一種提釩系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種提釩系統(tǒng)，包括還原反應(yīng)器和熔分電爐，還原反應(yīng)器具有用于加入含釩原料球團(tuán)與還原劑粉料的原料入口及用于排出金屬化含釩料的排料口；熔分電爐具有用于加入金屬化含釩料的進(jìn)料口。本實用新型采用包含還原?熔分步驟的工藝進(jìn)行提釩操作，工藝流程短、步驟簡單，工藝能耗及生產(chǎn)成本較低，占地面積小，可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】
一種提釩系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型屬于金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提釩系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，用于制取含釩料的提釩工藝，獲得的含釩料中釩通常與其他有價金屬元素 共存，影響含銀料的品質(zhì)，或者由于工藝自身特點及工藝參數(shù)問題，致使銀進(jìn)入金屬恪體， 使制取含釩料的流程復(fù)雜化，成本增加，釩收得率顯著降低，同時得到的金屬化熔體雜質(zhì)含 量高，經(jīng)濟(jì)效益不佳。
[0003] 這些現(xiàn)有的提釩工藝的部分缺點是：（1)含釩料的收得率低，只有70~80% ;(2)流 程長，生產(chǎn)工藝復(fù)雜；（3)經(jīng)濟(jì)效益不佳，部分難以規(guī)?；⒐I(yè)化生產(chǎn)。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型實施例提供一種提釩系統(tǒng)，至少可解決現(xiàn)有技術(shù)的部分缺陷。
[0005] 本實用新型實施例涉及一種提釩系統(tǒng)，包括：
[0006] 還原反應(yīng)器，其具有用于加入含釩原料球團(tuán)與還原劑粉料的原料入口及用于排出 金屬化含釩料的排料口；
[0007] 熔分電爐，其具有用于加入所述金屬化含釩料的進(jìn)料口。
[0008] 作為實施例之一，所述還原反應(yīng)器為豎爐。
[0009] 作為實施例之一，所述豎爐包括一燃燒室和至少一個還原室，各所述還原室均豎 直穿設(shè)于所述燃燒室上，所述燃燒室將各所述還原室的上部圍設(shè)于其內(nèi)；各所述還原室頂 部均設(shè)有所述原料入口，各所述還原室底部均設(shè)有所述排料口。
[0010] 作為實施例之一，所述燃燒室爐墻沿周向設(shè)有多個燒嘴，各所述燒嘴均通過煤氣 總管及助燃空氣總管供氣;各所述還原室上均設(shè)有煤氣出口，各所述煤氣出口均位于所述 燃燒室上方，各所述煤氣出口均通過煤氣支管與所述煤氣總管連通。
[0011] 作為實施例之一，各所述煤氣支管均連接至煤氣除塵器，所述煤氣除塵器的出口 端與所述煤氣總管連接。
[0012] 作為實施例之一，所述還原室下部爐墻耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)較上部爐墻耐火材料 的導(dǎo)熱系數(shù)低。
[0013] 作為實施例之一，各所述還原室的水平截面呈圓形或方形。
[0014] 作為實施例之一，所述提釩系統(tǒng)包括用于配制所述含釩原料球團(tuán)的配料機(jī)構(gòu);所 述燃燒室設(shè)有廢氣出口，所述廢氣出口通過廢氣管道連接至所述配料機(jī)構(gòu)對所述含釩原料 球團(tuán)進(jìn)行干燥預(yù)熱。
[0015] 作為實施例之一，所述還原反應(yīng)器與所述熔分電爐通過運(yùn)輸機(jī)構(gòu)銜接，所述運(yùn)輸 機(jī)構(gòu)將所述還原反應(yīng)器排出的熱態(tài)金屬化含釩料導(dǎo)入至所述電爐內(nèi)。
[0016] 本實用新型實施例至少實現(xiàn)了如下有益效果:本實用新型采用包含還原-熔分步 驟的工藝進(jìn)行提釩操作，工藝流程短、步驟簡單，工藝能耗及生產(chǎn)成本較低，占地面積小，可 大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。還原反應(yīng)得到的金屬化含釩料金屬化率可高達(dá)90%以上，熔分后可得 到高純鐵水和高含釩量的熔渣，釩回收率可達(dá)90%以上，即獲得的鐵水純度及含釩產(chǎn)品的 品極都較高，經(jīng)濟(jì)效益可觀。
【附圖說明】
[0017] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0018] 圖1為實施例一提供的提釩系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為實施例二提供的豎爐的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3為實施例二提供的豎爐的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提 下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0022] 實施例一
[0023] 如圖1，本實用新型實施例涉及一種提釩系統(tǒng)，包括：
[0024] 還原反應(yīng)器3,其具有用于加入含釩原料球團(tuán)1與還原劑粉料2的原料入口及用于 排出金屬化含釩料4的排料口；
[0025] 熔分電爐5,其具有用于加入所述金屬化含釩料4的進(jìn)料口。金屬化含釩料4進(jìn)入電 爐5內(nèi)熔分處理后，得到高純鐵水6和高含釩量的熔渣7,排出電爐后，高純鐵水6可鑄錠，恪 渣7則用于提釩。
[0026] 其中，上述還原反應(yīng)器3優(yōu)選為采用豎爐3，進(jìn)料和排料操作方便，可持續(xù)生產(chǎn)。對 于還原反應(yīng)器3與電爐5之間的銜接，即金屬化含釩料4由還原反應(yīng)器3供給至電爐5的過程， 可以為冷態(tài)供給或熱態(tài)供給，優(yōu)選為熱態(tài)供給，可縮短工藝流程且節(jié)約能源，提高工藝處理 效率。上述熱態(tài)供給過程通過運(yùn)輸機(jī)構(gòu)實現(xiàn)，該運(yùn)輸機(jī)構(gòu)將所述還原反應(yīng)器3排出的熱態(tài)金 屬化含銀料4導(dǎo)入至所述電爐5內(nèi)。該運(yùn)輸機(jī)構(gòu)采用耐高溫(400~600°C)的物料運(yùn)輸裝置。
[0027] 如圖1，在還原反應(yīng)器3的排料口下方設(shè)有篩分機(jī)構(gòu)（可采用常用的篩分設(shè)備），用 于將排出的金屬化含釩料4與灰分進(jìn)行篩分，篩上物即為上述金屬化含釩料4。可進(jìn)一步設(shè) 置儲料倉和加料倉，儲料倉設(shè)于上述篩分機(jī)構(gòu)旁，用于儲存獲得的金屬化含釩料4，加料倉 設(shè)于電爐5加料口上方，儲存運(yùn)輸過來的金屬化含釩料4或?qū)⒔饘倩C料4送入電爐5內(nèi)。
[0028] 實施例二
[0029] 本實用新型實施例涉及一種提釩系統(tǒng)，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與實施例一中相同，具體不 再贅述，其中，本實施例所采用的還原反應(yīng)器3為豎爐3。上述豎爐3優(yōu)選為采用隔焰加熱的 豎爐3,即還原室與燃燒室分開獨立設(shè)置，隔焰加熱可保證還原室內(nèi)還原氣體分布均勻，還 原過程可控度高，有效提高還原反應(yīng)效率。
[0030] 如圖2-圖3,本實施例中，提供一種隔焰加熱的豎爐3,包括一燃燒室302和至少一 個還原室301，各所述還原室301均豎直穿設(shè)于所述燃燒室302上，所述燃燒室302將各所述 還原室301的上部圍設(shè)于其內(nèi)；各所述還原室301頂部均設(shè)有加料口，用于加入含釩原料球 團(tuán)1，各所述還原室301底部均設(shè)有排料口。
[0031] 各所述還原室301的水平截面呈圓形或方形，優(yōu)選為圓形，以提高還原室301內(nèi)沿 徑向各區(qū)域的溫度均勻性，從而提高還原反應(yīng)的均勻性。所述燃燒室302爐墻沿周向設(shè)有多 個燒嘴303，各所述燒嘴303均通過煤氣總管305及助燃空氣總管306供氣，通過燃燒室302內(nèi) 煤氣燃燒產(chǎn)生熱量為各還原室301提供直接還原反應(yīng)所需熱量;為保證各還原室301內(nèi)還原 反應(yīng)進(jìn)行的均勻性，以保證產(chǎn)品的品質(zhì)均勻性，各還原室301在燃燒室302內(nèi)成陣列布置，當(dāng) 然，可根據(jù)各還原室301內(nèi)反應(yīng)進(jìn)行的程度控制各還原室301的排料速度，如靠近燃燒室302 爐墻的各還原室301的排料速度可較位于燃燒室302中部區(qū)域的還原室301的排料速度快。 [0032]各所述還原室301上均設(shè)有煤氣出口，各所述煤氣出口均位于所述燃燒室302上 方;作為優(yōu)選，各所述煤氣出口均通過煤氣支管與所述煤氣總管305連通，將各還原室301產(chǎn) 生的煤氣引入至燃燒室302內(nèi)燃燒，為后續(xù)直接還原反應(yīng)提供熱量。進(jìn)一步地，各所述煤氣 支管均連接至煤氣除塵器，所述煤氣除塵器的出口端與所述煤氣總管305連接，即對還原室 301內(nèi)引出的煤氣進(jìn)行除塵后再送入至燃燒室302內(nèi)燃燒，可提高燃燒效果，保證燃燒室302 燒嘴303的使用壽命;煤氣除塵器采用現(xiàn)有的除塵器即可，如旋風(fēng)除塵器等。
[0033]所述還原室301下部爐墻耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)較上部爐墻耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù) 低；即還原室301上部爐墻采用熱傳導(dǎo)性能好的耐火材料砌筑，以提高燃燒室302與還原室 301之間的傳熱效果，提高還原反應(yīng)速度，還原室301下部爐墻采用普通的耐火材料砌筑，對 還原反應(yīng)后的球團(tuán)進(jìn)行保溫緩冷。
[0034] 進(jìn)一步地，所述提釩系統(tǒng)包括用于配制所述含釩原料球團(tuán)1的配料機(jī)構(gòu)，該配料機(jī) 構(gòu)包括用于制取含釩原料球團(tuán)1的制粒機(jī)構(gòu)和用于對含釩原料球團(tuán)1進(jìn)行干燥的干燥機(jī)構(gòu)。 所述燃燒室302設(shè)有廢氣出口，所述廢氣出口通過廢氣管道連接至上述干燥機(jī)構(gòu)對所述含 釩原料球團(tuán)1進(jìn)行干燥預(yù)熱，達(dá)到節(jié)約能源的效果。
[0035] 實施例三
[0036] 如圖1，本實用新型實施例涉及一種提釩方法，主要包括還原與熔分步驟，具體為：
[0037] 步驟一、將包含有含釩原料及還原劑粉料2的混合物料裝入還原反應(yīng)器3內(nèi)進(jìn)行反 應(yīng)，經(jīng)高溫長時間反應(yīng)得到金屬化含釩料4。其中，反應(yīng)溫度在1000~1066°C范圍內(nèi)，以控制 含隹凡原料中非銀金屬組分參與還原反應(yīng)率>90%，且含銀組分參與還原反應(yīng)率〈10% ;反應(yīng) 時間10~18h。上述反應(yīng)溫度的進(jìn)一步優(yōu)選范圍為1050~1055°C，可保證含釩組分參與反應(yīng) 率〈1%〇
[0038]步驟二、將金屬化含釩料4送至電爐5內(nèi)進(jìn)行熔分處理，得到鐵水6和含釩熔渣7，含 釩熔渣7用于提釩。其中，優(yōu)選為在弱氧化性氣氛的電爐5內(nèi)進(jìn)行熔分處理，以避免步驟一中 經(jīng)還原反應(yīng)得到的金屬重新被氧化。由于步驟一中含釩原料中非釩金屬組分參與還原反應(yīng) 率>90%，且含釩組分參與還原反應(yīng)率〈10 %，因此，經(jīng)熔分處理后，可獲得高純鐵水6，鐵水6 中鐵元素的含量可達(dá)99.5 %以上，最優(yōu)可達(dá)99.9 %，而釩的回收率可達(dá)90 %以上，最優(yōu)釩回 收率可達(dá)99%以上。
[0039]接續(xù)上述提f凡方法，對于步驟一與步驟二之間的銜接，即金屬化含f凡料4由還原反 應(yīng)器3供給至電爐5的過程，可以為冷態(tài)供給或熱態(tài)供給，優(yōu)選為熱態(tài)供給，可縮短工藝流程 且節(jié)約能源，提高工藝處理效率。上述金屬化含釩料4熱態(tài)供給的供給溫度在400~600°C。
[0040 ]接續(xù)上述提f凡方法，步驟一中，所述混合物料由含f凡原料球團(tuán)1和還原劑粉料2組 成，即將含釩原料球團(tuán)1與還原劑粉料2混勻后加入上述還原反應(yīng)器3內(nèi)。其中，還原劑粉料2 的配比為30~70wt%，即還原劑粉料2在混合物料中所占的重量百分比在30~70%，上述還 原劑粉料2采用基質(zhì)為碳的粉料，其中碳含量在60~85wt%。上述含釩原料球團(tuán)1的制備過 程為:將含釩原料配加粘結(jié)劑混勻造粒得到原料球團(tuán)1，其中，粘結(jié)劑的配比為1~3wt%，并 對原料球團(tuán)1進(jìn)行干燥。當(dāng)然，上述混合物料也可采用含釩原料與還原劑粉料2混勻后添加 粘結(jié)劑造粒。
[0041 ]本實施例中所采用的含釩原料優(yōu)選為采用高釩料，該高釩料包括0.78~0.95wt % 的V2〇5、56~67wt% 的 Fe2〇3且 TFe 在60 ~65wt%，余量由 11〇2、51〇2、厶12〇3丄3〇、]\%0、(：、？、5等 組成。
[0042] 實施例四
[0043] 本實施例對上述提f凡方法進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0044] 本實施例中，進(jìn)行了不同還原參數(shù)下的還原-熔分操作以進(jìn)行提釩的實驗。其中， 實驗條件如下：
[0045] 采用的含釩原料均為高釩料，該高釩料包括:0 · 8~0 · 9wt %的V2〇5，60~66wt %的 Fe2〇3,25~28wt%的FeO，TFe在60~65wt%，2.9~3.6wt%的Ti〇2,4.01 ~4.82wt%的Si〇2， 2 · 11~2 · 59wt %的A12〇3，余量包括CaO、MgO、C、P、S等微量組分；
[0046] 還原劑粉料2在混合物料中所占的重量百分比均在50 %左右；
[0047] 還原反應(yīng)器3均采用實施例二中所提供的隔焰加熱的豎爐3。
[0048] 下表1示出了不同還原溫度及不同還原時間下還原反應(yīng)所獲得的金屬化含釩料4 (即上述提釩方法中步驟一所獲得的金屬化含釩料4)的金屬化率：
[0049] 表1直接還原反應(yīng)參數(shù)及還原結(jié)果表

[0051]下表2示出了上述還原反應(yīng)所獲得的金屬化含釩料4熔分后得到的鐵水6的成分： [0052]表2鐵水成分檢測表
[0054] 下表3示出了上述還原反應(yīng)所獲得的金屬化含釩料4熔分后釩元素在熔渣7與鐵水 6中的分布情況：
[0055] 表3釩元素在熔渣與鐵水中的分布情況表
[0056]

[0058]由上述表1可以看出，延長還原時間和提高還原溫度均能提高還原產(chǎn)物的金屬化 率。對比6#和7#的實驗數(shù)據(jù)，在還原溫度相同、僅延長還原時間1.5h的情況下，還原產(chǎn)物金 屬化率提高5%左右。對比6#、7#和16#的實驗數(shù)據(jù)，在還原時間基本相同、還原溫度提高100 °C的情況下，還原產(chǎn)物金屬化率顯著提高，16#相比于6#還原產(chǎn)物金屬化率提高9 %左右?？?見，還原溫度對還原產(chǎn)物金屬化率的提高作用更為顯著。
[0059]由上述表2可以看出，熔分后得到的鐵水6成分純度都較高，鐵含量基本在99 %以 上，P、s含量均較低，是制備高純鐵塊的優(yōu)質(zhì)原料。得到的鐵水6純度高主要是因為基于上述 隔焰加熱的煤基豎爐3進(jìn)行還原處理，在還原溫度控制在1000~1066 °C范圍內(nèi)條件下，可有 效還原鐵，同時抑制3^11、0&、1%^1、11、￥、(>、8等的還原，使得熔分后鐵水6中的雜質(zhì)含量 較低;其中，以將還原溫度控制在1050~1055 °C時的處理效果更佳。
[0060] 由上表3可以看出，隨還原溫度的提高和還原時間的延長，熔分后釩在鐵水6中的 分布逐漸增多，原因是提高還原溫度、延長還原時間時，部分釩在還原過程中被還原，而鐵、 釩性質(zhì)相似，在后續(xù)熔分過程中釩進(jìn)入鐵水6中。同時可以看出，1050°C (實驗編號6#)是釩 還原與否的臨界條件;還原溫度對釩的還原作用顯著，溫度超過1050°C時，將使含釩原料 (高釩料）中的釩大量被還原，繼續(xù)提高還原溫度，可使含釩原料中釩全部被還原;延長還原 時間對釩的還原有一定的促進(jìn)作用，但促進(jìn)作用不顯著。
[0061] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型， 凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實 用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種提釩系統(tǒng)，其特征在于，包括： 還原反應(yīng)器，其具有用于加入含釩原料球團(tuán)與還原劑粉料的原料入口及用于排出金屬 化含釩料的排料口； 熔分電爐，其具有用于加入所述金屬化含釩料的進(jìn)料口。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提釩系統(tǒng)，其特征在于:所述還原反應(yīng)器為豎爐。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的提釩系統(tǒng)，其特征在于:所述豎爐包括一燃燒室和至少一個還 原室，各所述還原室均豎直穿設(shè)于所述燃燒室上，所述燃燒室將各所述還原室的上部圍設(shè) 于其內(nèi)；各所述還原室頂部均設(shè)有所述原料入口，各所述還原室底部均設(shè)有所述排料口。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的提釩系統(tǒng)，其特征在于：所述燃燒室爐墻沿周向設(shè)有多個燒 嘴，各所述燒嘴均通過煤氣總管及助燃空氣總管供氣;各所述還原室上均設(shè)有煤氣出口，各 所述煤氣出口均位于所述燃燒室上方，各所述煤氣出口均通過煤氣支管與所述煤氣總管連 通。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的提釩系統(tǒng)，其特征在于：各所述煤氣支管均連接至煤氣除塵 器，所述煤氣除塵器的出口端與所述煤氣總管連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的提釩系統(tǒng)，其特征在于:所述還原室下部爐墻耐火材料的導(dǎo)熱 系數(shù)較上部爐墻耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)低。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的提釩系統(tǒng)，其特征在于:各所述還原室的水平截面呈圓形或方 形。8. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的提釩系統(tǒng)，其特征在于:所述提釩系統(tǒng)包括用于配制所述 含釩原料球團(tuán)的配料機(jī)構(gòu);所述燃燒室設(shè)有廢氣出口，所述廢氣出口通過廢氣管道連接至 所述配料機(jī)構(gòu)對所述含釩原料球團(tuán)進(jìn)行干燥預(yù)熱。9. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的提釩系統(tǒng)，其特征在于:所述還原反應(yīng)器與所述 熔分電爐通過運(yùn)輸機(jī)構(gòu)銜接，所述運(yùn)輸機(jī)構(gòu)將所述還原反應(yīng)器排出的熱態(tài)金屬化含釩料導(dǎo) 入至所述電爐內(nèi)。
【文檔編號】C22B34/22GK205590770SQ201620357825
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】李菊艷, 唐恩, 周強(qiáng), 秦涔, 范小剛, 王君, 夏鋒
【申請人】中冶南方工程技術(shù)有限公司