提高钒渣钙化焙烧熟料浸出率的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于湿法冶金领域，具体地讲，涉及一种提高钒渣钙化焙烧熟料浸出率的方法。
【背景技术】
[0002]“氧化钒清洁生产工艺”(以下简称“新工艺”)先后经历了实验室试验研究、1t/a V2O5扩大化试验的关键技术突破，以及0.5kt/a V 205清洁提钒中试线生产试验，取得巨大的技术突破，解决了生产高质量氧化钒产品和废水、废渣经济循环利用的技术难题，于2012年在西昌钢钒实现产业化生产。
[0003]新工艺区别于传统钠化焙烧工艺，采用钒渣“钙化焙烧一一硫酸浸出一一酸性沉淀”的工艺流程。随着现场新工艺焙烧技术难题被攻克，焙烧转化率提高到88%以上。然而现场浸出生产时熟料中钒的浸出率约为92%，尤其当每罐浸出熟料量和母液体积较大的时候，浸出率更是低至87%，大大制约了焙烧-浸出工序的钒回收率。现场通过降低单罐熟料处理量，以期达到较好的浸出效果，却未能从根本上解决现场熟料中钒的浸出率低的问题。
[0004]中国专利CN200810305601.8和CN201310329193.0公开了钙化焙烧钒渣清洁生产氧化钒中的的提钒浸出方法和提钒浸出设备，但未说明浸出过程驱动电机与实际效果不匹配情况的优化改进。
【发明内容】
[0005]本发明针对上述缺陷，提供一种提高钒渣钙化焙烧熟料浸出率的方法，其通过分段控制硫酸浸出工序中的搅拌强度，实现了提高其钒的浸出率的目的(其浸出率可稳定达到97%以上)，在节能的基础上提高氧化钒清洁提取的钒收率。
[0006]本发明的技术方案:
[0007]本发明提供一种提高钒渣钙化焙烧熟料浸出率的方法，控制硫酸浸出工序如下:
[0008]向钙化焙烧熟料中添加硫酸，自开始添加硫酸时计，10?15min内快速搅拌状态下加入硫酸使钙化焙烧熟料/硫酸形成的混合浆料的PH值达到2.8?3.2 ;其中，快速搅拌状态指控制搅拌强度使浸出槽内浆料的翻转速率多16次/min ;
[0009]待混合浆料的pH稳定在2.8?3.2，降低搅拌强度使浸出槽内浆料的翻转速率在5.5?8次/min，并控制pH恒定在2.8?3.2内直至硫酸浸出工序结束。
[0010]进一步，上述方法中，快速搅拌状态指控制搅拌强度使浸出槽内浆料的翻转速率为 16-20 次/min 0
[0011]进一步，上述硫酸浸出工序中，控制液固比为2:1?4:1。
[0012]进一步，硫酸浸出工序中，浸出时间控制在60?lOOmin。
[0013]进一步，硫酸浸出工序中，硫酸的浓度为:浓硫酸与水的体积比为1:1混合。
[0014]进一步，硫酸浸出工序中，浸出槽内采用的搅拌桨叶为:上层为三窄叶或四宽叶式，下层为平直叶涡轮式或15°斜叶涡轮式。
[0015]进一步，硫酸浸出工序中，浸出槽的槽体结构为:搅拌槽壁有4叶15?20cm的折流板辅助槽内物料加强流场。
[0016]进一步，硫酸浸出工序中，所述钙化焙烧熟料中TV(总钒含量)含量为8%?11%，磁性物含量彡3%。
[0017]进一步，硫酸浸出工序中，所述钙化焙烧熟料的粒度控制为:粒径在125um以下的占到95%以上，粒径在180um以上的需少于5%。
[0018]当采用Φ 3000 X 4500的30m3浸出槽及其相应的快速搅拌装置时，搅拌轴速率为:加入硫酸开始至加完硫酸的时间段内搅拌轴转速为97r/min，硫酸加完后控制搅拌轴转速为 63r/min。
[0019]本发明的有益效果:
[0020]通过改进浸出搅拌槽为快速浸出搅拌槽后，生产试验数据表明钙化焙烧熟料精粉中钒的浸出率可达到97.22%，较现浸出生产钒的浸出率高出5个百分点；通过稳定控制其浸出过程工艺参数，其浸出率可稳定达到97%以上，预计可创造经济效益达1500万元。
【具体实施方式】
[0021]本发明提供了一种提高钒渣钙化焙烧熟料浸出率的方法，所属主要技术方案包括以下步骤:
[0022](I)现场实施新增一个快速浸出搅拌槽，浸出开始前10?15min设定电机频率保证罐内流体翻转次数达到16次/min或以上，进行钙化熟料的外扩散控制步骤；然后降低至一般浸出生产驱动频率，完成钙化熟料的浸出生产；
[0023](2)新增快速浸出搅拌槽的工艺参数如下:
[0024]①液固比:2:1?4:1 ;
[0025]②浸出pH 值:2.8 ?3.2 ;
[0026]③浸出时间:60?10min ；
[0027]④硫酸浓度:1:1(V:V)?浓硫酸，浓硫酸为质量浓度为95%的硫酸；本发明中的硫酸为:密度为1.84g/mL的质量浓度为95%的硫酸按1:1的体积比与水混合所得。
[0028]⑤加酸控制:10-15min内加酸，pH降低至3.0左右；
[0029]⑥搅拌桨叶:上层为三窄叶或四宽叶式，下层为平直叶涡轮式或15°斜叶涡轮式；
[0030]⑦槽体结构:搅拌槽壁有4叶?20cm的折流板辅助槽内物料加强流场
[0031 ] ⑧搅拌强度:浸出开始前10?15min设定电机频率使槽内物料翻转次数多16次/min，搅拌轴转速为97r/min，pH稳定在3.0附近1min后设定驱动电机频率使搅拌轴转速为 63r/min。
[0032](3)本发明所述浸出用钙化熟料经棒磨磨制为符合工艺要求(-120目彡95%，+80目彡5%，MFe彡3% )的熟料精粉，其TV含量为8%?11%。
[0033]通过实验室验证试验数据，判定钙化焙烧熟料的硫酸浸出过程主要分为两个反应阶段。大约加酸开始的5-15min内为外扩散反应控制步骤，在这一阶段，熟料外层和中层的钒溶出速度极快，并且在加入硫酸之后1-2分钟内，料浆的粘度会从接近水的粘度急剧升高到200-500Pa/s (与温度有关)，因此必须有非常强烈的搅拌才能满足加入的硫酸与熟料的反应动力学条件，同时避免因硫酸混合分散不及时造成的局部酸度过高而导致的不可逆沉钒反应。而现有浸出罐的电机功率仅为18.5kw，远不能满足这一阶段的要求，因此需要新增搅拌强度很高的快速反应器。大约加酸开始的20