一种防烧结的含钒石煤微波焙烧方法
【技术领域】
[0001]本发明属于石煤提钒技术领域。具体涉及一种防烧结的含钒石煤微波焙烧方法。
【背景技术】
[0002]含钒石煤是我国特有的一种重要含钒资源，经过科技工作者的不断努力以及石煤提钒产业规模的日趋壮大，石煤提钒已成为提钒领域极为重要的组成部分。石煤中的钒大部分为三价钒，并常以类质同象的形式赋存于云母、伊利石等铝硅酸盐类矿物中，较为稳定。传统的钠化焙烧-水浸提钒工艺由于其严重的环境污染已逐渐被目前趋于成熟的空白焙烧-酸浸和直接酸浸等工艺所取代。对于钒在铝硅酸盐矿物晶格中赋存率高，低价态钒含量高的一类含钒石煤，酸浸前往往需要进行焙烧作业，以尽可能地对含钒矿物的晶格进行预破坏，减轻后续酸浸作业的压力。
[0003]微波作为一种高效清洁的能源，在矿冶领域的研宄及应用已越来越深入。部分研宄工作者就将微波加热技术应用到石煤提钒焙烧作业中做了初步研宄。由于微波加热选择性加热、整体性加热及高效加热等特点，微波加热能够更充分地破坏石煤中含钒矿物的结构，致使焙烧样获得更高的钒浸出率。然而，也正是因为微波焙烧的这些特点，在实际含钒石煤的微波焙烧过程中，常会出现物料发生烧结的情况，这对含钒石煤微波焙烧过程的顺行以及焙烧样的钒浸出率都存在严重的影响。
[0004]欧阳国强等(欧阳国强，张小云，田学达，李熠，谢森.微波焙烧对石煤提钒的影响[J].中国有色金属学报，2008，18(4):750-754.)研宄了微波焙烧对石煤提钒的影响，焙烧后的石煤能够得到较高的钒浸出率，认为是由于微波焙烧选择性加热的特性，诱发物料颗粒产生的“裂解”作用促进了钒浸出率的提升。但并未对焙烧过程中物料的烧结问题及处理方式进行叙述。
[0005]袁益忠等(袁益忠，张一敏，陈铁军，刘涛，王非，刘娟.石煤分级微波焙烧对提钒过程的影响研宄[J].稀有金属，2014，38 (3):534-540)对不同粒级的含钒石煤分别进行了焙烧研宄，发现由于微波加热选择性加热、整体加热等特性，细粒级石煤的存在会使物料在微波焙烧过程发生严重的烧结现象。按照该文中全粒级石煤的微波焙烧方式进行含钒石煤的焙烧，发生烧结的物料量会占到总物料的30%以上，且焙烧料中的钒浸出率不到60%，但文中并未提出具体的解决方式。
[0006]综上所述，含钒石煤微波焙烧可以使含钒石煤在浸出作业中得到较高的钒浸出率，但物料的烧结会严重影响含钒石煤微波焙烧过程的顺行进行及其焙烧效果。而目前并没有一种既能有效减少物料烧结，又能充分发挥微波焙烧有利效果的处理方法。
【发明内容】
[0007]本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种防烧结的含钒石煤微波焙烧方法，该方法能显著减少含钒石煤微波焙烧过程中的烧结现象，微波焙烧效果好。
[0008]为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是: 步骤一、先将含钒石煤破碎至粒径小于6mm，再分为粗粒级含钒石煤和细粒级含钒石煤，粗粒级含钒石煤的粒径小于6_且大于等于1_，细粒级含钒石煤粒径小于1_。
[0009]步骤二、按细粒级含钒石煤:水的质量比为1: 0.06-0.09，向细粒级含钒石煤中加水混合，制粒，得到粒径为3~8_的小球，干燥，得到干燥后的小球。
[0010]步骤三、将干燥后的小球置于工业微波焙烧设备中作为铺底料，再将粗粒级含钒石煤置于铺底料之上，微波焙烧，冷却至室温，得到含钒石煤焙烧料。
[0011 ] 所述微波焙烧的升温速率为25~55°C /min，微波焙烧的温度为750~850°C，恒温焙烧的时间为25~40min。
[0012]所述工业微波焙烧设备的频率为2400~2500MHz。
[0013]由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下的有益效果:
1、本发明将细粒级含钒石煤制粒成粒径为3~8mm的小球作为铺底料，与l~6mm粒径的含钒石煤一起焙烧，提高了含钒石煤微波焙烧的入炉粒径，改善了料堆的透气性，显著地减少了微波焙烧过程中含钒石煤的烧结现象，使得焙烧作业能够顺利进行，提高了焙烧效率。
[0014]2、本发明在控制含钒石煤微波焙烧入炉粒级的同时，控制微波焙烧过程的升温速率为25~55°C /min，焙烧温度为750~850°C，恒温焙烧时间为25~40min，能够充分发挥微波焙烧的优势，焙烧效果好。
[0015]3、本发明在微波焙烧过程中，烧结部分的物料量占总物料量的比小于3% ;本发明制得的含钒石煤焙烧料经恒温搅拌酸浸，钒浸出率大于80%。
[0016]因此，本发明能显著减少含钒石煤微波焙烧过程中的烧结现象，微波焙烧效果好。
[0017]具体实施方法
下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
[0018]本【具体实施方式】中，所述工业微波焙烧设备的频率为2400~2500MHz，实施例中不再赘述。
[0019]实施例1
一种防烧结的含钒石煤微波焙烧方法。所述方法的具体步骤是:
步骤一、先将含钒石煤破碎至粒径小于6mm，再分为粗粒级含钒石煤和细粒级含钒石煤，粗粒级含钒石煤的粒径小于6_且大于等于1_，细粒级含钒石煤粒径小于1_。
[0020]步骤二、按细粒级含钒石煤:水的质量比为1: 0.06-0.07，向细粒级含钒石煤中加水混合，制粒，得到粒径为3~8_的小球，干燥，得到干燥后的小球。
[0021]步骤三、将干燥后的小球置于工业微波焙烧设备中作为铺底料铺于底层，再将粗粒级含钒石煤置于铺底料之上，微波焙烧，冷却至室温，得到含钒石煤焙烧料。
[0022]所述微波焙烧的升温速率为25~35°C /min,微波焙烧的温度为750~780°C，恒温焙烧的时间为25~30min。
[0023]本实施例1在微波焙烧过程中，烧结部分的物料量占总物料量的比为0.3-0.9% ；本实施例1制得的含钒石煤焙烧料经恒温搅拌酸浸，钒浸出率为80~85%。
[0024]实施例2
一种防烧结的含钒石煤微波焙烧方法。所述方法的具体步骤是:
步骤一、先将含钒石煤破碎至粒径小于6mm，再分为粗粒级含钒石煤和细粒级含钒石煤，粗粒级含钒石煤的粒径小于6_且大于等于1_，细粒级含钒石煤粒径小于1_。
[0025]步骤二、按细粒级含钒石煤:水的质量比为1: 0.07-0.08，向细粒级含钒石煤中加水混合，制粒，得到粒径为3~5_的小球，干燥，得到干燥后的小球。
[0026]步骤三、将干燥后的小球置于工业微波焙烧设备中作为铺底料铺于底层，再将粗粒级含钒石煤置于铺底料之上，微波焙烧，冷却至室温，得到含钒石煤焙烧料。
[0027]所述微波焙烧的升温速率为35~45°C /min,微波焙烧的温度为780~820°C，恒温焙烧的时间为30~35min。
[0028]本实施例2在微波焙烧过程中，烧结部分的物料占总物料量的比例为0.8-2.3% ；本实施例2制得的含钒石煤焙烧料经恒温搅拌酸浸，钒浸出率为84~88%。
[0029]实施例3
一种防烧结的含钒石煤微波焙烧方法。所述方法的具体步骤是:
步骤一、先将含钒石煤破碎至粒径小于6mm，再分为粗粒级含钒石煤和细粒级含钒石煤，粗粒级含钒石煤的粒径小于6_且大于等于1_，细粒级含钒石煤粒径小于1_。
[0030]步骤二、按细粒级含钒石煤:水的质量比为1: 0.08-0.09，向细粒级含钒石煤中加水混合，制粒，得到粒径为5~8_的小球，干燥，得到干燥后的小球。
[0031]步骤三、将干燥后的小球置于工业微波焙烧设备中作为铺底料铺于底层，再将粗粒级含钒石煤置于铺底料之上，微波焙烧，冷却至室温，得到含钒石煤焙烧料。
[0032]所述微波焙烧的升温速率为45~55°C /min,微波焙烧的温度为820~850°C，恒温焙烧的时间为35~40min。
[0033]本实施例3在微波焙烧过程中，烧结部分的物料量占总物料量的比为2~2.6% ;本实施例3制得的含钒石煤焙烧料经恒温搅拌酸浸，钒浸出率为81~85%。
[0034]本【具体实施方式】与现有技术相比具有如下的有益效果:
1、本【具体实施方式】将细粒级含钒石煤制粒成粒径为3~8mm的小球作为铺底料，与1~6_粒径的含钒石煤一起焙烧，提高了含钒石煤微波焙烧的入炉粒径，改善了料堆的透气性，显著地减少了微波焙烧过程中含钒石煤的烧结现象，使得焙烧作业能够顺利进行，提高了焙烧效率。
[0035]2、本【具体实施方式】在控制含钒石煤微波焙烧入炉粒级的同时，控制微波焙烧过程的升温速率为25~55°C /min，焙烧温度为750~850°C，恒温焙烧时间为25~40min，能够充分发挥微波焙烧的优势，焙烧效果好。
[0036]3、本【具体实施方式】在微波焙烧过程中，烧结部分的物料量占总物料量的比小于3% ;本【具体实施方式】制得的含钒石煤焙烧料经恒温搅拌酸浸，钒浸出率大于80%。
[0037]因此，本【具体实施方式】能显著减少含钒石煤微波焙烧过程中的烧结现象，微波焙烧效果好。
【主权项】
1.一种防烧结的含钒石煤微波焙烧方法，其特征在于所述方法的具体步骤是: 步骤一、先将含钒石煤破碎至粒径小于6mm，再分为粗粒级含钒石煤和细粒级含钒石煤，粗粒级含钒石煤的粒径小于6_且大于等于1_，细粒级含钒石煤粒径小于1_ ； 步骤二、按细粒级含钒石煤:水的质量比为1: 0.06-0.09，向细粒级含钒石煤中加水混合，制粒，得到粒径为3~8_的小球，干燥，得到干燥后的小球； 步骤三、将干燥后的小球置于工业微波焙烧设备中作为铺底料，再将粗粒级含钒石煤置于铺底料之上，微波焙烧，冷却至室温，得到含钒石煤焙烧料。
2.根据权利要求1所述的防烧结的含钒石煤微波焙烧方法，其特征在于所述微波焙烧的升温速率为25~55°C /min，微波焙烧的温度为750~850°C，恒温焙烧的时间为25~40min。
3.根据权利要求1所述的防烧结的含钒石煤微波焙烧方法，其特征在于所述工业微波焙烧设备的频率为2400~2500MHz。
【专利摘要】本发明涉及一种防烧结的含钒石煤微波焙烧方法。其技术方案是：将含钒石煤破碎至粒径小于6mm，分为粒径小于6mm且大于等于1mm的粗粒级含钒石煤和粒径小于1mm的细粒级含钒石煤；再按细粒级含钒石煤︰水的质量比为1︰0.06~0.09，向细粒级含钒石煤中加水混合，制得粒径为3~8mm的小球，干燥；然后将干燥后的小球置于工业微波焙烧设备中作为铺底料，再将粗粒级含钒石煤置于铺底料之上，微波焙烧，冷却至室温，得到含钒石煤焙烧料。所述微波焙烧是以25~55℃/min的升温速率升温至750~850℃，恒温微波焙烧25~40min，所述工业微波焙烧设备的频率为2400~2500MHz。本发明能显著减少含钒石煤微波焙烧过程中的烧结现象，微波焙烧效果好。
【IPC分类】C22B1-02, C22B34-22, C22B1-24
【公开号】CN104726694
【申请号】CN201510162381
【发明人】张一敏, 袁益忠, 刘涛, 黄晶, 包申旭, 陈铁军
【申请人】武汉科技大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月8日