处理高钙高磷钒渣的方法和系统与流程

本发明属于冶金技术领域，具体而言，本发明涉及处理高钙高磷钒渣的方法和系统。

背景技术：

钒渣是指含钒铁水经转炉吹炼氧化成为富含钒氧化物以及铁氧化物的一种炉渣，其主要成分有MFe、FeO、SiO₂、V₂O₃、TiO₂、CaO、Al₂O₃、MgO和Cr₂O₃。世界上约有60％的钒是从钒渣中提取的，现行钒渣的提钒方法是与添加剂混匀后放入回转窑或多膛炉内进行氧化焙烧，得到可溶性的钒酸盐，通过湿法浸出手段将钒从固相转移到液相后再进行沉钒，将沉钒产物煅烧得到V₂O₅产品。磷是含钒浸出液沉淀中的有害元素，它会与钒在酸性介质中形成稳定而又复杂的络合物磷钒系杂多酸以及它们的盐，此外，还会与溶液中的铁离子和铝离子形成FePO₄、AlPO₄沉淀，这些都会污染钒酸铵沉淀，严重影响酸性铵盐沉钒的进行。常用的脱磷手段为调节溶液pH在9.5-11.0之间，然后加入适量的钙盐或镁盐形成磷酸盐沉淀，一般要求脱磷后的浸出液P浓度<0.015g/L。

普通钒渣中CaO质量分数一般小于3％，P₂O₅质量分数一般小于0.2％。为了减轻半钢脱磷的负担，含钒铁水吹炼钒渣同时可以加入钙盐进行预脱磷，得到低磷半钢和高钙高磷的特殊钒渣。这种高钙高磷钒渣因自身CaO含量高，钠化焙烧时CaO会与V₂O₅生成不溶于水的钒酸钙CaO·V₂O₅或含有钙的钒青钙CaV₁₂O₃₀，CaO的质量分数每增加1％就要带来4.7-9.0％的V₂O₅损失，因此不宜采用钠化焙烧-水浸提钒工艺；如果采用钙化焙烧-酸浸提钒工艺，会使大量的钙和磷伴随着钒一同进入到浸出液中，由于溶液中有大量钙离子的存在，调节溶液pH在9.511.0之间会重新形成钒酸钙沉淀，所以不能采用传统的碱性条件下的脱磷方法，而酸性体系下的脱磷问题尚未攻克。

因此，对高钙高磷钒渣脱磷提钒的技术还有待进一步发展。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理高钙高磷钒渣的方法和系统，其中处理高钙高磷钒渣的方法通过预先脱除高钙高磷钒渣中的磷，可有效回收获得高品质的铁和钒，同时还可以进一步提高铁和钒的回收率。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种处理高钙高磷钒渣的方法，包括：将高钙高磷钒渣、硅石、还原煤和粘结剂进行混合处理，以便得到混合物料；将混合物料进行成型处理，以便得到混合球团；将混合球团进行还原焙烧脱磷处理，以便得到脱磷金属化球团和含磷烟气；将脱磷金属化球团进行熔分处理，以便得到铁水和低磷钒渣；将低磷钒渣进行氧化钙化焙烧处理，以便得到酸溶性钒酸钙熟料；以及将酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理，以便得到五氧化二钒产品。由此，本发明实施例的处理高钙高磷钒渣的方法，不仅可以有效脱除高钙高磷钒渣中的磷，避免钒酸钙熟料在酸浸提钒时磷进入含钒浸出液中从而严重影响沉钒效果，还可以对高钙高磷钒渣中的铁资源进行回收再利用，最终获得含磷量低的优质铁资源和五氧化二钒产品。

根据本发明上述实施例的处理高钙高磷钒渣的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，高钙高磷钒渣中CaO的含量为3-25重量％，P₂O₅的含量为0.2-1重量％，V₂O₅的含量为5-20重量％，Fe的含量为20-35重量％。由此本发明实施例的处理高钙高磷钒渣的方法可以有效针对高钙高磷类钒渣进行处理，进而提高该方法的适用范围。

在本发明的一些实施例中，高钙高磷钒渣中CaO的含量为5-15重量％，P₂O₅的含量为0.2-0.6重量％，V₂O₅的含量为5-10重量％，Fe的含量为20-30重量％。由此本发明实施例的处理高钙高磷钒渣的方法可以有效针对高钙高磷类钒渣进行处理，进而提高该方法的适用范围。

在本发明的一些实施例中，高钙高磷除铁钒渣、硅石、还原煤和粘结剂按质量比为100:(5-15):(8-15)：(2-5)进行混合处理。可以有效制备得到混合球团，并且进一步提高后续还原铁和还原脱磷效果。

在本发明的一些实施例中，还原焙烧脱磷处理的温度为1200-1400℃。可以进一步提高还原铁和还原脱磷效果。

在本发明的一些实施例中，脱磷金属化球团的金属化率不低于75％。由此，可以进一步提高后续熔分处理时铁的回收率。

在本发明的一些实施例中，低磷钒渣中P₂O₅的含量不大于0.1重量％。由此，可以有效提高后续酸浸提钒处理中钒的品质。

在本发明的一些实施例中，低磷钒渣中P₂O₅的含量不大于0.05重量％。由此，可以进一步提高后续酸浸提钒处理中钒的品质。

在本发明的一些实施例中，低磷钒渣中Fe含量不大于5重量％，高钙高磷钒渣中铁的回收率不低于80重量％。由此，可以进一步提高回收的五氧化二钒产品的品质。

在本发明的一些实施例中，氧化钙化焙烧处理的温度为900-1200℃，时间为1-2h。由此，可以进一步提高酸溶性钒酸钙熟料的产率，进而提高钒的回收率。

在本发明的一些实施例中，酸溶性钒酸钙熟料中的钒酸钙为正四价钒酸钙和/或正五价钒酸钙，酸溶性钒酸钙熟料中的钒酸钙为正钒酸钙、焦钒酸钙和偏钒酸钙中的至少一种。由此，可以进一步提高后续酸浸提钒处理时钒的回收率。

根据本发明的另一个方面，本发明还提出了一种实施上述实施例的处理高钙高磷钒渣的方法的系统，该系统包括：混合装置、高压对辊压球机、还原焙烧脱磷装置、熔分装置、氧化钙化焙烧装置和酸浸提钒装置。

其中，混合装置具有高钙高磷钒渣入口、硅石入口、还原煤入口、粘结剂入口和混合物料出口，混合装置适于将高钙高磷钒渣、硅石、还原煤和粘结剂进行混合处理，以便得到混合物料；高压对辊压球机具有混合物料入口和混合球团出口，混合物料入口与混合物料出口相连，高压对辊压球机适于将混合物料进行成型处理，以便得到混合球团；还原焙烧脱磷装置具有混合球团入口、脱磷金属化球团出口和含磷烟气出口，混合球团入口与混合球团出口相连，还原焙烧脱磷装置适于将混合球团进行还原焙烧脱磷处理，以便得到脱磷金属化球团和含磷烟气；熔分装置具有脱磷金属化球团入口、铁水出口和低磷钒渣出口，脱磷金属化球团入口与脱磷金属化球团出口相连，熔分装置适于将脱磷金属化球团进行熔分处理，以便得到铁水和低磷钒渣；氧化钙化焙烧装置具有低磷钒渣入口、空气入口和酸溶性钒酸钙熟料出口，低磷钒渣入口与低磷钒渣出口相连，氧化钙化焙烧装置适于将低磷钒渣进行氧化钙化焙烧处理，以便得到酸溶性钒酸钙熟料；酸浸提钒装置具有酸溶性钒酸钙熟料入口、五氧化二钒出口和尾渣出口，酸溶性钒酸钙熟料入口与酸溶性钒酸钙熟料出口相连，酸浸提钒装置适于将酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理，以便得到五氧化二钒和尾渣。

由此，通过采用本发明上述实施例的处理高钙高磷钒渣的系统，不仅可以有效脱除高钙高磷钒渣中的磷，避免钒酸钙熟料在酸浸提钒时磷进入含钒浸出液中从而严重影响沉钒效果，还可以对高钙高磷钒渣中的铁资源进行回收再利用，最终获得含磷量低的优质铁资源和五氧化二钒产品。

根据本发明上述实施例的处理高钙高磷钒渣的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，还原焙烧脱磷装置为隧道窑，熔分装置为电炉，氧化钙化焙烧装置为多层焙烧炉。由此，可以进一步提高处理高钙高磷钒渣时的效率。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的处理高钙高磷钒渣的方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的处理高钙高磷钒渣的系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种处理高钙高磷钒渣的方法。根据本发明实施例的处理高钙高磷钒渣的方法包括：将高钙高磷钒渣、硅石、还原煤和粘结剂进行混合处理，以便得到混合物料；将混合物料进行成型处理，以便得到混合球团；将混合球团进行还原焙烧脱磷处理，以便得到脱磷金属化球团和含磷烟气；将脱磷金属化球团进行熔分处理，以便得到铁水和低磷钒渣；将低磷钒渣进行氧化钙化焙烧处理，以便得到酸溶性钒酸钙熟料；以及将酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理，以便得到五氧化二钒产品。

根据本发明上述实施例的处理高钙高磷钒渣的方法，首先将高钙高磷钒渣、硅石、还原煤和粘结剂进行混合处理得到混合物料，并对混合物料进行成型处理得到混合球团，然后将混合球团进行还原焙烧脱磷处理，得到脱磷金属化球团和含磷烟气，实现脱磷的目的，接着对脱磷金属化球团进行熔分处理，将铁以铁水的形式从脱磷金属化球团中分离出来，得到铁水和低磷钒渣，再对低磷钒渣进行氧化钙化焙烧处理，得到酸溶性钒酸钙熟料，最后对酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理，最终得到五氧化二钒产品。由此，本发明实施例的处理高钙高磷钒渣的方法不仅可以有效脱除高钙高磷钒渣中的磷，避免钒酸钙熟料在酸浸提钒时磷进入含钒浸出液中从而严重影响沉钒效果，还可以对高钙高磷钒渣中的铁资源进行回收再利用，最终获得含磷量低的优质铁资源和五氧化二钒产品。此外，该方法还具有高钙高磷钒渣脱磷率高，铁和钒回收率高，产品品质好的优点。

下面参考图1对本发明上述实施例的处理高钙高磷钒渣的方法进行详细描述。

S100：混合处理

根据本发明的实施例，将高钙高磷钒渣、硅石、还原煤和粘结剂进行混合处理，以便得到混合物料。

根据本发明的具体实施例，高钙高磷钒渣中CaO的含量为3-25重量％，P₂O₅的含量为0.2-1重量％，V₂O₅的含量为5-20重量％，Fe的含量为20-35重量％。由此，本发明实施例的处理高钙高磷钒渣的方法可以有效针对CaO含量高于3重量％、P₂O₅含量高于0.2重量％的高钙高磷钒渣进行处理，并且可以获得高品质的铁和五氧化二钒产品。

根据本发明的具体实施例，高钙高磷钒渣中CaO的含量为5-15重量％，P₂O₅的含量为0.2-0.6重量％，V₂O₅的含量为5-10重量％，Fe的含量为20-30重量％。由此，本发明实施例的处理高钙高磷钒渣的方法可以有效针对CaO含量为5-15重量％、P₂O₅含量为0.2-0.6重量％的高钙高磷钒渣进行处理，并且可以获得高品质的铁和五氧化二钒产品。

根据本发明的具体实施例，高钙高磷除铁钒渣、硅石、还原煤和粘结剂按质量比为100:(5-15):(8-15)：(2-5)进行混合处理。可以有效制备得到混合球团，并且进一步提高后续还原铁和还原脱磷效果。根据本发明的具体示例，发明人发现，向高钙高磷除铁钒渣中配入上述比例的硅石和还原煤，可以有效提高高钙高磷除铁钒渣中磷酸钙的还原率以及铁的还原率，进而提高脱磷效果以及铁的回收率。

根据本发明的实施例，粘结剂的类型并不受特别限制，例如，根据本发明的粘结剂可以为膨润土、水玻璃、糖蜜、淀粉溶液中的一种或多种。由此，可以进一步提高后续成型处理时的效率和混合球团的质量。

S200：成型处理

根据本发明的实施例，将混合物料进行成型处理，以便得到混合球团。

根据本发明的具体实施例，成型处理的装置并不受特别限制，例如，根据本发明的实施示例，成型处理装置可以为高压对辊压球机。由此，可以进一步提高成型处理的效率。

S300：还原焙烧脱磷处理

根据本发明的实施例，将混合球团进行还原焙烧脱磷处理，以便得到脱磷金属化球团和含磷烟气。由此，通过混合球团进行还原焙烧脱磷处理，可以使混合物料中的磷酸钙被还原成磷单质，并以蒸气的形式进入烟气中，由此，实现脱磷的效果；同时还可以对混合物料中的铁进行还原得到单质铁。

根据本发明的具体实施例，向高钙高磷除铁钒渣配入硅石、还原煤和粘结剂并成型后进行还原焙烧脱磷处理以便进行脱磷和提铁。具体地，脱磷和提铁反应可以按照下列反应式进行：

脱磷反应：Ca₃PO₄+5C+SiO₂＝P₂↑+5CO↑+3CaSiO₃

提铁反应：FeO·V₂O₃+C＝V₂O₃+Fe+CO

FeO·V₂O₃+CO＝V₂O₃+Fe+CO₂

根据本发明的具体实施例，还原焙烧脱磷处理的温度可以为1200-1400℃。发明人发现，在该还原焙烧脱磷处理条件下，可以进一步提高磷脱除率以及铁还原率。

根据本发明的具体实施例，通过采用上述还原焙烧脱磷处理条件，得到的脱磷金属化球团的金属化率不低于75％，进而可以有效地对高钙高磷钒渣中铁进行回收。

S400：熔分处理

根据本发明的实施例，将脱磷金属化球团进行熔分处理，以便得到铁水和低磷钒渣。由此，对脱磷金属化球团进行熔分处理，可以将铁以铁水的形式从脱磷金属化球团中分离出来，得到铁水和低磷钒渣，实现对铁的回收。根据本发明的具体实施例，分离得到的低磷钒渣中Fe含量不大于5重量％，高钙高磷钒渣中铁的回收率不低于80重量％。

根据本发明的具体实施例，熔分处理得到的低磷钒渣中P₂O₅的含量不大于0.1重量％。由此，可以有效避免后续钒酸钙熟料在酸浸提钒时磷进入含钒浸出液中严重影响沉钒效果，最终获得优质五氧化二钒产品。

根据本发明的具体实施例，熔分处理得到的低磷钒渣中P₂O₅的含量不大于0.05重量％。由此，可以进一步提高后续酸浸提钒处理中钒的品质。由此，可以有效避免后续钒酸钙熟料在酸浸提钒时磷进入含钒浸出液中严重影响沉钒效果，最终获得优质五氧化二钒产品。

根据本发明的具体实施例，熔分的温度为1500-1600℃。由此，可以进一步提高熔分处理时的效率。

S500：氧化钙化焙烧处理

根据本发明的实施例，将低磷钒渣进行氧化钙化焙烧处理，以便得到酸溶性钒酸钙熟料。

根据本发明的具体实施例，氧化钙化焙烧处理的温度可以为900-1200℃，时间为1-2h。发明人发现，对低磷钒渣进行氧化钙化焙烧处理，可以使低磷钒渣中的钒被氧化为正四价或正五价，并以酸溶性钒酸钙的形式存在，尤其在该氧化钙化焙烧处理条件下，钒的氧化率较高。由此，本发明通过控制氧化钙化焙烧处理的温度和时间可以进一步提高酸溶性钒酸钙熟料的产率，进而提高钒的回收率。

根据本发明的具体实施例，在上述反应条件下进行的氧化钙化焙烧处理过程中，脱磷焙烧球团内具体发生的反应如下：

CaO+V₂O₃+O₂＝CaV₂O₆偏钒酸钙(五价，酸溶性)

2CaO+V₂O₃+O₂＝Ca₂V₂O₇焦钒酸钙(五价，酸溶性)

3CaO+V₂O₃+O₂＝Ca₃V₂O₈正钒酸钙(五价，酸溶性)

CaO+V₂O₃+0.5O₂＝CaV₂O₅偏钒酸钙(四价，酸溶性)

2CaO+V₂O₃+0.5O₂＝Ca₂V₂O₆焦钒酸钙(四价，酸溶性)

3CaO+V₂O₃+0.5O₂＝Ca₃V₂O₇正钒酸钙(四价，酸溶性)

因此，根据本发明的具体实施例，经过氧化钙化焙烧处理得到的酸溶性钒酸钙熟料中的钒酸钙可以包括正钒酸钙、焦钒酸钙和偏钒酸钙中的至少一种，也可以是四价钒酸钙和五价钒酸钙的任意比例混合。其中，酸溶性钒酸钙熟料中，正五价和正四价的钒占全钒的比例不低于90％。由此，可以进一步提高后续酸浸提钒处理时钒酸钙的溶解，进而显著提高钒的回收率。

S600：酸浸提钒处理

根据本发明的实施例，将酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理，以便得到五氧化二钒产品。

根据本发明的具体实施例，酸浸提钒处理具体可以按照下列步骤进行：首先将酸溶性的钒酸钙熟料进行酸浸得到含钒溶液和酸浸渣，然后将含钒溶液净化除杂，再对净化后的含钒溶液进行酸性铵盐沉钒处理得到多钒酸铵沉淀，最后将多钒酸铵进行煅烧处理得到五氧化二钒。由此，通过对酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理可以有效回收获得五氧化二钒产品。

根据本发明的另一个方面，本发明还提出了一种实施上述处理高钙高磷钒渣的方法的系统，参考图2，包括：混合装置100、高压对辊压球机200、还原焙烧脱磷装置300、熔分装置400、氧化钙化焙烧装置500和酸浸提钒装置600。

利用上述处理高钙高磷钒渣的系统，首先通过混合装置100对高钙高磷钒渣、硅石、还原煤和粘结剂进行混合处理，得到混合物料，接着将混合物料在高压对辊压球机200中进行成型处理，得到混合球团，然后将混合球团在还原焙烧脱磷装置300中进行还原焙烧脱磷处理，得到脱磷金属化球团和含磷烟气，由此实现脱磷的目的，再在熔分装置400中对脱磷金属化球团进行熔分处理，得到铁水和低磷钒渣，实现对铁的回收，再在氧化钙化焙烧装置500中对低磷钒渣进行氧化钙化焙烧处理，得到酸溶性钒酸钙熟料，最后在酸浸提钒装置600中对酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理，最终得到五氧化二钒产品。

由此，本发明通过采用上述实施例的处理高钙高磷钒渣的系统，可以进一步提高高钙高磷钒渣中的铁资源的回收率，并有效脱除高钙高磷钒渣中的磷，避免钒酸钙熟料在酸浸提钒时磷进入含钒浸出液中从而严重影响沉钒效果，进而进一步改善高钙高磷钒渣的脱磷效果，并提高铁和钒的回收率和品质。

下面参考图2对本发明上述实施例的处理高钙高磷钒渣的系统进行详细描述。

混合装置100

根据本发明的实施例，混合装置100具有高钙高磷钒渣入口110、硅石入口120、还原煤入口130、粘结剂入口140和混合物料出口150，混合装置100适于将高钙高磷钒渣、硅石、还原煤和粘结剂进行混合处理，以便得到混合物料。

根据本发明的具体实施例，通过混合装置100对高钙高磷钒渣、硅石、还原煤和粘结剂进行混合处理，得到混合物料。

根据本发明的具体实施例，高钙高磷钒渣中CaO的含量为3-25重量％，P₂O₅的含量为0.2-1重量％，V₂O₅的含量为5-20重量％，Fe的含量为20-35重量％。由此，本发明实施例的处理高钙高磷钒渣的方法可以有效针对CaO含量高于3重量％、P₂O₅含量高于0.2重量％的高钙高磷钒渣进行处理，并且可以获得高品质的铁和五氧化二钒产品。

根据本发明的具体实施例，高钙高磷钒渣中CaO的含量为5-15重量％，P₂O₅的含量为0.2-0.6重量％，V₂O₅的含量为5-10重量％，Fe的含量为20-30重量％。由此，本发明实施例的处理高钙高磷钒渣的方法可以有效针对CaO含量为5-15重量％、P₂O₅含量为0.2-0.6重量％的高钙高磷钒渣进行处理，并且可以获得高品质的铁和五氧化二钒产品。

根据本发明的具体实施例，高钙高磷除铁钒渣、硅石、还原煤和粘结剂按质量比为100:(5-15):(8-15)：(2-5)进行混合处理。可以有效制备得到混合球团，并且进一步提高后续还原铁和还原脱磷效果。根据本发明的具体示例，发明人发现，向高钙高磷除铁钒渣中配入上述比例的硅石和还原煤，可以有效提高高钙高磷除铁钒渣中磷酸钙的还原率以及铁的还原率，进而提高脱磷效果以及铁的回收率。

根据本发明的具体实施例，粘结剂的类型并不受特别限制，例如，根据本发明的粘结剂可以为膨润土、水玻璃、糖蜜、淀粉溶液中的一种或多种。由此，可以进一步提高后续成型处理时的效率和混合球团的质量。

高压对辊压球机200

根据本发明的实施例，高压对辊压球机200具有混合物料入口210和混合球团出口220，混合物料入口210与混合物料出口150相连，高压对辊压球机200适于将混合物料进行成型处理，以便得到混合球团。

根据本发明的具体实施例，将混合物料在高压对辊压球机200中进行成型处理，得到混合球团。

根据本发明的具体实施例，成型处理的装置并不受特别限制，例如，根据本发明的实施示例，成型处理装置可以为高压对辊压球机200。由此，可以进一步提高成型处理的效率。

还原焙烧脱磷装置300

根据本发明的实施例，还原焙烧脱磷装置300具有混合球团入口310、脱磷金属化球团出口320和含磷烟气出口330，混合球团入口310与混合球团出口220相连，还原焙烧脱磷装置300适于将混合球团进行还原焙烧脱磷处理，以便得到脱磷金属化球团和含磷烟气。

根据本发明的具体实施例，将混合球团在还原焙烧脱磷装置300中进行还原焙烧脱磷处理，得到脱磷金属化球团和含磷烟气。由此，通过混合球团进行还原焙烧脱磷处理，可以使混合物料中的磷酸钙被还原成磷单质，并以蒸气的形式进入烟气中，由此，实现脱磷的效果；同时还可以对混合物料中的铁进行还原得到单质铁。

根据本发明的具体实施例，向高钙高磷除铁钒渣配入硅石、还原煤和粘结剂并成型后进行还原焙烧脱磷处理以便进行脱磷和提铁。具体地，脱磷和提铁反应可以按照下列反应式进行：

脱磷反应：Ca₃PO₄+5C+SiO₂＝P₂↑+5CO↑+3CaSiO₃

提铁反应：FeO·V₂O₃+C＝V₂O₃+Fe+CO

FeO·V₂O₃+CO＝V₂O₃+Fe+CO₂

根据本发明的具体实施例，还原焙烧脱磷处理的温度可以为1200-1400℃。发明人发现，在该还原焙烧脱磷处理条件下，可以进一步提高磷脱除率以及铁还原率。

根据本发明的具体实施例，通过采用上述还原焙烧脱磷处理条件，得到的脱磷金属化球团的金属化率不低于75％，进而可以有效地对高钙高磷钒渣中铁进行回收。

根据本发明的具体实施例，还原焙烧脱磷装置300为隧道窑。由此，可以进一步提高还原焙烧脱磷处理的效率。

熔分装置400

根据本发明的实施例，熔分装置400具有脱磷金属化球团入口410、铁水出口420和低磷钒渣出口430，脱磷金属化球团入口410与脱磷金属化球团出口320相连，熔分装置400适于将脱磷金属化球团进行熔分处理，以便得到铁水和低磷钒渣；

根据本发明的具体实施例，在熔分装置400中对脱磷金属化球团进行熔分处理，得到铁水和低磷钒渣。由此，对脱磷金属化球团进行熔分处理，可以将铁以铁水的形式从脱磷金属化球团中分离出来，得到铁水和低磷钒渣，实现对铁的回收。根据本发明的具体实施例，分离得到的低磷钒渣中Fe含量不大于5重量％，高钙高磷钒渣中铁的回收率不低于80重量％。

根据本发明的具体实施例，熔分处理得到的低磷钒渣中P₂O₅的含量不大于0.1重量％。由此，可以有效避免后续钒酸钙熟料在酸浸提钒时磷进入含钒浸出液中严重影响沉钒效果，最终获得优质五氧化二钒产品。

根据本发明的具体实施例，熔分处理得到的低磷钒渣中P₂O₅的含量不大于0.05重量％。由此，可以进一步提高后续酸浸提钒处理中钒的品质。由此，可以有效避免后续钒酸钙熟料在酸浸提钒时磷进入含钒浸出液中严重影响沉钒效果，最终获得优质五氧化二钒产品。

根据本发明的具体实施例，熔分的温度为1500-1600℃。由此，可以进一步提高熔分处理时的效率。

根据本发明的具体实施例，熔分装置400可以为电炉。由此，可以进一步提高熔分处理的效率。

氧化钙化焙烧装置500

根据本发明的实施例，氧化钙化焙烧装置500具有低磷钒渣入口510、空气入口520和酸溶性钒酸钙熟料出口530，低磷钒渣入口510与低磷钒渣出口430相连，氧化钙化焙烧装置500适于将低磷钒渣进行氧化钙化焙烧处理，以便得到酸溶性钒酸钙熟料。

根据本发明的具体实施例，在氧化钙化焙烧装置500中对低磷钒渣进行氧化钙化焙烧处理，得到酸溶性钒酸钙熟料。

根据本发明的具体实施例，氧化钙化焙烧处理的温度可以为900-1200℃，时间为1-2h。发明人发现，对低磷钒渣进行氧化钙化焙烧处理，可以使低磷钒渣中的钒被氧化为正四价或正五价，并以酸溶性钒酸钙的形式存在，尤其在该氧化钙化焙烧处理条件下，钒的氧化率较高。由此，本发明通过控制氧化钙化焙烧处理的温度和时间可以进一步提高酸溶性钒酸钙熟料的产率，进而提高钒的回收率。

根据本发明的具体实施例，在上述反应条件下进行的氧化钙化焙烧处理过程中，脱磷焙烧球团内具体发生的反应如下：

CaO+V₂O₃+O₂＝CaV₂O₆偏钒酸钙(五价，酸溶性)

2CaO+V₂O₃+O₂＝Ca₂V₂O₇焦钒酸钙(五价，酸溶性)

3CaO+V₂O₃+O₂＝Ca₃V₂O₈正钒酸钙(五价，酸溶性)

CaO+V₂O₃+0.5O₂＝CaV₂O₅偏钒酸钙(四价，酸溶性)

2CaO+V₂O₃+0.5O₂＝Ca₂V₂O₆焦钒酸钙(四价，酸溶性)

3CaO+V₂O₃+0.5O₂＝Ca₃V₂O₇正钒酸钙(四价，酸溶性)

因此，根据本发明的具体实施例，经过氧化钙化焙烧处理得到的酸溶性钒酸钙熟料中的钒酸钙可以包括正钒酸钙、焦钒酸钙和偏钒酸钙中的至少一种，也可以是四价钒酸钙和五价钒酸钙的任意比例混合。其中，酸溶性钒酸钙熟料中，正五价和正四价的钒占全钒的比例不低于90％。由此，可以进一步提高后续酸浸提钒处理时钒酸钙的溶解，进而显著提高钒的回收率。

根据本发明的具体实施例，氧化钙化焙烧装置500可以为多层焙烧炉。由此，可以进一步提高氧化钙化焙烧处理的效率。

酸浸提钒装置600

根据本发明的实施例，酸浸提钒装置600具有酸溶性钒酸钙熟料入口610、五氧化二钒出口620和尾渣出口630，酸溶性钒酸钙熟料入口610与酸溶性钒酸钙熟料出口530相连，酸浸提钒装置600适于将酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理，以便得到五氧化二钒和尾渣，

根据本发明的具体实施例，在酸浸提钒装置600中对酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理，最终得到五氧化二钒产品。

根据本发明的具体实施例，酸浸提钒装置600进一步包括酸浸装置、净化装置、沉钒装置和煅烧装置。其中，酸浸装置适于将酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸处理，以便得到含钒溶液和酸浸渣；净化装置适于将含钒溶液进行净化除杂，以便得到净化后的含钒溶液；沉钒装置适于对净化后的含钒溶液进行酸性铵盐沉钒处理，以便得到多钒酸铵沉淀；煅烧装置适于对多钒酸铵进行煅烧处理，以便得到五氧化二钒产品。由此，通过对酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理可以有效回收获得五氧化二钒产品。

实施例1

将国内某公司高钙高磷钒渣(CaO含量为3重量％，P₂O₅含量为0.2重量％，V₂O₅含量为20重量％，Fe含量为35重量％)、硅石、还原煤和膨润土按质量比100:5:15:2混合得到混合物料，将混合物料在高压对辊压球机上进行成型得到混合球团。将混合球团在隧道窑内在1200℃下进行还原焙烧，磷主要以磷蒸气的形式进入烟气中，反应结束后得到脱磷金属化球团，脱磷金属化球团的金属化率为80％。将脱磷金属化球团在电炉上并在1500℃的温度条件下进行熔分处理得到铁水和低磷钒渣，铁水可以送去炼钢，低磷钒渣中P₂O₅含量为0.09重量％，Fe含量为5重量％。将低磷钒渣在多层焙烧炉内并在900℃下进行氧化钙化焙烧1h得到酸溶性钒酸钙熟料，其中正五价钒和正四价钒的总质量占全钒的比例为92％。最后将酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理得到五氧化二钒(品位98.7％)和尾渣。整个流程的钒回收率95.2％，铁回收率85.4％。

实施例2

将国内某公司高钙高磷钒渣(CaO含量为25重量％，P₂O₅含量为1重量％，V₂O₅含量为5重量％，Fe含量为20重量％)、硅石、还原煤和淀粉溶液按质量比100:15:8:3混合得到混合物料。将混合物料在高压对辊压球机上进行成型得到混合球团。将混合球团在隧道窑内在1400℃下进行还原焙烧，磷主要以磷蒸气的形式进入烟气中，反应结束后得到脱磷金属化球团，脱磷金属化球团的金属化率为75％。将脱磷金属化球团在电炉上并在1550℃的温度条件下进行熔分处理得到铁水和低磷钒渣，铁水可以送去炼钢，低磷钒渣中P₂O₅含量为0.05重量％，Fe含量为3重量％。将低磷钒渣在多层焙烧炉内并在1000℃下进行氧化钙化焙烧1.5h得到酸溶性钒酸钙熟料，其中正五价钒和正四价钒的总质量占全钒的比例为96％。最后将酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理得到五氧化二钒(品位99.3％)和尾渣。整个流程的钒回收率97.3％，铁回收率80.7％。

实施例3

将国内某公司高钙高磷钒渣(CaO含量为15重量％，P₂O₅含量为0.6重量％，V₂O₅含量为7重量％，Fe含量为30重量％)、硅石、还原煤和水玻璃按质量比100:10:10:4混合得到混合物料。将混合物料在高压对辊压球机上进行成型得到混合球团。将混合球团在隧道窑内在1300℃下进行还原焙烧，磷主要以磷蒸气的形式进入烟气中，反应结束后得到脱磷金属化球团，脱磷金属化球团的金属化率为82％。将脱磷金属化球团在电炉上并在1600℃的温度条件下进行熔分处理得到铁水和低磷钒渣，铁水可以送去炼钢，低磷钒渣中P₂O₅含量为0.04重量％，Fe含量为4重量％。将低磷钒渣在多层焙烧炉内并在1100℃下进行氧化钙化焙烧2h得到酸溶性钒酸钙熟料，其中正五价钒和正四价钒的总质量占全钒的比例为95％。最后将酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理得到五氧化二钒(品位99.2％)和尾渣。整个流程的钒回收率96.8％，铁回收率87.3％。

实施例4

将国内某公司高钙高磷钒渣(CaO含量为5重量％，P₂O₅含量为0.2重量％，V₂O₅含量为10重量％，Fe含量为30重量％)、硅石、还原煤和糖蜜按质量比100:8:9:5混合得到混合物料。将混合物料在高压对辊压球机上进行成型得到混合球团。将混合球团在隧道窑内在1350℃下进行还原焙烧，磷主要以磷蒸气的形式进入烟气中，反应结束后得到脱磷金属化球团，脱磷金属化球团的金属化率为85％。将脱磷金属化球团在电炉上并在1600℃的温度条件下进行熔分处理得到铁水和低磷钒渣，铁水可以送去炼钢，低磷钒渣中P₂O₅含量为0.03重量％，Fe含量为2重量％。将低磷钒渣在多层焙烧炉内并在1200℃下进行氧化钙化焙烧2h得到酸溶性钒酸钙熟料，其中正五价钒和正四价钒的总质量占全钒的比例为98％。最后将酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理得到五氧化二钒(品位99.6％)和尾渣。整个流程的钒回收率98.2％，铁回收率90.7％。

实施例5

将国内某公司高钙高磷钒渣(CaO含量为10重量％，P₂O₅含量为0.4重量％，V₂O₅含量为8重量％，Fe含量为25重量％)、硅石、还原煤和膨润土按质量比100:11:12:3.5混合得到混合物料。将将混合物料在高压对辊压球机上进行成型得到混合球团。将混合球团在隧道窑内在1250℃下进行还原焙烧，磷主要以磷蒸气的形式进入烟气中，反应结束后得到脱磷金属化球团，脱磷金属化球团的金属化率为77％。将脱磷金属化球团在电炉上并在1500℃的温度条件下进行熔分处理得到铁水和低磷钒渣，铁水可以送去炼钢，低磷钒渣中P₂O₅含量为0.01重量％，Fe含量为3重量％。将低磷钒渣与在多层焙烧炉内并在1150℃下进行氧化钙化焙烧2h得到酸溶性钒酸钙熟料，其中正五价钒和正四价钒的总质量占全钒的比例为91％。最后将酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸提钒处理得到五氧化二钒(品位98.7％)和尾渣。整个流程的钒回收率94.2％，铁回收率82.2％。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。