本发明属于钒化工领域，涉及一种过滤钒酸钙料浆的设备以及过滤方法。
背景技术：
：五氧化二钒(v2o5)是现代工业必不可缺的原材料，以钒金属或钒化合物广泛地应用于钢铁工业、化学工业、机械、桥梁以及航空、航天等高科技领域。钒酸钙是生产五氧化二钒的原材料，目前，国内外的钒化工领域大都采用传统的提钒工艺，即将含钒溶液进行钙化沉钒-转溶-铵沉的工艺获取高纯的偏钒酸铵，然后经过高温煅烧后获得高纯氧化钒产品。在传统的钙化沉钒工艺中，需要对得到的钒酸钙料浆进行过滤，为了保证滤液中含的悬浮物较少，通常选用的滤布孔径偏低，造成过滤速度慢，进而导致滤液降温，有结晶析出，造成浪费，并且析出的结晶体后可能会堵塞滤布，进一步减缓过滤速度，形成恶性循环；同时最后过滤得到的滤渣中夹水量过高，还需进一步除水，滤液中悬浮物含量过大，仍需进一步过滤，步骤繁杂，浪费资源。因此，需要开发一种新的过滤钒酸钙料浆系统以解决上述问题。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种过滤钒酸钙料浆系统及使用其进行过滤的方法。为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：一方面，本发明提供了一种过滤钒酸钙料浆系统，所述系统包括料浆预处理装置、过滤装置和存储装置。其中，所述料浆预处理装置的出料口与所述过滤装置的进料口相连通，所述过滤装置的出料口与所述存储装置的进料口相连通。在本发明中，料浆进料至料浆预处理装置，在料浆预处理装置内完成对料浆的预处理之后进料至过滤装置，实现对料浆的过滤，在过滤过程中，滤液流入存储装置内，滤渣留在过滤装置中，直至过滤完成。利用本发明提供的过滤钒酸钙料浆系统对钒酸钙料浆进行过滤，一方面不会因为滤布的选用造成过滤时间过长，导致滤液温度降低，影响过滤速度；另一方面得到的滤液悬浮物少，有利于滤液的重复利用，且在过滤后得到钒酸钙滤渣的同时避免钒的大量损失。在本发明中，使用料浆预处理装置对料浆进行过滤前的预处理，使需要过滤的料浆达到一定的要求，这样一方面可以避免料浆浓度过高，不利于过滤，另一方面避免了料浆温度过低，析出结晶，造成材料浪费的同时影响过滤速度。在本发明中，所述料浆预处理装置为料浆处理罐。优选地，所述料浆预处理装置底部设有出料口，所述出料口与第一输送管道相连，所述料浆预处理装置上部设置有回流口，所述回流口与第一回流管道相连，所述第一回流管道与所述第一输送管道通过第一三通阀共同连接于所述过滤装置的进料口。料浆进行预处理之后，在进行过滤之前，调整第一三通阀，使第一输送管道与第一回流管道相连通，而关闭第一输送管道与过滤装置进料口相连的通道，预处理后的料浆在输送泵的输送下，在第一输送管道、第一回流管道和料浆预处理装置之间循环，当经过一定时间后，重新调整第一三通阀，使第一输送管道与过滤装置的进料口相连通，料浆由料浆预处理装置进料至过滤装置。在过滤装置的进料口之前设置第一三通阀，其中第一输送管道与三通阀的进口相连接，这样可以通过控制三通阀的阀门自由切换管道之间的连接方式，料浆在第一输送管道、第一回流管道和料浆预处理装置之间循环的同时可以完成对管道的预热和清理，避免料浆在管道内运动时由于管道温度过低而出现结晶的现象，进而避免了滤液的浪费。所述过滤装置的出料口与第二输送管道相连，所述过滤装置出料口与所述料浆预处理装置之间设置有第二回流管道，所述第二回流管道的一端与所述第二输送管道通过第二三通阀共同连接于所述存储装置的进料口，所述第二回流管道的另一端与所述第一回流管道相连通，连通方式可以采用三通件或其他连通方式均可。预处理后的料浆进料至过滤系统前，调整第二三通阀，使第二输送管道和第二回流管道相连通，而关闭第二输送管道与存储装置相连的通道，预处理后的料浆进料至过滤系统后，料浆在第二输送管道、第二回流管道、料浆预处理装置和过滤装置之间循环，当经过一定时间后，重新调整第二三通阀，使第二输送管道与存储装置的进料口相连通，滤液由过滤装置流入存储装置内。在存储装置的进料口之前设置第二三通阀，这样可以通过控制三通阀的阀门自由切换管道之间的连接方式。在过滤过程中，当过滤装置内形成的滤饼层未达到要求时，为避免滤渣的浪费以及造成滤液纯净度不够，可以选择切换第二输送管道与第二回流管道相连通，滤液可以流回料浆预处理装置，重新过滤；而当滤饼层达到要求时，切换第二输送管道与存储装置的进料口相连通，收集滤液，得到滤渣。在本发明中，所述过滤装置为单盘真空过滤机。优选地，所述存储装置为滤液缓冲罐。在本发明中，所述过滤钒酸钙料浆系统还包括与所述过滤装置连接的洗涤装置，所述洗涤装置为三级逆流洗涤器。在进行洗涤的时候，三级逆流洗涤器提供的洗涤液进入过滤装置进行逆流洗涤。优选地，所述过滤钒酸钙料浆系统还包括与所述过滤装置连接的反吹装置，所述反吹装置包括压力罐和储气罐，所述储气罐的出气口与所述压力罐的进气口连接，所述压力罐的出气口与所述过滤装置连接。在需要进行除湿的时候，气体由存储罐的出气口沿输气管道经由压力罐，最后进入过滤装置，进行反吹除湿。另一方面，本发明提供了使用如上所述的过滤钒酸钙料浆系统进行过滤的方法，所述方法包括如下步骤：(1)将钒酸钙料浆进料至料浆预处理装置，进行料浆预处理；(2)预热过滤装置；(3)经过预处理的料浆进料至过滤装置进行过滤，生成滤饼层后收集滤液，收集的滤液盛放于存储装置。本发明提供的过滤方法操作简单易控制，利用本发明提供的过滤的方法进行过滤，过滤速度快，钒损失小，并且可以控制过滤温度，不会因为在过滤过程中由于温度的下降而出现结晶进而可能出现结晶堵塞过滤孔的现象。在本发明中，步骤(1)所述钒酸钙料浆为利用亚熔盐法得到的钒酸钙料浆。优选地，步骤(1)所述预处理包括对料浆进行加热和稀释。优选地，所述加热的方法为采用0.025-0.07mpa的饱和蒸气压对料浆加热至90-105℃，所述0.025-0.07mpa可以是0.025mpa、0.2mpa、0.4mpa、0.6mpa、0.7mpa等，所述90-105℃可以是90℃、95℃、100℃、105℃等。优选地，步骤(1)所述料浆经所述稀释后后naoh的浓度为80-120g/l，例如80g/l、90g/l、100g/l、110g/l、120g/l等。优选地，步骤(1)所述料浆经所述稀释后的固含量为12-25％，例如12％、15％、20％、25％等。在本发明中，使用料浆预处理装置对料浆进行过滤前的预处理，使需要过滤的料浆达到一定的要求，这样一方面可以避免料浆浓度过高，不利于过滤，另一方面避免了料浆温度过低，析出结晶，造成材料浪费的同时影响过滤速度。在本发明中，步骤(2)所述预热是使用洗涤装置提供的第三级洗涤液进行。优选地，步骤(2)所述预热的时间为120-240s，例如120s、150s、180s、210s、240s等。优选地，所述第三级洗液的温度为100-120℃，例如100℃、105℃、110℃、115℃、120℃等。优选地，步骤(2)还包括对第一回流管道的清洗。优选地，所述清洗的方法是利用步骤(1)得到的经过预处理的料浆在第一回流管道、料浆预处理装置和第一输送管道之间进行循环。在本发明中，第一回流管道与第一输送管道之间以第一三通阀连接，当旋转三通阀阀门，使第一回流管道与第一输送管道相连通而关闭与过滤装置的进料口相连接的通道，这样，预处理好的料浆会在第一回流管道、料浆预处理装置和第一输送管之间进行循环清洗管道，在清洗过程中，一方面是清洗管道中的结晶物质，另一方面也是对管道的预热，这样可以避免料浆在管道中流动时由于管道温度过低而在管壁上结晶的问题。优选地，所述清洗的时间为150-400s，例如150s、200s、300s、400s等。在本发明中，步骤(3)所述生成滤饼层的时间为60-120s，例如60s、75s、90s、105s、120s等。优选地，在所述滤饼层达到15-25mm厚之前，滤液通过第二回流管道回到所述料浆预处理装置内，所述15-25mm可以是15mm、20mm、25mm等。优选地，步骤(3)所述过滤的真空度为-0.07～-0.05mpa，例如-0.07mpa、-0.06mpa、-0.05mpa等。优选地，步骤(3)所述过滤的时间为8-15min，例如8min、10min、12min、14min、15min等。在本发明中，所述方法还包括过滤完成后，对滤渣进行洗涤和除湿。优选地，所述洗涤是在所述过滤装置中利用所述洗涤装置提供的三级洗涤液进行。所述洗涤装置为三级逆流洗涤器，在三级逆流洗涤器中包括三级洗涤液(第一级洗涤液、第二级洗涤液和第三级洗涤液)，三级洗涤液均为购买三级逆流洗涤器配置的常规洗涤液。优选地，所述滤渣与第一级洗涤液、第二级洗涤液的重量比独立的为1:(1-3)，例如1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3等。优选地，所述滤渣与第三级洗涤液的重量比为1:(1-2)，例如1:1、1:1.5、1:2等。在本发明中，所述除湿是利用反吹装置进行，所述除湿包括第一次除湿和第二次除湿。优选地，所述第一次除湿在进行第二级洗涤后进行。优选地，所述第二次除湿在进行第三级洗涤后进行。优选地，所述第一次除湿的时间为1-2min(例如1min、1.5min、2min等)，所述第一次除湿的压力为0.2-0.4mpa(例如0.2mpa、0.3mpa、0.4mpa等)。优选地，所述第二次除湿的时间为2-4min(例如2min、3min、4min等)，所述第二次除湿的压力为0.3-0.5mpa(例如0.3mpa、0.4mpa、0.5mpa等)。相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：利用本发明提供的过滤钒酸钙料浆系统对钒酸钙料浆进行过滤，一方面不会因为滤布的选用导致过滤时间过长，滤液温度降低，析出晶体，进而堵塞滤布，形成恶性循环；另一方面得到的滤液悬浮物少，有利于滤液的重复利用，减少了再次过滤的繁琐步骤，且在过滤后得到大量的钒酸钙滤渣，基本上没有钒酸钙的损失。利用本发明提供的过滤钒酸钙料浆系统对钒酸钙料浆进行过滤，滤液悬浮物在70mg/l以下，无需进行进一步的过滤，就可以直接重复利用，渣夹水量在16％以下，无需进一步除水。本发明提供的利用过滤钒酸钙料浆系统进行过滤的方法简单易行，利用本发明提供的方法可以实现钒酸钙料浆的快速高效过滤。附图说明图1是实施例1中过滤钒酸钙料浆系统的结构示意图。其中，1-料浆预处理装置，2-过滤装置，3-存储装置，4-洗涤装置，5-反吹装置，51-压力罐，52-储气罐，6-第一输送管道，7-第一回流管道，8-第一三通阀，9-第二输送管道，10-第二回流管道，11-第二三通阀。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。实施例1本实施例提供了使用过滤钒酸钙料浆系统进行过滤的方法。其中，过滤钒酸钙料浆系统的结构示意图如图1所示，包括料浆预处理装置(1)、过滤装置(2)、存储装置(3)、洗涤装置(4)和反吹装置(5)。料浆预处理装置为料浆处理罐，过滤装置为单盘真空过滤机，存储装置为滤液缓冲罐，洗涤装置为三级逆流洗涤器，反吹装置包括压力罐(51)和储气罐(52)。料浆预处理装置(1)的出料口通过第一输送管道(6)与过滤装置(2)的进料口相连通，料浆预处理装置(1)上部设置有回流口，回流口与第一回流管道(7)相连，第一回流管道(7)与第一输送管道(6)通过第一三通阀(8)共同连接于过滤装置(2)的进料口。过滤装置(2)的出料口通过第二输送管道(9)与存储装置(3)的进料口相连通，过滤装置(2)出料口与料浆预处理装置(1)之间设置有第二回流管道(10)，第二回流管道(10)的一端与第二输送管道(9)通过第二三通阀(11)连接于过滤装置的出料口，第二回流管道(10)的另一端与第一回流管道(7)相连通。洗涤装置(4)与过滤装置(2)连接，反吹装置(5)包括压力罐(51)和储气罐(52)，储气罐(52)的出气口与压力罐(51)的进气口连接，压力罐(51)的出气口与过滤装置(2)连接。过滤的方法如下：(1)将利用亚熔盐法得到的钒酸钙料浆进料至料浆预处理装置，采用0.025mpa的饱和蒸气压对料浆进行加热至105℃并稀释，控制稀释后的料浆中naoh的浓度为80g/l，固含量为12％。(2)使用洗涤装置提供的第三级洗涤液对过滤装置进行预热，第三级洗液的温度为100℃，预热的时间为240s；并且通过料浆在第一回流管道、料浆预处理装置和第一输送管道之间循环的方式清洗第一回流管道，清洗时间为400s。(3)经过预处理的料浆进料至过滤装置进行过滤，过滤的真空度为-0.07mpa，过滤的时间为8min；在60s内生成滤饼层，滤饼层达到15mm厚之前，滤液通过第二回流管道回到料浆预处理装置内，滤饼层厚度达到15mm后收集滤液，收集的滤液盛放于存储装置。(4)过滤完成后，对滤渣进行洗涤和除湿：洗涤是在过滤装置中利用洗涤装置提供的三级洗涤液进行，滤渣与第一级洗涤液、第二级洗涤液的重量比独立的为1:1，完成第二次洗涤之后进行第一次除湿，第一次除湿的时间为1min，第一次除湿的压力为0.4mpa；滤渣与第三级洗涤液的重量比为1:2，完成第三次洗涤之后进行第二次除湿，第二次除湿的时间为2min，第二次除湿的压力为0.5mpa。实施例2本实施例提供了使用过滤钒酸钙料浆系统进行过滤的方法。其中，过滤钒酸钙料浆系统包括料浆预处理装置、过滤装置、存储装置、洗涤装置和反吹装置。料浆预处理装置为料浆处理罐，过滤装置为单盘真空过滤机，存储装置为滤液缓冲罐，洗涤装置为三级逆流洗涤器，反吹装置包括压力罐和储气罐。料浆预处理装置的出料口通过第一输送管道与过滤装置的进料口相连通，料浆预处理装置上部设置有回流口，回流口与第一回流管道相连，第一回流管道与第一输送管道通过第一三通阀共同连接于过滤装置的进料口。过滤装置的出料口通过第二输送管道与存储装置的进料口相连通，过滤装置出料口与料浆预处理装置之间设置有第二回流管道，第二回流管道的一端与第二输送管道通过第二三通阀连接于过滤装置的出料口，第二回流管道的另一端与第一回流管道相连通。洗涤装置与过滤装置连接，反吹装置包括压力罐和储气罐，储气罐的出气口与压力罐的进气口连接，压力罐的出气口与过滤装置连接。过滤的方法如下：(1)将利用亚熔盐法得到的钒酸钙料浆进料至料浆预处理装置，采用0.07mpa的饱和蒸气压对料浆进行加热至90℃并稀释，控制稀释后的料浆中naoh的浓度为120g/l，固含量为25％。(2)使用洗涤装置提供的第三级洗涤液对过滤装置进行预热，第三级洗液的温度为120℃，预热的时间为120s；并且通过料浆在第一回流管道、料浆预处理装置和第一输送管道之间循环的方式清洗第一回流管道，清洗时间为150s。(3)经过预处理的料浆进料至过滤装置进行过滤，过滤的真空度为-0.05mpa，过滤的时间为15min；在120s内生成滤饼层，滤饼层达到25mm厚之前，滤液通过第二回流管道回到料浆预处理装置内，滤饼层厚度达到25mm后收集滤液，收集的滤液盛放于存储装置。(4)过滤完成后，对滤渣进行洗涤和除湿：洗涤是在过滤装置中利用洗涤装置提供的三级洗涤液进行，滤渣与第一级洗涤液、第二级洗涤液的重量比独立的为1:3，完成第二次洗涤之后进行第一次除湿，第一次除湿的时间为2min，第一次除湿的压力为0.2mpa；滤渣与第三级洗涤液的重量比为1:1，完成第三次洗涤之后进行第二次除湿，第二次除湿的时间为4min，第二次除湿的压力为0.3mpa。实施例3本实施例提供了使用过滤钒酸钙料浆系统进行过滤的方法。其中，过滤钒酸钙料浆系统包括料浆预处理装置、过滤装置、存储装置、洗涤装置和反吹装置。料浆预处理装置为料浆处理罐，过滤装置为单盘真空过滤机，存储装置为滤液缓冲罐，洗涤装置为三级逆流洗涤器，反吹装置包括压力罐和储气罐。料浆预处理装置的出料口通过第一输送管道与过滤装置的进料口相连通，料浆预处理装置上部设置有回流口，回流口与第一回流管道相连，第一回流管道与第一输送管道通过第一三通阀共同连接于过滤装置的进料口。过滤装置的出料口通过第二输送管道与存储装置的进料口相连通，过滤装置出料口与料浆预处理装置之间设置有第二回流管道，第二回流管道的一端与第二输送管道通过第二三通阀连接于过滤装置的出料口，第二回流管道的另一端与第一回流管道相连通。洗涤装置与过滤装置连接，反吹装置包括压力罐和储气罐，储气罐的出气口与压力罐的进气口连接，压力罐的出气口与过滤装置连接。过滤的方法如下：(1)将利用亚熔盐法得到的钒酸钙料浆进料至料浆预处理装置，采用0.03mpa的饱和蒸气压对料浆进行加热至100℃并稀释，控制稀释后的料浆中naoh的浓度为100g/l，固含量为16％。(2)使用洗涤装置提供的第三级洗涤液对过滤装置进行预热，第三级洗液的温度为110℃，预热的时间为200s；并且通过料浆在第一回流管道、料浆预处理装置和第一输送管道之间循环的方式清洗第一回流管道，清洗时间为200s。(3)经过预处理的料浆进料至过滤装置进行过滤，过滤的真空度为-0.06mpa，过滤的时间为12min；在80s内生成滤饼层，滤饼层达到20mm厚之前，滤液通过第二回流管道回到料浆预处理装置内，滤饼层厚度达到20mm后收集滤液，收集的滤液盛放于存储装置。(4)过滤完成后，对滤渣进行洗涤和除湿：洗涤是在过滤装置中利用洗涤装置提供的三级洗涤液进行，滤渣与第一级洗涤液、第二级洗涤液的重量比独立的为1:2，完成第二次洗涤之后进行第一次除湿，第一次除湿的时间为1.4min，第一次除湿的压力为0.3mpa；滤渣与第三级洗涤液的重量比为1:1.5，完成第三次洗涤之后进行第二次除湿，第二次除湿的时间为3min，第二次除湿的压力为0.4mpa。实施例4本实施例提供了使用过滤钒酸钙料浆系统进行过滤的方法。其中，过滤钒酸钙料浆系统包括料浆预处理装置、过滤装置、存储装置、洗涤装置和反吹装置。料浆预处理装置为料浆处理罐，过滤装置为单盘真空过滤机，存储装置为滤液缓冲罐，洗涤装置为三级逆流洗涤器，反吹装置包括压力罐和储气罐。料浆预处理装置的出料口通过第一输送管道与过滤装置的进料口相连通，料浆预处理装置上部设置有回流口，回流口与第一回流管道相连，第一回流管道与第一输送管道通过第一三通阀共同连接于过滤装置的进料口。过滤装置的出料口通过第二输送管道与存储装置的进料口相连通，过滤装置出料口与料浆预处理装置之间设置有第二回流管道，第二回流管道的一端与第二输送管道通过第二三通阀连接于过滤装置的出料口，第二回流管道的另一端与第一回流管道相连通。洗涤装置与过滤装置连接，反吹装置包括压力罐和储气罐，储气罐的出气口与压力罐的进气口连接，压力罐的出气口与过滤装置连接。过滤的方法如下：(1)将利用亚熔盐法得到的钒酸钙料浆进料至料浆预处理装置，采用0.05mpa的饱和蒸气压对料浆进行加热至95℃并稀释，控制稀释后的料浆中naoh的浓度为90g/l，固含量为20％。(2)使用洗涤装置提供的第三级洗涤液对过滤装置进行预热，第三级洗液的温度为115℃，预热的时间为160s；并且通过料浆在第一回流管道、料浆预处理装置和第一输送管道之间循环的方式清洗第一回流管道，清洗时间为300s。(3)经过预处理的料浆进料至过滤装置进行过滤，过滤的真空度为-0.06mpa，过滤的时间为10min；在100s内生成滤饼层，滤饼层达到22mm厚之前，滤液通过第二回流管道回到料浆预处理装置内，滤饼层厚度达到22mm后收集滤液，收集的滤液盛放于存储装置。(4)过滤完成后，对滤渣进行洗涤和除湿：洗涤是在过滤装置中利用洗涤装置提供的三级洗涤液进行，滤渣与第一级洗涤液、第二级洗涤液的重量比独立的为1:2.5，完成第二次洗涤之后进行第一次除湿，第一次除湿的时间为1.8min，第一次除湿的压力为0.25mpa；滤渣与第三级洗涤液的重量比为1:1.5，完成第三次洗涤之后进行第二次除湿，第二次除湿的时间为3.5min，第二次除湿的压力为0.45mpa。对实施例1-4过滤完成后得到的滤液和滤渣进行测试，结果如表1：表1滤液悬浮物含量(mg/l)滤渣夹水量(％)实施例15915实施例26214实施例35515实施例46813由实施例数据可知，本发明提供的过滤钒酸钙料浆系统以及使用其进行过滤的方法可以实现钒酸钙料浆的快速过滤，在8-15min内完成过滤，并且得到的滤渣夹水量在16％以下，滤液悬浮物在70mg/l以下。申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的过滤钒酸钙料浆系统及使用其进行过滤的方法，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属
技术领域：
的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。当前第1页12