专利名称：一种提炼五氧化二钒的焙烧方法
技术领域：
本发明涉及一种提炼五氧化二钒的焙烧方法。
背景技术：
含钒物料例如石煤型钒矿，在我国的存储量和产量都居世界首位，钒的用途非常广泛，对国民经济有着重大的作用。目前，含钒物料提炼钒的焙烧的主要方法是以脱碳后的石煤型钒矿与原矿混合物或者原矿以及其它不含可燃成分的含钒物料参入相当数量的碳为原料，在平窑、立窑、回转窑、遂道窑内进行焙烧。其不足之处能耗大、氧耗大、产量低、 因物料温度难控制氧化气氛低且不均匀使物料钒转换率低，生产能力有限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能耗小、氧耗小、物料温度易控制氧化气氛高且效均匀使物料钒转换率高，产量高、生产能力大的提炼五氧化二钒的焙烧方法。本发明的目的通过下述技术方案予以实现所述方法是以石煤型钒矿的原矿及其脱碳渣的混合物、或者石煤型钒矿的原矿、或者石煤型钒矿的脱碳渣、或者含微量可燃成分的含钒物料、或者不含可燃成分的含钒物料为原料进行加热焙烧；所述原料以低于所含碳的燃点或常温状态进入焙烧室进行焙烧；所述焙烧室内的焙烧热源为通过焙烧室中布置的至少一组的管道直接喷射到各部分原料中的高温气体，或/和通过焙烧室中布置的至少一组的管道喷射到原料中的可燃物质并点火燃烧；根据原料的发热量的不同，选择以下加热焙烧方式
(1)对于发热量低于每公斤50大卡的原料
Ca)焙烧热源为不低于摄氏850度的高温气体，焙烧室的原料中喷入高温气体，焙烧室内壁的夹层中送入高温气体，原料中的高温气体直接加热原料，夹层中的高温气加热内壁后再加热原料，在它们的共同作用下，使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(b)焙烧热源为燃烧的可燃物质，可燃物质燃烧时加入助燃气体，直接使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及助燃气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(c)焙烧热源为高温气体和燃烧的可燃物质，同时或者交替使用高温气体和燃烧的可燃物质，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(2)对于发热量为每公斤50-200大卡的原料
(a)焙烧热源为不低于摄氏600度的高温气体，焙烧室的原料中喷入高温气体，焙烧室内壁的夹层中送入高温气体，原料中的高温气体直接加热原料，夹层中的高温气加热内壁后再加热原料，在它们的共同作用下，使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(b)焙烧热源为燃烧的可燃物质，可燃物质燃烧时加入助燃气体，直接使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及助燃气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(c)焙烧热源为高温气体和燃烧的可燃物质，同时或者交替使用高温气体和燃烧的可燃物质，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(3)对于发热量为每公斤200-230大卡的原料
Ca)焙烧热源为不低于摄氏600度的高温气体，利用原料中的高温气体直接对原料进行加热，使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(b)焙烧热源为燃烧的可燃物质，可燃物质燃烧时加入助燃气体，直接使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及助燃气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(c)焙烧热源为高温气体和燃烧的可燃物质，同时或者交替使用高温气体和燃烧的可燃物质，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(4)对于发热量不低于230大卡的原料
Ca)焙烧热源为不低于摄氏600度的高温气体，利用原料中的高温气体直接对原料进行加热，使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；同时，根据焙烧室各个位置原料的温度的不同，交替切换使用高温气体和常温气体。(b)焙烧热源为燃烧的可燃物质，可燃物质燃烧时加入助燃气体，直接使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及助燃气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(c)焙烧热源为高温气体和燃烧的可燃物质，同时或者交替使用高温气体和燃烧的可燃物质，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
所述高温气体为高温空气和/或者高温烟气。所述可燃物质为能够通过管道输送的可燃气体、或可燃液体、或可燃粉末。所述原料进入焙烧室前采用下列方式之一进行处理
(1)破碎处理原料粒度为1-50毫米；
(2)磨粉处理原料粒度为40-260目；
(3)磨粉制粒将粉料制作成粒度为2-50毫米的球料；
(4)在磨粉处理或者磨粉制粒处理的过程中加入1-20%的添加剂。所述焙烧的温度采用以下方式调控
(1)调节焙烧室内不同位置的焙烧热源供给量；
(2)启动或者停止焙烧室内设置的散热装置；
(3)启动或者停止焙烧室内设置的机械式的搅拌装置；上叙方法单独或组合使用。所述高温气体或可燃物质中，均能够添加富氧气体和/或常温气体。与现有技术相比，本发明具有以下优点焙烧工艺科学合理，能耗小、氧耗小、钒转
换率高，产量高，污染小。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明
本发明所述方法是以石煤型钒矿的原矿及其脱碳渣的混合物、或者石煤型钒矿的原矿、或者石煤型钒矿的脱碳渣、或者含微量可燃成分的含钒物料、或者不含可燃成分的含钒物料为原料进行加热焙烧；所述原料以低于所含碳的燃点或常温状态进入焙烧室进行焙烧；所述焙烧室内的焙烧热源为通过焙烧室中布置的至少一组的管道直接喷射到各部分原料中的高温气体，或/和通过焙烧室中布置的至少一组的管道喷射到原料中的可燃物质并点火燃烧；根据原料的发热量的不同，选择以下加热焙烧方式
(1)对于发热量低于每公斤50大卡的原料
Ca)焙烧热源为不低于摄氏850度的高温气体，焙烧室的原料中喷入高温气体，焙烧室内壁的夹层中送入高温气体，原料中的高温气体直接加热原料，夹层中的高温气加热内壁后再加热原料，在它们的共同作用下，使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(b)焙烧热源为燃烧的可燃物质，可燃物质燃烧时加入助燃气体，直接使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及助燃气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(c)焙烧热源为高温气体和燃烧的可燃物质，同时或者交替使用高温气体和燃烧的可燃物质，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(2)对于发热量为每公斤50-200大卡的原料
(a)焙烧热源为不低于摄氏600度的高温气体，焙烧室的原料中喷入高温气体，焙烧室内壁的夹层中送入高温气体，原料中的高温气体直接加热原料，夹层中的高温气加热内壁后再加热原料，在它们的共同作用下，使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(b)焙烧热源为燃烧的可燃物质，可燃物质燃烧时加入助燃气体，直接使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及助燃气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(c)焙烧热源为高温气体和燃烧的可燃物质，同时或者交替使用高温气体和燃烧的可燃物质，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(3)对于发热量为每公斤200-230大卡的原料
Ca)焙烧热源为不低于摄氏600度的高温气体，利用原料中的高温气体直接对原料进行加热，使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；(b)焙烧热源为燃烧的可燃物质，可燃物质燃烧时加入助燃气体，直接使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及助燃气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(C)焙烧热源为高温气体和燃烧的可燃物质，同时或者交替使用高温气体和燃烧的可燃物质，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(4)对于发热量不低于230大卡的原料
Ca)焙烧热源为不低于摄氏600度的高温气体，利用原料中的高温气体直接对原料进行加热，使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；同时，根据焙烧室各个位置原料的温度的不同，交替切换使用高温气体和常温气体。(b)焙烧热源为燃烧的可燃物质，可燃物质燃烧时加入助燃气体，直接使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及助燃气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
(c)焙烧热源为高温气体和燃烧的可燃物质，同时或者交替使用高温气体和燃烧的可燃物质，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；
所述高温气体为高温空气和/或者高温烟气。所述可燃物质为能够通过管道输送的可燃气体、或可燃液体、或可燃粉末。所述原料进入焙烧室前采用下列方式之一进行处理
(1)破碎处理原料粒度为1-50毫米；
(2)磨粉处理原料粒度为40-260目；
(3)磨粉制粒将粉料制作成粒度为2-50毫米的球料；
(4)在磨粉处理或者磨粉制粒处理的过程中加入1-20%的添加剂。所述焙烧的温度采用以下方式调控
(1)调节焙烧室内不同位置的焙烧热源供给量；
(2)启动或者停止焙烧室内设置的散热装置；
(3)启动或者停止焙烧室内设置的机械式的搅拌装置；
上叙方法单独或组合使用。所述高温气体或可燃物质中，均能够添加富氧气体和/或常温气体。喷入到原料中的焙烧热源和/或助燃气体，要求尽可能地直接进到焙烧室的各个部位或者位置，以获得最佳的焙烧效果。实施例I :
原料的发热量为每公斤15大卡。将原料破碎成粒度为2-5毫米的破碎料，以常温状态进入焙烧室。通过在焙烧室内腔布置的气管向焙烧室内各部分物料中喷入温度为摄氏900 度以上的高温空气，高温空气直接加热物料；向焙烧室壁设置的夹层中送入的高温烟气的温度不低于摄氏920度，高温烟气加热内壁，内壁加热物料；使物料中残碳燃烧发热.使物料温度达到并维持在摄氏870—890度。用此温度结合高温空气中的氧对物料进行深度脱碳并焙烧。
实施例2
在实施例I的基础上，向温度低于摄氏750度的物料中均匀喷入适量可燃气体，使可燃气体燃烧产生高温烟气；加热物料。实施例3
原料的发热量为每公斤15大卡。将原料破碎成粒度为2-5毫米的破碎料，以常温状态进入焙烧室。通过在焙烧室内腔布置的气管向焙烧室内各部分物料中均匀喷入温度为摄氏 900度的高温烟气，高温烟气在喷入焙烧装置前混入经预热的富氧气体，使其含氧量达到 28%,高温烟气直接加热物料；向焙烧室内壁设置的夹层中送入的高温烟气的温度不低于摄氏920度，高温烟气加热内壁，内壁加热物料；使物料中残碳燃烧发热.使物料温度达到并维持在摄氏870-890度。用此温度结合高温烟气中的氧对原料进行深度脱碳并焙烧。实施例4:
原矿为发热量每公斤900大卡的含钒石煤。将原矿经循环流化床锅炉初步脱碳成发热量每公斤140大卡的脱碳料，冷却磨成粒度为120目的粉料，再制成粒度为30毫米的球料；在此过程中加入8%的添加剂，以此为原料。原料以常温状态进入焙烧室。通过在焙烧室内腔布置的气管向焙烧室内各部分原料中均匀喷入温度为摄氏650度的高温空气，高温空气直接加热物料；向焙烧室内壁设置的夹层中送入的高温烟气的温度不低于摄氏920 度,高温烟气加热内壁，内壁加热物料；使物料中残碳燃烧发热。使物料温度达到并维持在摄氏820-840度。用此温度结合高温空气中的氧对原料进行深度脱碳并焙烧。实施例5
原矿为发热量每公斤900大卡的含钒石煤。将原矿经循环流化床锅炉初步脱碳成发热量每公斤140大卡的脱碳料，冷却磨成粒度为120目的粉料，再制成粒度为30毫米的球料；在此过程中加入8%的添加剂，以此为原料。原料以常温状态进入焙烧室。通过在焙烧室内腔布置的气管向焙烧室内各部分原料中喷入温度为摄氏650度的高温空气，高温空气直接加热原料；向焙烧室内壁设置的夹层中喷入适量可燃气体和助燃空气，并点燃，利用可燃气体在夹层中燃烧产生高温烟气，高温烟气加热内壁，内壁加热原料；使原料中残碳燃烧发热.使原料温度达到并维持在摄氏820-840度。用此温度结合高温空气中的氧对原料进行深度脱碳并焙烧。实施例6
原料的发热量为360大卡，磨粉制成粒度为10毫米的球料，以常温状态进入焙烧室。喷入到焙烧室各部分的原料中的高温空气的温度不低于摄氏600度，高温空气体直接对原料进行加热，使原料中的炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏860-880度，用此温度和高温空气中的氧对原料进行深度脱碳和焙烧；同时，根据焙烧室各个位置原料的温度的不同，交替切换使用高温空气和常温空气。当温度高于摄氏900度时，可以采用焙烧室内安装的冷却装置降温。实施例7
原料的发热量为每公斤15大卡。将原料破碎成粒度为2-5毫米的破碎料，以常温状态进入焙烧室。原料进入焙烧室前，通过在焙烧室内腔布置的气管向焙烧室内各部分均匀喷入适量可燃气体和过量空气，并点燃；可燃气体燃烧产生高温烟气直接加热物料；向焙烧室内壁设置的夹层中喷入适量可燃气体和适量空气，并点燃；可燃气体燃烧产生高温烟气直接加热内壁，内壁加热物料；使物料中残碳燃烧发热.使物料温度达到并维持在摄氏 870-890度。用此温度结合过量空气中的氧对物料进行深度脱碳并焙烧。实施例8— 13
在实施例1、2、4、5、6、7的基础上，在均匀喷入焙烧室下部三分一部分的物料中的空气中参入富氧，使喷入气体的氧含量达到35%。实施例14一 26
在实施例I一 13的基础上，物料进入焙烧室前预热到摄氏180度。
权利要求
1.一种提炼五氧化二钒的焙烧方法，所述方法是以石煤型钒矿的原矿及其脱碳渣的混合物、或者石煤型钒矿的原矿、或者石煤型钒矿的脱碳渣、或者含微量可燃成分的含钒物料、或者不含可燃成分的含钒物料为原料进行加热焙烧；其特征在于所述原料以低于所含碳的燃点或常温状态进入焙烧室进行焙烧；所述焙烧室内的焙烧热源为通过焙烧室中布置的至少一组的管道直接喷射到各部分原料中的高温气体，或/和通过焙烧室中布置的至少一组的管道喷射到原料中的可燃物质并点火燃烧；根据原料的发热量的不同，选择以下加热焙烧方式(1)对于发热量低于每公斤50大卡的原料Ca)焙烧热源为不低于摄氏850度的高温气体，焙烧室的原料中喷入高温气体，焙烧室内壁的夹层中送入高温气体，原料中的高温气体直接加热原料，夹层中的高温气加热内壁后再加热原料，在它们的共同作用下，使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；(b)焙烧热源为燃烧的可燃物质，可燃物质燃烧时加入助燃气体，直接使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及助燃气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；(c)焙烧热源为高温气体和燃烧的可燃物质，同时或者交替使用高温气体和燃烧的可燃物质，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；(2)对于发热量为每公斤50-200大卡的原料(a)焙烧热源为不低于摄氏600度的高温气体，焙烧室的原料中喷入高温气体，焙烧室内壁的夹层中送入高温气体，原料中的高温气体直接加热原料，夹层中的高温气加热内壁后再加热原料，在它们的共同作用下，使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；(b)焙烧热源为燃烧的可燃物质，可燃物质燃烧时加入助燃气体，直接使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及助燃气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；(c)焙烧热源为高温气体和燃烧的可燃物质，同时或者交替使用高温气体和燃烧的可燃物质，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；(3)对于发热量为每公斤200-230大卡的原料Ca)焙烧热源为不低于摄氏600度的高温气体，利用原料中的高温气体直接对原料进行加热，使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；(b)焙烧热源为燃烧的可燃物质，可燃物质燃烧时加入助燃气体，直接使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及助燃气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；(c)焙烧热源为高温气体和燃烧的可燃物质，同时或者交替使用高温气体和燃烧的可燃物质，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；(4)对于发热量不低于230大卡的原料Ca)焙烧热源为不低于摄氏600度的高温气体，利用原料中的高温气体直接对原料进行加热，使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；同时，根据焙烧室各个位置原料的温度的不同，交替切换使用高温气体和常温气体。
2.(b)焙烧热源为燃烧的可燃物质，可燃物质燃烧时加入助燃气体，直接使原料中的残炭燃烧发热，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及助燃气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；(c)焙烧热源为高温气体和燃烧的可燃物质，同时或者交替使用高温气体和燃烧的可燃物质，使原料的温度达到并维持在摄氏780-940度，用此温度及气体中的氧气对原料进行深度脱碳和焙烧；根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述高温气体为高温空气和/或者高温烟气。
3.根据权利要求I或2种所述的方法，其特征在于所述可燃物质为能够通过管道输送的可燃气体、或可燃液体、或可燃粉末。
4.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于所述原料进入焙烧室前采用下列方式之一进行处理(1)破碎处理原料粒度为1-50毫米；(2)磨粉处理原料粒度为40-260目；(3)磨粉制粒将粉料制作成粒度为2-50毫米的球料；(4)在磨粉处理或者磨粉制粒处理的过程中加入1-20%的添加剂。
5.根据权利要求3所述的焙烧方法，其特征在于所述原料进入焙烧室前采用下列方式之一进行处理(1)破碎处理原料粒度为1-50毫米；(2)磨粉处理原料粒度为40-260目；(3)磨粉制粒将粉料制作成粒度为2-50毫米的球料；(4)在磨粉处理或者磨粉制粒处理的过程中加入1-20%的添加剂。
6.根据权利要求I或2所述的焙烧方法，其特征在于所述焙烧的温度采用以下方式调控(1)调节焙烧室内不同位置的焙烧热源供给量；(2)启动或者停止焙烧室内设置的散热装置；(3)启动或者停止焙烧室内设置的机械式的搅拌装置；上叙方法单独或组合使用。
7.根据权利要求3所述的焙烧方法，其特征在于所述焙烧的温度采用以下方式调控(1)调节焙烧室内不同位置的焙烧热源供给量；(2)启动或者停止焙烧室内设置的散热装置；(3)启动或者停止焙烧室内设置的机械式的搅拌装置；上叙方法单独或组合使用。
8.根据权利要求4所述的焙烧方法，其特征在于所述焙烧的温度采用以下方式调控(1)调节焙烧室内不同位置的焙烧热源供给量；(2)启动或者停止焙烧室内设置的散热装置；(3)启动或者停止焙烧室内设置的机械式的搅拌装置；上叙方法单独或组合使用。
9.根据权利要求I或2种所述的方法，其特征在于所述高温气体或可燃物质中，均能够添加富氧气体和/或常温气体。
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述高温气体或可燃物质中，均能够添加富氧气体和/或常温气体。
全文摘要
本发明公开了一种提炼五氧化二钒的焙烧方法，所述方法是以石煤型钒矿的原矿及其脱碳渣的混合物、或者石煤型钒矿的原矿、或者石煤型钒矿的脱碳渣、或者含微量可燃成分的含钒物料、或者不含可燃成分的含钒物料为原料进行加热焙烧；所述原料以低于所含碳的燃点或常温状态进入焙烧室进行焙烧；所述焙烧室内的焙烧热源为通过焙烧室中布置的至少一组的管道直接喷射到各部分原料中的高温气体，或/和通过焙烧室中布置的至少一组的管道均匀地喷射到原料中的可燃物质并点火燃烧；原料在进入焙烧室前，可以破碎、磨粉、制球、添加添加剂等。本发明具有以下优点焙烧工艺科学合理，能耗小、氧耗小、钒转换率高，产量高，污染小。
文档编号C22B1/02GK102586588SQ20121008932
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者彭周雅柔, 彭武星 申请人:彭武星