石煤提钒的系统的制作方法

本实用新型属于冶金领域，具体而言，本实用新型涉及石煤提钒的系统。
背景技术：
：石煤是一种含碳少、发热值低的劣质无烟煤，又是一种低品位多金属共生矿，石煤资源中已发现的伴生元素多达60多种，其中可形成工业矿床的主要是钒，其次是钼、铀、磷、银等等。我国的石煤资源非常丰富，总储藏量居世界第一位。我国从20世纪60年代开始对石煤提钒进行研究，70年代开始工业生产，所使用的工艺主要分为两大工艺路线，即火法焙烧湿法提钒工艺和全湿法提钒工艺。火法工艺钠化焙烧-水浸或酸浸工艺均为钠化焙烧(NaCl)-水浸或酸浸工艺。这种工艺存在两个严重缺陷，一是为得到较高V2O5浸出率，不得不消耗大量H2SO4，生产中H2SO4用量一般为矿石质量的25％～40％，钒回收率普遍为45％-55％，使50％左右的钒矿资源得不到有效利用而浪费；二是酸性浸出液的净化除杂、Fe(III)还原和pH值调整等工序需要消耗大量药剂，特别是氨水，从而导致氨氮废水的产生及处理问题。尽管攀钢在石煤提钒技术上取得了突破，远远高于国内同行业通常的40％～50％的指标，钒的总收率平均达到60.70％，仍有40％的钒资源浪费。全湿法提钒工艺是将石煤在常压或加温加压及氧化剂存在下酸浸，将酸浸得到的含钒溶液利用萃取、离子交换等工艺进行提钒，因石煤中钒含量低、处理量大，使得酸耗大、污染物排放高、钒产品生产成本高。因此现有石煤提钒的技术有待进一步改进。技术实现要素：本实用新型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，本实用新型的一个目的在于提出一种石煤提钒的系统，该系统以石煤作还原剂还原铁精矿和石煤中的铁氧化物、钒氧化物以生产半钢和提钒，可以综合回收利用石煤中的碳、钒和铁，使得钒渣中五氧化二钒的含量为石煤的10倍以上，含钒铁水中的硫含量从2.5wt％以上降至0.1wt％，相比于现有技术，从石煤中获得等量五氧化二钒的碱耗降低70％以上，能耗降低12％以上。在本实用新型的一个实用新型，本实用新型提出了一种石煤提钒的系统。根据本实用新型的实施例，所述系统包括：石煤破磨装置，所述石煤破磨装置具有石煤入口和石煤颗粒出口；铁精矿破磨装置，所述铁精矿破磨装置具有铁精矿入口和铁精矿颗粒出口；造渣剂破磨装置，所述造渣剂破磨装置具有造渣剂入口和造渣剂颗粒出口；混合装置，所述混合装置具有石煤颗粒入口、铁精矿颗粒入口、造渣剂颗粒入口、粘结剂入口、水入口和混合物料出口，所述石煤颗粒入口与所述石煤颗粒出口相连，所述铁精矿颗粒入口与所述铁精矿颗粒出口相连，所述造渣剂颗粒入口与所述造渣剂颗粒出口相连；成型装置，所述成型装置具有混合物料入口和成型物料出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；干燥装置，所述干燥装置具有成型物料入口、水出口和干燥物料出口，所述成型物料入口与所述成型物料出口相连；还原装置，所述还原装置具有干燥物料入口、高温烟气出口和还原物料出口，所述干燥物料入口与所述干燥物料出口相连，所述高温烟气出口与所述干燥装置相连；熔分装置，所述熔分装置具有还原物料入口、含碳物料入口、含钒铁水出口和炉渣出口，所述还原物料入口与所述还原物料出口相连；提钒装置，所述提钒装置具有含钒铁水入口、氧气入口、半钢出口和钒渣出口，所述含钒铁水入口与所述含钒铁水出口相连；钒渣处理装置，所述钒渣处理装置具有钒渣入口和五氧化二钒出口，所述钒渣入口与所述钒渣出口相连。由此，根据本实用新型实施例的石煤提钒的系统通过将石煤、铁精矿和造渣剂分别送至石煤破磨装置、铁精矿破磨装置和造渣剂破磨装置进行破碎和磨细，有利于增加石煤、铁精矿和造渣剂的比表面积；将上述所得的石煤颗粒、铁精矿颗粒和造渣剂颗粒在粘结剂和水的作用下混合充分，得到混合物料，有利于增加石煤颗粒、铁精矿颗粒和造渣剂颗粒的接触面积；然后将上述混合物料进行成型，得到成型物料，可使得石煤颗粒、铁精矿颗粒和造渣剂颗粒三者之间接触充分；成型物料经干燥后，可脱除成型物料中的水分，同时可增加成型物料内的孔隙率，得到干燥物料，成型物料干燥的热源来源于后续还原装置的高温烟气，如此，有利于回收利用高温烟气的显热，显著降低干燥装置的能耗，从而降低整个石煤提钒系统的能耗；然后将上述干燥物料热送至还原装置中，干燥物料中的碳与干燥物料中的铁氧化物和钒氧化物发生还原反应，得到还原物料和高温烟气，其中高温烟气送至干燥装置中用于干燥装置的热源，而还原物料送至熔分装置，在熔分装置内，根据还原物料在还原装置中的还原情况向熔分装置中补加一定量的含碳物料，使得还原物料内的铁氧化物和钒氧化物被碳充分还原，同时造渣剂与还原球团中硅铝氧化物发生反应生成低熔点盐，降低物料熔化温度，节约能耗；造渣剂与还原剂中硫磷发生反应进入渣中，降低含钒铁水硫磷含量，提高含钒铁水品质，最终获得含钒铁水和炉渣；其中含钒铁水进入提钒装置，在氧气的作用下发生氧化反应，得到半钢和钒渣，半钢可用于生产半钢铸件、作为高端铸件和高等级钢的原料，而钒渣经钒渣处理装置后，可得到五氧化二钒。由此，该系统以石煤做还原剂还原铁精矿和石煤中的铁氧化物、钒氧化物以生产半钢和提钒，综合回收利用石煤中的碳、钒和铁，使得钒渣中五氧化二钒的含量为石煤的10倍以上，含钒铁水中的硫含量从2.5wt％以上降至0.1wt％，相比于现有技术，从石煤中获得等量五氧化二钒的碱耗降低70％以上，能耗降低12％以上。任选的，所述钒渣处理装置包括依次相连的第一焙烧装置、水浸装置和第二焙烧装置。由此，有利于充分回收钒渣中的五氧化二钒。本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。附图说明本实用新型的上述和/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是根据本实用新型一个实施例的石煤提钒的系统结构示意图；图2是根据本实用新型再一个实施例的石煤提钒的系统实施石煤提钒的方法流程示意图；图3是根据本实用新型再一个实施例的石煤提钒的系统结构示意图。具体实施方式下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种石煤提钒的系统。根据本实用新型的实施例，参考图1，该系统包括：石煤破磨装置100、铁精矿破磨装置200、造渣剂破磨装置300、混合装置400、成型装置500、干燥装置600、还原装置700、熔分装置800、提钒装置900和钒渣处理装置1000。根据本实用新型的实施例，石煤破磨装置100具有石煤入口101和石煤颗粒出口102，且适于将石煤进行破磨处理，以便得到石煤颗粒。具体的，将石煤在石煤破磨装置中进行破碎和磨细处理后，得到石煤颗粒，可显著增加石煤颗粒的比表面积。根据本实用新型的一个实施例，石煤颗粒的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，石煤颗粒中的粒径可以为小于100μm的占比70％以上。发明人发现，当石煤颗粒过大，会使得与铁精矿颗粒接触地不充分，造成石煤中碳与铁氧化物反应速度慢，从而恶化动力学条件；然而石煤颗粒过细，压块成型物孔隙率低，传热慢，降低反应速度。根据本实用新型的实施例，铁精矿破磨装置200具有铁精矿入口201和铁精矿颗粒出口202，且适于将铁精矿进行破磨处理，以便得到铁精矿颗粒。具体的，将铁精矿在铁精矿破磨装置中进行破碎和磨细处理后，得到铁精矿颗粒，可显著增加铁精矿颗粒的比表面积。根据本实用新型的一个实施例，铁精矿颗粒的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，铁精矿颗粒中的粒径可以为小于100μm的占比70％以上。发明人发现，当铁精矿颗粒过大，与石煤颗粒接触不充分，石煤中碳与铁精矿中铁氧化物反应速度慢，恶化动力学条件，铁精矿颗粒过细，压块成型困难，并且成型物孔隙率低，传热慢，降低反应速度。根据本实用新型的实施例，造渣剂破磨装置300具有造渣剂入口301和造渣剂颗粒出口302，且适于将造渣剂进行破磨处理，以便得到造渣剂颗粒。具体的，将造渣剂在造渣剂破磨装置中进行破碎和磨细处理后，得到造渣剂颗粒，可显著增加造渣剂颗粒的比表面积。根据本实用新型的一个实施例，造渣剂颗粒的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，造渣剂颗粒中的粒径可以为小于100μm的占比80％以上。发明人发现，造渣剂颗粒过大，与石煤、铁精矿表面积接触不充分，使得造渣剂与石煤、铁精矿中硫、磷、硅铝氧化物的反应困难，从而降低反应速度；然而，造渣剂颗粒过细，成型物的孔隙率变小，造成传热慢，从而降低反应速度。根据本实用新型的再一个实施例，造渣剂的类型并不受特备限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，造渣剂可以选自生石灰、石灰石、白云石、氧化镁和氧化钙中的至少之一，优选白云石或石灰石。由此，有利于降低后续干燥球团在还原装置内的熔化温度，而且可以降低后续熔分装置内含钒铁水中硫、磷的含量，提高含钒铁水的品位。根据本实用新型的实施例，混合装置400具有石煤颗粒入口401、铁精矿颗粒入口402、造渣剂颗粒入口403、粘结剂入口404、水入口405和混合物料出口406，石煤颗粒入口401与石煤颗粒出口102相连，铁精矿颗粒入口402与铁精矿颗粒出口202相连，造渣剂颗粒入口403与造渣剂颗粒出口302相连，且适于将石煤颗粒、铁精矿颗粒、造渣剂颗粒、粘结剂和水进行混合，以便得到混合物料。由此，有利于增加石煤颗粒、铁精矿颗粒和造渣剂颗粒的接触面积。根据本实用新型的一个实施例，石煤颗粒与铁精矿颗粒、造渣剂颗粒、粘结剂、水的混合质量比并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，石煤颗粒与铁精矿颗粒、造渣剂颗粒、粘结剂、水的混合质量比可以为100：(70～100)：(30～50)：(1～2)：(7～9)。发明人发现，当石煤比例过高，会造成碳过剩，浪费石煤碳资源；然而石煤比例过低，铁氧化物反应不充分，造成铁回收率低，同时含钒铁水中钒含量低，增加钒资源回收成本；当粘结剂过高，增加生产能耗，然而粘结剂过低则降低压块成型物强度，倒运过程破损率高；水分过高或过低影响压块强度，过高时还增加烘干热量，能耗增加。根据本实用新型的实施例，成型装置500具有混合物料入口501和成型物料出口502，混合物料入口501与混合物料出口406相连，且适于将混合物料进行成型处理，以便得到成型物料。由此，可使得石煤颗粒、铁精矿颗粒和造渣剂颗粒三者之间充分接触，提高后续干燥物料在还原装置内的还原速率，同时混合物料经成型后可避免后续干燥物料在还原装置内物料随高温烟气而排出，减少原材料损失。根据本实用新型的一个实施例，成型物料的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，成型物料的粒径可以为15～20mm。发明人发现，若成型物料的粒径过大，在成型物内传热速度慢，降低热力学有反应条件，而粒径过小，成型物之间透气性差，传热速度降低，降低热力学和动力学反应条件。根据本实用新型的实施例，干燥装置600具有成型物料入口601、水出口602和干燥物料出口603，成型物料入口601与成型物料出口502相连，且适于将成型物料进行干燥处理，以便得到水和干燥物料。由此，可脱除成型物料中的水分，同时可增加成型物料内的孔隙率，且成型物料干燥的热源来源于后续还原装置的高温烟气，如此，有利于回收利用高温烟气的显热，显著降低干燥装置的能耗，从而降低整个石煤提钒系统的能耗。根据本实用新型的一个实施例，干燥处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，干燥处理的温度可以为300摄氏度，干燥处理的时间可以为15～30min。由此，可以显著提高所得干燥物料的干燥效率。根据本实用新型的实施例，还原装置700具有干燥物料入口701、高温烟气出口702和还原物料出口703，干燥物料入口701与干燥物料出口603相连，高温烟气出口702与干燥装置600相连，且适于将干燥物料进行还原处理，以便得到高温烟气和还原物料，并将高温烟气返回上述干燥装置。发明人发现，通过将干燥物料热送至还原装置中，干燥物料中的碳与干燥物料中的铁氧化物和钒氧化物发生还原反应，得到还原物料和高温烟气，其中高温烟气送至干燥装置中用于干燥装置的热源，而还原物料送至熔分装置，干燥物料中的造渣剂可与干燥物料中的硅铝氧化物反应，得到低熔点的硅酸盐，从而降低干燥物料的熔化温度，加快还原装置内还原反应的速率，进而降低还原装置的能耗，同时，干燥物料内的造渣剂还可以和干燥物料内的硫、磷有害杂质发生反应，降低所得还原球团内硫、磷的含量，进而减少后续熔分装置内硫、磷对含钒铁水富集钒渣的干扰。干燥物料中的碳与自身中的铁氧化物和钒氧化物发生还原反应的反应式主要有：C+Fe2O3＝2FeO+CO(1)C+FeO＝Fe+CO(2)2C+V2O5＝V2O3+2CO(3)具体的，将干燥后的干燥物料热送至还原装置中，先经过预热段，预热4-6min，预热段的温度可以为900-1000摄氏度，然后进入还原段，还原5-8min，还原段的温度可以为1100-1300摄氏度，最后进入冷却段，冷却段的温度可以为800-900摄氏度，然后将所得的还原物料热送至熔分装置中。需要说明的是，还原装置并不受特别限制，例如可以为转底炉。根据本实用新型的实施例，熔分装置800具有还原物料入口801、含碳物料入口802、含钒铁水出口803和炉渣出口804，还原物料入口801与还原物料出口703相连，且适于将还原物料和含碳物料进行熔分处理，以便得到含钒铁水和炉渣。具体的，在熔分装置内，根据还原物料在还原装置中的还原情况向熔分装置中补加一定量的含碳物料，有利于还原物料内的铁氧化物和钒氧化物被碳充分还原，获得含钒铁水和炉渣。在熔分炉内发生的反应主要有：[C]+(FeO)＝[Fe]+CO(4)[C]+(V2O3)＝2(VO)+CO(5)C+[VO]＝[V]+CO(6)具体的，将温度为800-900摄氏度还原物料热送至熔分装置，熔分装置的温度可以为1500-1650摄氏度，在熔分装置内，根据还原物料在还原装置中铁氧化物和钒氧化物的还原情况以及还原物料中剩余的碳含量向熔分装置中补加还原物料1.5wt％-5wt％含碳物料，熔清后保温20-45min，使得还原物料中铁氧化物和钒氧化物充分还原，得到含钒铁水和炉渣。根据本实用新型的再一个实施例，含碳物料的类型并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，含碳物料可以选自焦丁、兰炭、粒煤和焦炭中的至少之一。由此，可在保证提钒效果的同时降低石煤提钒系统的原材料成本。根据本实用新型的又一个实施例，含碳物料与还原物料的质量比可以为(0.3～1)：20。发明人发现，若含碳物料含量过高，造成碳资源浪费，同时促进硅还原进含钒铁水，降低含钒铁水品质，而含碳物料含量过低，铁氧化物、钒氧化物等有益元素还原不充分，导致铁、钒资源浪费。根据本实用新型的实施例，提钒装置900具有含钒铁水入口901、氧气入口902、半钢出口903和钒渣出口904，含钒铁水入口901与含钒铁水出口803相连，且适于将含钒铁水和氧气进行提钒处理，以便得到钒渣和半钢。具体的，在提钒装置中，提钒温度控制在1320-1480摄氏度，吹氧5-8min，含钒铁水在氧气的作用下可得到含五氧化二钒15wt％以上的钒渣，是石煤中五氧化二钒含量的十倍以上，达到富集钒的目的，所得的半钢可用于生产半钢铸件、作为高端铸件和高等级钢的原料，如此，有利于回收利用提钒装置所得的半钢。含钒铁水与氧气反应的反应式主要有：2[V]+3[O]＝V2O3(7)[Fe]+[O]＝(FeO)(8)2[O]+[Si]＝(SiO2)(9)[C]+[O]＝CO(10)根据本实用新型的实施例，钒渣处理装置1000具有钒渣入口1001和五氧化二钒出口1002，钒渣入口1001与钒渣出口904相连，且适于将钒渣进行钒渣处理，以便得到五氧化二钒。具体的，在钒渣处理装置中，可将钒渣中的五氧化二钒提出，同时碱耗降低75％以上。根据本实用新型的一个实施例，钒渣处理装置并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，钒渣处理装置可以包括依次相连的第一焙烧装置、水浸装置和第二焙烧装置。具体的，本领域技术人员可以根据实际需要对第一焙烧装置、水浸装置和第二焙烧装置中的具体操作条件进行选择。根据本实用新型实施例的石煤提钒的系统通过将石煤、铁精矿和造渣剂分别送至石煤破磨装置、铁精矿破磨装置和造渣剂破磨装置进行破碎和磨细，有利于增加石煤、铁精矿和造渣剂的比表面积；将上述所得的石煤颗粒、铁精矿颗粒和造渣剂颗粒在粘结剂和水的作用下混合充分，得到混合物料，有利于增加石煤颗粒、铁精矿颗粒和造渣剂颗粒的接触面积；然后将上述混合物料进行成型，得到成型物料，可使得石煤颗粒、铁精矿颗粒和造渣剂颗粒三者之间接触充分；成型物料经干燥后，可脱除成型物料中的水分，同时可增加成型物料内的孔隙率，得到干燥物料，成型物料干燥的热源来源于后续还原装置的高温烟气，如此，有利于回收利用高温烟气的显热，显著降低干燥装置的能耗，从而降低整个石煤提钒系统的能耗；然后将上述干燥物料热送至还原装置中，干燥物料中的碳与干燥物料中的铁氧化物和钒氧化物发生还原反应，得到还原物料和高温烟气，其中高温烟气送至干燥装置中用于干燥装置的热源，而还原物料送至熔分装置，在熔分装置内，根据还原物料在还原装置中的还原情况向熔分装置中补加一定量的含碳物料，使得还原物料内的铁氧化物和钒氧化物被碳充分还原，同时造渣剂与还原球团中硅铝氧化物发生反应生成低熔点盐，降低物料熔化温度，节约能耗；造渣剂与还原剂中硫磷发生反应进入渣中，降低含钒铁水硫磷含量，提高含钒铁水品质，最终获得含钒铁水和炉渣；其中含钒铁水进入提钒装置，在氧气的作用下发生氧化反应，得到半钢和钒渣，半钢可用于生产半钢铸件、作为高端铸件和高等级钢的原料，而钒渣经钒渣处理装置后，可得到五氧化二钒。由此，该系统以石煤做还原剂还原铁精矿和石煤中的铁氧化物、钒氧化物以生产半钢和提钒，综合回收利用石煤中的碳、钒和铁，使得钒渣中五氧化二钒的含量为石煤的10倍以上，含钒铁水中的硫含量从2.5wt％以上降至0.1wt％，相比于现有技术，从石煤中获得等量五氧化二钒的碱耗降低70％以上，能耗降低12％以上。为了方便理解，下面参考图2对利用本实用新型上述实施例的石煤提钒的系统实施石煤提钒的方法进行详细描述。根据本实用新型的实施例，该方法包括：S100：将石煤供给至石煤破磨装置中进行破磨处理该步骤中，将石煤供给至石煤破磨装置中进行破磨处理，以便得到石煤颗粒。发明人发现，将石煤在石煤破磨装置中进行破碎和磨细处理后，得到石煤颗粒，可显著增加石煤颗粒的比表面积。根据本实用新型的一个实施例，石煤颗粒的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，石煤颗粒中的粒径可以为小于100μm的占比70％以上。发明人发现，当石煤颗粒过大，会使得与铁精矿颗粒接触地不充分，造成石煤中碳与铁氧化物反应速度慢，从而恶化动力学条件；然而石煤颗粒过细，压块成型物孔隙率低，传热慢，降低反应速度。S200：将铁精矿供给至铁精矿破磨装置中进行破磨处理该步骤中，将铁精矿供给至铁精矿破磨装置中进行破磨处理，以便得到铁精矿颗粒。发明人发现，将铁精矿在铁精矿破磨装置中进行破碎和磨细处理后，得到铁精矿颗粒，可显著增加铁精矿颗粒的比表面积。根据本实用新型的一个实施例，铁精矿颗粒的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，铁精矿颗粒中的粒径可以为小于100μm的占比70％以上。发明人发现，当铁精矿颗粒过大，与石煤颗粒接触不充分，石煤中碳与铁精矿中铁氧化物反应速度慢，恶化动力学条件，铁精矿颗粒过细，压块成型困难，并且成型物孔隙率低，传热慢，降低反应速度。S300：将造渣剂供给至造渣剂破磨装置中进行破磨处理该步骤中，将造渣剂供给至造渣剂破磨装置中进行破磨处理，以便得到造渣剂颗粒。发明人发现，将造渣剂在造渣剂破磨装置中进行破碎和磨细处理后，得到造渣剂颗粒，可显著增加造渣剂颗粒的比表面积。根据本实用新型的一个实施例，造渣剂颗粒的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，造渣剂颗粒中的粒径可以为小于100μm的占比80％以上。发明人发现，造渣剂颗粒过大，与石煤、铁精矿表面积接触不充分，使得造渣剂与石煤、铁精矿中硫、磷、硅铝氧化物的反应困难，从而降低反应速度；然而，造渣剂颗粒过细，成型物的孔隙率变小，造成传热慢，从而降低反应速度。根据本实用新型的再一个实施例，造渣剂的类型并不受特备限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，造渣剂可以选自生石灰、石灰石、白云石、氧化镁和氧化钙中的至少之一，优选白云石或石灰石。由此，有利于降低后续干燥球团在还原装置内的熔化温度，而且可以降低后续熔分装置内含钒铁水中硫、磷的含量，提高含钒铁水的品位。S400：将石煤颗粒、铁精矿颗粒、造渣剂颗粒、粘结剂和水供给至混合装置中进行混合该步骤中，将石煤颗粒、铁精矿颗粒、造渣剂颗粒、粘结剂和水供给至混合装置中进行混合，以便得到混合物料。由此，有利于增加石煤颗粒、铁精矿颗粒和造渣剂颗粒的接触面积。根据本实用新型的一个实施例，石煤颗粒与铁精矿颗粒、造渣剂颗粒、粘结剂、水的混合质量比并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，石煤颗粒与铁精矿颗粒、造渣剂颗粒、粘结剂、水的混合质量比可以为100：(70～100)：(30～50)：(1～2)：(7～9)。发明人发现，当石煤比例过高，会造成碳过剩，浪费石煤碳资源；然而石煤比例过低，铁氧化物反应不充分，造成铁回收率低，同时含钒铁水中钒含量低，增加钒资源回收成本；当粘结剂过高，增加生产能耗，然而粘结剂过低则降低压块成型物强度，倒运过程破损率高；水分过高或过低影响压块强度，过高时还增加烘干热量，能耗增加。S500：将混合物料供给至成型装置中进行成型处理该步骤中，将混合物料供给至成型装置中进行成型处理，以便得到成型物料。由此，可使得石煤颗粒、铁精矿颗粒和造渣剂颗粒三者之间充分接触，提高后续干燥物料在还原装置内的还原速率，同时混合物料经成型后可避免后续干燥物料在还原装置内物料随高温烟气而排出，减少原材料损失。根据本实用新型的一个实施例，成型物料的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，成型物料的粒径可以为15～20mm。发明人发现，若成型物料的粒径过大，在成型物内传热速度慢，降低热力学有反应条件，而粒径过小，成型物之间透气性差，传热速度降低，降低热力学和动力学反应条件。S600：将成型物料供给至干燥装置中进行干燥处理该步骤中，将成型物料供给至干燥装置中进行干燥处理，以便得到水和干燥物料。由此，可脱除成型物料中的水分，同时可增加成型物料内的孔隙率，且成型物料干燥的热源来源于后续还原装置的高温烟气，如此，有利于回收利用高温烟气的显热，显著降低干燥装置的能耗，从而降低整个石煤提钒系统的能耗。根据本实用新型的一个实施例，干燥处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，干燥处理的温度可以为300摄氏度，干燥处理的时间可以为15～30min。由此，可以显著提高所得干燥物料的干燥效率。S700：将干燥物料供给至还原装置中进行还原处理该步骤中，将干燥物料供给至还原装置中进行还原处理，以便得到高温烟气和还原物料，并将高温烟气返回S600中的干燥装置。发明人发现，通过将干燥物料热送至还原装置中，干燥物料中的碳与干燥物料中的铁氧化物和钒氧化物发生还原反应，得到还原物料和高温烟气，其中高温烟气送至干燥装置中用于干燥装置的热源，而还原物料送至熔分装置，干燥物料中的造渣剂可与干燥物料中的硅铝氧化物反应，得到低熔点的硅酸盐，从而降低干燥物料的熔化温度，加快还原装置内还原反应的速率，进而降低还原装置的能耗，同时，干燥物料内的造渣剂还可以和干燥物料内的硫、磷有害杂质发生反应，降低所得还原球团内硫、磷的含量，进而减少后续熔分装置内硫、磷对含钒铁水富集钒渣的干扰。干燥物料中的碳与自身中的铁氧化物和钒氧化物发生还原反应的反应式主要有：C+Fe2O3＝2FeO+CO(1)C+FeO＝Fe+CO(2)2C+V2O5＝V2O3+2CO(3)具体的，将干燥后的干燥物料热送至还原装置中，先经过预热段，预热4-6min，预热段的温度可以为900-1000摄氏度，然后进入还原段，还原5-8min，还原段的温度可以为1100-1300摄氏度，最后进入冷却段，冷却段的温度可以为800-900摄氏度，然后将所得的还原物料热送至熔分装置中。需要说明的是，还原装置并不受特别限制，例如可以为转底炉。S800：将还原物料和含碳物料供给至熔分装置中进行熔分处理该步骤中，将还原物料和含碳物料供给至熔分装置中进行熔分处理，以便得到含钒铁水和炉渣。发明人发现，在熔分装置内，根据还原物料在还原装置中的还原情况向熔分装置中补加一定量的含碳物料，有利于还原物料内的铁氧化物和钒氧化物被碳充分还原，获得含钒铁水和炉渣。在熔分装置内发生的反应主要有：[C]+(FeO)＝[Fe]+CO(4)[C]+(V2O3)＝2(VO)+CO(5)C+[VO]＝[V]+CO(6)具体的，将温度为800-900摄氏度还原物料热送至熔分装置，熔分装置的温度可以为1500-1650摄氏度，在熔分装置内，根据还原物料在还原装置中铁氧化物和钒氧化物的还原情况以及还原物料中剩余的碳含量向熔分装置中补加还原物料1.5wt％-5wt％含碳物料，熔清后保温20-45min，使得还原物料中铁氧化物和钒氧化物充分还原，得到含钒铁水和炉渣。根据本实用新型的再一个实施例，含碳物料的类型并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，含碳物料可以选自焦丁、兰炭、粒煤和焦炭中的至少之一。由此，可在保证提钒效果的同时降低石煤提钒系统的原材料成本。根据本实用新型的又一个实施例，含碳物料与还原物料的质量比可以为(0.3～1)：20。发明人发现，若含碳物料含量过高，造成碳资源浪费，同时促进硅还原进含钒铁水，降低含钒铁水品质，而含碳物料含量过低，铁氧化物、钒氧化物等有益元素还原不充分，导致铁、钒资源浪费。S900：将含钒铁水和氧气供给至提钒装置中进行提钒处理该步骤中，将含钒铁水和氧气供给至提钒装置中进行提钒处理，以便得到钒渣和半钢。具体的，在提钒装置中，提钒温度控制在1320-1480摄氏度，吹氧5-8min，含钒铁水在氧气的作用下可得到含五氧化二钒15wt％以上的钒渣，是石煤中五氧化二钒含量的十倍以上，达到富集钒的目的，所得的半钢可用于生产半钢铸件、作为高端铸件和高等级钢的原料，如此，有利于回收利用提钒装置所得的半钢。含钒铁水与氧气反应的反应式主要有：2[V]+3[O]＝V2O3(7)[Fe]+[O]＝(FeO)(8)2[O]+[Si]＝(SiO2)(9)[C]+[O]＝CO(10)S1000：将钒渣供给至钒渣处理装置中进行钒渣处理该步骤中，将钒渣供给至钒渣处理装置中进行钒渣处理，以便得到五氧化二钒。发明人发现，在钒渣处理装置中，可将钒渣中的五氧化二钒提出，同时碱耗降低75％以上。根据本实用新型的一个实施例，钒渣处理并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，钒渣处理可以依次包括第一焙烧处理、水浸处理和第二焙烧处理。具体的，本领域技术人员可以根据实际需要对第一焙烧装置、水浸装置和第二焙烧装置中的具体操作条件进行选择。根据本实用新型实施例的石煤提钒的系统实施石煤提钒的方法通过将石煤、铁精矿和造渣剂分别送至石煤破磨装置、铁精矿破磨装置和造渣剂破磨装置进行破碎和磨细，有利于增加石煤、铁精矿和造渣剂的比表面积；将上述所得的石煤颗粒、铁精矿颗粒和造渣剂颗粒在粘结剂和水的作用下混合充分，得到混合物料，有利于增加石煤颗粒、铁精矿颗粒和造渣剂颗粒的接触面积；然后将上述混合物料进行成型，得到成型物料，可使得石煤颗粒、铁精矿颗粒和造渣剂颗粒三者之间接触充分；成型物料经干燥后，可脱除成型物料中的水分，同时可增加成型物料内的孔隙率，得到干燥物料，成型物料干燥的热源来源于后续还原装置的高温烟气，如此，有利于回收利用高温烟气的显热，显著降低干燥装置的能耗，从而降低整个石煤提钒系统的能耗；然后将上述干燥物料热送至还原装置中，干燥物料中的碳与干燥物料中的铁氧化物和钒氧化物发生还原反应，得到还原物料和高温烟气，其中高温烟气送至干燥装置中用于干燥装置的热源，而还原物料送至熔分装置，在熔分装置内，根据还原物料在还原装置中的还原情况向熔分装置中补加一定量的含碳物料，使得还原物料内的铁氧化物和钒氧化物被碳充分还原，同时造渣剂与还原球团中硅铝氧化物发生反应生成低熔点盐，降低物料熔化温度，节约能耗；造渣剂与还原剂中硫磷发生反应进入渣中，降低含钒铁水硫磷含量，提高含钒铁水品质，最终获得含钒铁水和炉渣；其中含钒铁水进入提钒装置，在氧气的作用下发生氧化反应，得到半钢和钒渣，半钢可用于生产半钢铸件、作为高端铸件和高等级钢的原料，而钒渣经钒渣处理装置后，可得到五氧化二钒。由此，该方法以石煤做还原剂还原铁精矿和石煤中的铁氧化物、钒氧化物以生产半钢和提钒，综合回收利用石煤中的碳、钒和铁，使得钒渣中五氧化二钒的含量为石煤的10倍以上，含钒铁水中的硫含量从2.5wt％以上降至0.1wt％，相比于现有技术，从石煤中获得等量五氧化二钒的碱耗降低70％以上，能耗降低12％以上。下面参考具体实施例，对本实用新型进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本实用新型。实施例1参考图3，将石煤(石煤的主要成分及各成分的含量见表1)破磨为小于100μm的占比85％的石煤颗粒，铁精矿(铁精矿的主要成分及各成分的含量见表2)破磨为小于100μm的占比80％的铁精矿颗粒，造渣剂破磨为小于100μm的占比85％的造渣剂颗粒，将上述石煤颗粒与上述铁精矿颗粒、上述造渣剂颗粒、粘结剂(膨润土)、水按照质量比100：100：35：1.5：9至于混合装置(混料机)进行混合，待混合均匀后送至成型装置中进行压制成球或块，得到粒径为15-20mm的成型物料。将上述成型物料送入温度为300摄氏度的干燥装置中进行干燥，干燥时间为15min，去掉成型物料中的水分，得到干燥物料，干燥处理的热源来源于后续还原装置(转底炉)所得的高温烟气。然后将上述干燥物料热送至还原装置(转底炉)的预热段，预热段的温度为900-1050摄氏度，预热时间为6min，接着进入还原装置(转底炉)的还原段，还原段的温度为1250摄氏度，还原时间为7min，最后进入还原装置(转底炉)的冷却段，冷却段的温度为800-900摄氏度。还原装置(转底炉)内干燥物料中的碳与自身中的铁氧化物和钒氧化物发生还原反应的反应式主要有：C+Fe2O3＝2FeO+CO(1)C+FeO＝Fe+CO(2)2C+V2O5＝V2O3+2CO(3)反应得到还原物料，然后将还原物料热送至熔分装置(熔分炉)中，在熔分装置(熔分炉)内加热到1600摄氏度，并根据还原物料在还原装置中铁氧化物和钒氧化物的还原情况以及还原物料中剩余的碳含量向熔分装置中补加还原物料的3wt％含碳物料(焦丁)，熔清后保温28min，使得还原物料中铁氧化物和钒氧化物充分还原，得到含钒铁水(含钒铁水的主要成分及各成分的含量见表3)和炉渣，含钒铁水的产率为658.3kg每吨石煤。在熔分装置内发生的反应主要有：[C]+(FeO)＝[Fe]+CO(4)[C]+(V2O3)＝2(VO)+CO(5)C+[VO]＝[V]+CO(6)然后将含钒铁水出炉送入铁水包，铁水包再倒运至提钒装置进行提钒，提钒温度控制在1440摄氏度，氧化球团冷却剂(其TFe含量高于60wt％，SiO2含量为2～6wt％，CaO含量低于0.6wt％，S含量低于0.06wt％，P含量低于0.09wt％，H2O含量低于1.0wt％，并且该球团冷却剂平均粒度为5～50mm，其中低于5mm的比例低于5wt％，该球团的2m落下粉碎率低于5wt％)的加入量为80kg每吨含钒铁水，吹氧6min，含钒铁水在氧气的作用下可得到含五氧化二钒21.374wt％的钒渣(钒渣的主要成分及各成分的含量见表4)，是石煤中五氧化二钒含量的14.39倍，达到富集钒的目的，钒渣的产率为83.45kg每吨含钒铁水或54.94kg每吨石煤，所得的半钢可用于生产半钢铸件、作为高端铸件和高等级钢的原料，如此，有利于回收利用提钒装置所得的半钢。含钒铁水与氧气反应的反应式主要有：(Fe2O3)+[V]＝(FeO)+(V2O3)2[V]+3[O]＝V2O3(7)[Fe]+[O]＝(FeO)(8)2[O]+[Si]＝(SiO2)(9)[C]+[O]＝CO(10)最后将上述所得钒渣进行钒渣处理，钒渣处理依次包括第一焙烧处理、水浸处理和第二焙烧处理，如此，可将钒渣中的五氧化二钒提出，同时碱耗降低81％。综上，该系统和方法以石煤做还原剂还原铁精矿和石煤中的铁氧化物、钒氧化物以生产半钢和提钒，综合回收利用石煤中的碳、钒和铁，使得钒渣中五氧化二钒的含量为石煤的14.39倍，含钒铁水中的硫含量从2.5wt％以上降至0.1wt％，相比于现有技术，从石煤中获得等量五氧化二钒的碱耗降低81％，能耗降低14.47％。表1石煤的主要成分及个成分的含量(wt％)V2O5FeMgOSiO2SCaOPAl2O3C∑1.4856.8046.9648.61.7688.340.36511.6525100表2铁精粉的主要成分及个成分的含量(wt％)Fe2O3TFeMgOSiO2SCaOAl2O3FeO∑52.86583.508.020.0384.173.0027100表3含钒铁水的主要成分及个成分的含量(wt％)VSiCSP1.0750.682.080.0890.048表4钒渣的主要成分及个成分的含量(wt％)V2O5SiO2TFeCaO21.37429.3833.938.45实施例2参考图3，将石煤(石煤的主要成分及各成分的含量见表1)破磨为小于100μm的占比95％的石煤颗粒，铁精矿(铁精矿的主要成分及各成分的含量见表2)破磨为小于100μm的占比95％的铁精矿颗粒，造渣剂破磨为小于100μm的占比90％的造渣剂颗粒，将上述石煤颗粒与上述铁精矿颗粒、上述造渣剂颗粒、粘结剂(膨润土)、水按照质量比100：80：50：2：8.5至于混合装置(混料机)进行混合，待混合均匀后送至成型装置中进行压制成球或块，得到粒径为15-20mm的成型物料。将上述成型物料送入温度为300摄氏度的干燥装置中进行干燥，干燥时间为19min，去掉成型物料中的水分，得到干燥物料，干燥处理的热源来源于后续还原装置(转底炉)所得的高温烟气。然后将上述干燥物料热送至还原装置(转底炉)的预热段，预热段的温度为900-1100摄氏度，预热时间为5min，接着进入还原装置(转底炉)的还原段，还原段的温度为1100-1300摄氏度，还原时间为6min，最后进入还原装置(转底炉)的冷却段，冷却段的温度为800-900摄氏度。还原装置(转底炉)内干燥物料中的碳与自身中的铁氧化物和钒氧化物发生还原反应的反应式主要有：C+Fe2O3＝2FeO+CO(1)C+FeO＝Fe+CO(2)2C+V2O5＝V2O3+2CO(3)反应得到还原物料，然后将还原物料热送至熔分装置(熔分炉)中，在熔分装置(熔分炉)内加热到1550摄氏度，并根据还原物料在还原装置中铁氧化物和钒氧化物的还原情况以及还原物料中剩余的碳含量向熔分装置中补加还原物料1.5wt％含碳物料(焦丁)，熔清后保温36min，使得还原物料中铁氧化物和钒氧化物充分还原，得到含钒铁水(含钒铁水的主要成分及各成分的含量见表5)和炉渣，含钒铁水的产率为543.5kg每吨石煤。在熔分装置内发生的反应主要有：[C]+(FeO)＝[Fe]+CO(4)[C]+(V2O3)＝2(VO)+CO(5)C+[VO]＝[V]+CO(6)然后将含钒铁水出炉送入铁水包，铁水包再倒运至提钒装置进行提钒，提钒温度控制在1420摄氏度，氧化球团冷却剂(其TFe含量高于60wt％，SiO2含量为2～6wt％，CaO含量低于0.6wt％，S含量低于0.06wt％，P含量低于0.09wt％，H2O含量低于1.0wt％，并且该球团冷却剂平均粒度为5～50mm，其中低于5mm的比例低于5wt％，该球团的2m落下粉碎率低于5wt％)的加入量为90kg每吨含钒铁水，吹氧6min，含钒铁水在氧气的作用下可得到含五氧化二钒22.69wt％的钒渣(钒渣的主要成分及各成分的含量见表6)，是石煤中五氧化二钒含量的15倍以上，达到富集钒的目的，钒渣的产率为95.22kg每吨含钒铁水或51.75kg每吨石煤，所得的半钢可用于生产半钢铸件、作为高端铸件和高等级钢的原料，如此，有利于回收利用提钒装置所得的半钢。含钒铁水与氧反应的反应式主要有：(Fe2O3)+[V]＝(FeO)+(V2O3)2[V]+3[O]＝V2O3(7)[Fe]+[O]＝(FeO)(8)2[O]+[Si]＝(SiO2)(9)[C]+[O]＝CO(10)最后将上述所得钒渣进行钒渣处理，钒渣处理依次包括第一焙烧处理、水浸处理和第二焙烧处理，如此，可将钒渣中的五氧化二钒提出，同时碱耗降低85％。综上，该系统和方法以石煤做还原剂还原铁精矿和石煤中的铁氧化物、钒氧化物以生产半钢和提钒，综合回收利用石煤中的碳、钒和铁，使得钒渣中五氧化二钒的含量为石煤的15倍以上，含钒铁水中的硫含量从2.5wt％以上降至0.1wt％，相比于现有技术，从石煤中获得等量五氧化二钒的碱耗降低85％，能耗降低13.21％。表5含钒铁水的主要成分及个成分的含量(wt％)VSiCSP1.3020.683.520.160.031表6钒渣的主要成分及个成分的含量(wt％)V2O5SiO2TFeCaO22.6930.2433.935.55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实用新型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须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实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。当前第1页1 2 3