸出反应罐)中分别加入母液(母液是缓冲罐中合格的酸浸料液通过过滤，洗水洗涤后的低浓度含钒浸出料液，存储在二级滤罐中)、精熟料以及稀硫酸，进行硫酸浸溶，得到含钒浸出料液。浸出得到的含钒浸出料液存储在缓冲罐内，在提钒过程中，由于酸浸料液、酸浸含钒浸出料液、合格酸浸液的存储和钒的置换时间较长，会造成现场底流渣中的TV(钒元素占底流渣的质量分数)最高可以到26％，并且渣量大，严重影响了钒回收率的提高和正常生产。为此，如图1所示，在本发明的一个示例性实施例中，在过滤前增加补酸装置(自动加酸装置)调节缓冲罐内料浆pH，具体地，当缓冲罐内的含钒浸出料液的pH＞4.00时，用补酸装置向缓冲罐内加稀硫酸调整含钒浸出料液的pH值。当缓冲罐内的含钒浸出料液的pH≤4.00时，将含钒浸出料液送至过滤机对含钒浸出料液进行过滤(例如，过滤去除含钒浸出料液中的多钒酸盐沉淀)，过滤后的滤液送至一级滤罐，如果过滤后的含钒浸出料液的pH≥2.50，则得到的是可稳定存储的合格酸浸液直接进行沉钒，否则将所述过滤后得到的是不可稳定存储的pH＜2.50的不合格酸浸含钒浸出料液返回浸出步骤在短时间1-3h内进行下一次浸出。在本发明的另一个示例性实施例中，氧化钒生产系统包括对钒原料进行钙化焙烧的设备、浸出反应罐、存储浸出得到的含钒浸出料液的缓冲罐和沉钒设备，其中，所述生产系统还包括与缓冲罐连接的补酸装置和与缓冲罐连接的过滤机以及与过滤机出口连接的一级滤罐，补酸装置可以设置在缓冲罐内用于调整缓冲罐内的含钒浸出料液的pH≤4.00，过滤机用于对缓冲罐内的含钒浸出料液进行过滤，过滤机能够过滤去除含钒浸出料液中的多钒酸盐沉淀。一级滤罐的出口分别与浸出反应罐和沉钒设备连接，当一级滤罐内的含钒浸出料液的pH≥2.50时，一级滤罐的出口与所述沉钒设备连通，继续对浸出液进行沉钒处理；当一级滤罐内的含钒浸出料液的pH＜2.50时，一级滤罐的出口与浸出反应罐连通，将浸出液重新返回至浸出罐在3h内进行下一次浸出作业，以防过酸的浸出液进入合格液罐后造成钒沉淀(损失)的问题，合格液罐中发生的沉钒损失，使底流渣中钒增加，液体中钒减少。一级滤罐用于暂存过滤后的酸浸含钒浸出料液，此酸浸含钒浸出料液为一次滤液，未经洗涤，浓度较高。一级滤罐中酸浸含钒浸出料液通过静置沉降后，沉降固体为底流渣，澄清液体为合格液进入合格液罐，送入沉淀工序进行沉钒作业。为进一步验证本申请的应用效果，申请人进行了应用实例验证：采用本发明的方法后，现场酸浸料液、酸浸含钒浸出料液、合格酸浸液的稳定性得到了大幅提高，酸浸含钒浸出料液pH值(2.50≤pH≤4.00)的合格率由83％提高到96.5％，合格液pH值(2.50≤pH≤4.00)的合格率由93％提高到98％。pH值的最大值、最小值由原来的4.51、2.13控制到4.10、2.41，基本接近了pH值在2.50～4.00的工艺要求，有效避免了酸浸液静置过程中沉淀钒损失的问题，底流渣TV含量由13.92％％降低到3.00％，大幅提高了钒的回收率，且渣量明显减少，降低了人工清理成本及劳动强度，效果很好，具有明显的经济效益。综上所述，本采用本发明后，现场酸浸液的稳定性得到了大幅提高，确保了合格液的pH值稳定在2.50～4.00之间，酸浸含钒浸出料液pH值(2.50≤pH≤4.00)的合格率由83％提高到96.5％，合格液pH值(2.50≤pH≤4.00)的合格率由93％提高到98％，大幅提高酸浸液pH值的合格率，并减少了溶液长时间静置的沉钒率，降低了底流渣量及其TV含量，提高了氧化钒的回收率。尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。当前第1页1 2 3