Способ кальцинирующего обжига ванадийсодержащего материала


 


Владельцы патента RU 2607290:

ПанГан Груп Рисёрч Инститьют Со., Лтд. (CN)
ПанГан Груп Панжихуа Айрон энд Стил Рисёрч Инститьют Со., Лтд. (CN)

Изобретение относится к способу кальцинирующего обжига ванадийсодержащего материала. Способ включает: контактирование и вступление во взаимодействие сырья с клинкером в условиях кальцинирующего обжига. Сырье представляет собой смесь, содержащую ванадийсодержащий материал и кальцийсодержащий материал, а клинкер представляет собой материал, подвергавшийся кальцинирующему обжигу. Техническим результатом изобретения является исключение спекания материала в комки и его прилипание к оборудованию; а также сокращение производственных издержек и существенное улучшение показателя конверсии ванадия. 9 з.п. ф-лы, 3 пр.

 

Ссылка на родственную заявку

По настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с заявкой на патент Китая №201410216479.2 под названием «Способ кальцинирующего обжига ванадийсодержащего материала», поданной 21 мая 2014 года, содержание которой полностью и в частности включено в настоящий документ посредством отсылки.

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу кальцинирующего обжига ванадийсодержащего материала.

Уровень техники

Обычно извлечение ванадия методом кальцинирующего обжига предусматривает измельчение ванадийсодержащего материала и кальцийсодержащего материала, такого как известняк или известь, и их перемешивание до однородного состояния, выполнение окислительного обжига при высокой температуре с целью превращения ванадия в соединение пятивалентного ванадия, которое соединяется с кальцием, образуя ванадиевокислый кальций и тому подобное; выщелачивание полученной смеси серной кислотой или карбонатом с тем, чтобы ванадий был переведен из сырья в раствор; и осаждение ванадия из раствора с последующей переработкой осажденного ванадия в различные ванадиевые продукты.

В процессе обжига, описанного выше, материал имеет обыкновение спекаться, что часто приводит к образованию настыли на поду, прилипанию к зубьям скребков и прочим нежелательным явлениям. Соответственно, уже через месяц работы или даже раньше может возникнуть серьезная проблема с прилипанием материала к обжигательному оборудованию, которое необходимо будет выводить из эксплуатации на чистку. Такая проблема с прилипанием материала не только приводит к существенному снижению КПД оборудования, замедлению технологического процесса и возрастанию издержек, но также часто обуславливает образование внутри оборудования спекшихся комков диаметром 1 м и больше, которые будут постоянно кататься в печи и от которых трудно избавиться; кроме того, перекатывающиеся спекшиеся комки оказывают уплотняющее воздействие на огнеупорный материал в оборудовании и могут вызвать его повреждение. Помимо этого, печь необходимо останавливать чаще обычного для снятия налипшего материала вручную, а эта операция может вызвать серьезные повреждения огнеупорного материала. Указанные факторы могут привести к сокращению срока службы огнеупорного материала; следовательно, надо будет часто менять огнеупор, что сопряжено с дополнительными затратами. Кроме того, что намного серьезнее, из-за налипания материала к оборудованию температура обжига часто выходит из-под контроля и материал очень быстро спекается в комки; следовательно, затрудняется продолжение реакции окисления ванадийсодержащего материала и, соответственно, средний показатель конверсии ванадия снижается до 78-81%.

Обычно считается, что спекание и прилипание материала к оборудованию обусловлено, главным образом, легкоплавкими веществами, которые образуются в процессе обжига. Легкоплавкие вещества переводятся в жидкую фазу при температуре обжига, а материал спекается в комки вокруг жидкофазных веществ как «снежки». В обычный раствор добавляются хвосты с целью сокращения процентной доли легкоплавких веществ за счет уменьшения общего содержания ванадия в шихтовом материале, благодаря чему можно уменьшить спекание и прилипание, а также регулировать эти процессы. Обычно содержание ванадия в шихтовом материале регулируется в пределах около 5% масс. за счет добавления хвостов.

Однако хвосты, полученные в результате кальцинирующего обжига - выщелачивания серной кислотой, содержат сульфат кальция CaSO4, образованный в процессе выщелачивания, который может оказывать негативное воздействие, если хвосты сразу же возвращаются для смешивания с сырьем. Например, клинкер для получения хвостов, полученный в результате кальцинирующего обжига, может быть измельчен и выщелочен с тем, чтобы крупность хвостов была существенно уменьшена, после чего хвосты могут быть возвращены в материал для последующей переработки методом кальцинирующего обжига; затем материал подвергается кальцинирующему обжигу - выщелачиванию серной кислотой, а полученные хвосты могут быть использованы повторно; таким образом, процентная доля мелкозернистых твердых частиц будет существенно увеличена; кроме того, в результате процесса кальцинирующего обжига - выщелачивания будет наблюдаться повышение концентрации сульфата кальция CaSO4. За счет двух вышеуказанных факторов разделение на жидкую и твердую фазы в процессе выщелачивания серной кислотой будет затрудняться все больше и больше до тех пор, пока в итоге это не затронет нормальный процесс выщелачивания. Кроме того, в ходе обжига часть CaSO4 будет разлагаться на составляющие с выделением SO3, загрязняя окружающую среду. Более того, поскольку значительная часть материала возвращается в обжигательную печь транспортировочным оборудованием после его переработки выщелачивающим и фильтрующим оборудованием, потребление электроэнергии в ходе технологического процесса будет увеличено. Хвосты обычно подвергаются обработке с целью разделения CaSO4 до их возврата для смешивания с материалом. Однако такая сепарация представляет собой сложный процесс, в котором задействовано множество химических связей, что приводит к повышению затрат на оборудование и эксплуатационных расходов. Соответственно, этот путь не является экономически обоснованным.

Сущность изобретения

Для устранения недостатков, присущих технологическому процессу кальцинирующего обжига предшествующего уровня техники, т.е. спекания материала и его прилипания к оборудованию, а также больших затрат, связанных с обработкой хвостов, настоящее изобретение предлагает недорогой и простой способ кальцинирующего обжига ванадийсодержащего материала, с помощью которого можно избежать спекания материала и его прилипания к оборудованию; при этом нет необходимости в добавлении хвостов.

Проведя тщательное исследование, автор изобретения пришел к следующему выводу: хотя в процессе обжига образуется некоторое количество легкоплавких веществ, заметного спекания в результате расплавления в пределах температурного диапазона, потребного для выполнения процесса кальцинирующего обжига, не наблюдается; на самом деле основная причина спекания заключается в следующем: поскольку процесс кальцинирующего обжига ванадийсодержащего материала представляет собой процесс окислительной реакции, вещества с низкой валентностью в ванадийсодержащем материале испускают в ходе окислительной реакции большое количество теплоты; при этом, - так как тепло, вырабатываемое во время сгорания топлива, накладывается на тепло реакции, выделяемое в процессе окисления материала, - в зоне материала, где локализуется реакция окисления, аккумулируется тепло и в этой зоне резко возрастает температура, которая выходит за пределы температурного диапазона, требуемого для выполнения процесса; следовательно, легкоплавкие вещества в указанной зоне материала будут расплавляться и спекаться в комки или блоки по мере движения материала. Впоследствии в процессе охлаждения, при понижении температуры до уровня ниже точки плавления легкоплавких веществ эти легкоплавкие вещества будут отвердевать и часть материала будет прилипать к оборудованию, образую настыль.

Для решения проблемы спекания и прилипания материала к оборудованию необходимо регулировать тепло реакции окисления с целью установления равномерной и установившейся реакции материала, а также для предотвращения выхода температуры из-под контроля.

Более того, проведя тщательное исследование, автор изобретения пришел к еще одному выводу: за счет добавления клинкера можно уверенно регулировать температуру обжига; при этом улучшается показатель конверсии ванадия. Предполагается, что основная причина этого заключается в следующем: клинкер представляет собой материал, полученный после завершения кальцинирующего обжига и процесса окислительной реакции смеси ванадийсодержащего материала и кальцийсодержащего материала, но не подвергавшийся выщелачиванию для извлечения ванадия. После того как процесс окисления клинкера будет в целом завершен и он фактически прекратит выделять тепло, клинкер может поглощать тепло, высвобождаемое в процессе окисления сырья; кроме того, когда клинкер смешивается с сырьем и подвергается обжигу, сырье может разжижаться для предотвращения чрезмерно высокой концентрации реакции окисления в некоторых зонах материала; соответственно, можно решить проблему, связанную со сложностью регулирования температуры при обжиге сырья, состоящего исключительно из ванадийсодержащего материала с добавками, и избежать недостатка, связанного с необходимостью добавления хвостов в процессе обжига; помимо этого, поскольку клинкер обогащен соединениями пятивалентного ванадия, он может сначала вступить во взаимодействие с соединениями трехвалентного ванадия, содержащимися в сырье, для получения соединений четырехвалентного ванадия, которые легко окисляются, после чего материал может быть окислен в соединения пятивалентного ванадия, в результате чего может быть образован ванадат; т.е. каталитическое воздействие пятивалентного ванадия на трехвалентный ванадий может ускорить процесс окислительной реакции; в результате показатель конверсии ванадия при обжиге будет выше аналогичного показателя при добавлении хвостов.

Таким образом, настоящее изобретение предлагает способ кальцинирующего обжига ванадийсодержащего материала, включающий: контактирование и вступление во взаимодействие сырья с клинкером в условиях кальцинирующего обжига; где сырье представляет собой смесь, содержащую ванадийсодержащий материал и кальцийсодержащий материал, не подвергавшуюся кальцинирующему обжигу, а клинкер представляет собой материал, подвергавшийся кальцинирующему обжигу.

Согласно настоящему изобретению температура в процессе обжига может поддерживаться на установившемся уровне за счет контактирования и вступления во взаимодействие сырья с клинкером в условиях кальцинирующего обжига; при этом можно избежать проблем, связанных с низкой температурой плавления и цементацией материала, которые вызваны высокой локальной температурой в результате выделения тепла в процессе обжига; благодаря этому, обожженный материал не будет спекаться в комки или прилипать к оборудованию. Таким образом, обеспечивается длительная эксплуатация оборудования в нормальном режиме работы и отпадает необходимость в добавлении хвостов и их переработке; в результате можно уменьшить производственные расходы. Кроме того, с помощью способа, раскрытого в настоящем изобретении, можно существенно улучшить показатель конверсии ванадия.

Прочие характеристики и преимущества настоящего изобретения будут подробно описаны ниже в привязке к вариантам его осуществления.

Подробное описание изобретения

Варианты реализации настоящего изобретения будут подробно раскрыты ниже. Следует понимать, что описанные в настоящем документе варианты осуществления заявленного изобретения служат исключительно для описания и разъяснения настоящего изобретения, но не должны рассматриваться как ограничивающие его объем.

Настоящее изобретение предлагает способ кальцинирующего обжига ванадийсодержащего материала, включающий: контактирование и вступление во взаимодействие сырья с клинкером в условиях кальцинирующего обжига; при этом сырье представляет собой смесь, содержащую ванадийсодержащий материал и кальцийсодержащий материал, не подвергавшуюся кальцинирующему обжигу, а клинкер представляет собой материал, подвергавшийся кальцинирующему обжигу.

В настоящем изобретении сырье относится к смеси ванадийсодержащего материала и кальцийсодержащего материала, которая не была подвергнута кальцинирующему обжигу, т.е. сырье представляет собой материал, полученный из ванадийсодержащего материала, подлежащего кальцинирующему обжигу; кальцийсодержащего материала; и/или прочих добавок. В предпочтительном варианте сырье представляет собой смесь ванадийсодержащего материала с кальцийсодержащим материалом и эта смесь не подвергалась кальцинирующему обжигу.

Клинкер в настоящем изобретении представляет собой материал, полученный в результате кальцинирующего обжига. В настоящем документе материал, полученный после кальцинирующего обжига, может представлять собой материал, который получен в результате контактирования и вступления во взаимодействие смеси ванадийсодержащего материала и кальцийсодержащего материала, приготовленной в любом массовом соотношении (предпочтительно, сырья), с использованием способа кальцинирующего обжига, описанного в настоящем изобретении; и/или материал, который получен путем обработки смеси ванадийсодержащего материала и кальцийсодержащего материала, приготовленной в любом массовом соотношении (предпочтительно, сырья), с помощью обычного способа обжига, используемого на известном уровне развития техники. В предпочтительном варианте клинкер представляет собой материал, полученный в результате контактирования и вступления во взаимодействие смеси ванадийсодержащего материала и кальцийсодержащего материала, приготовленной в любом массовом соотношении (предпочтительно, сырья), с использованием способа кальцинирующего обжига, описанного в настоящем изобретении; а в более предпочтительном варианте клинкер представляет собой материал, полученный в результате контактирования и вступления во взаимодействие сырья, используемого в настоящем изобретении, с помощью способа кальцинирующего обжига, описанного в настоящем изобретении. Кроме того, клинкер в настоящем изобретении представляет собой материал, который подвергается только кальцинирующему обжигу без выщелачивания кислотой и извлечения ванадия.

Согласно настоящему изобретению для дальнейшего предотвращения спекания ванадийсодержащего материала и его прилипания к оборудованию предпочтительно, чтобы в пересчете на полную массу сырья и клинкера содержание сырья составляло 20-90% масс.; более предпочтительно в пределах 40-80% масс.; еще более предпочтительно 50-70% масс.

Согласно настоящему изобретению массовое отношение ванадийсодержащего материала к кальцийсодержащему материалу может варьироваться в широком диапазоне; предпочтительно, чтобы в сырье массовое отношение ванадийсодержащего материала к кальцийсодержащему материалу определялось таким образом, чтобы массовое отношение кальция к ванадию в сырье составляло (0,3-1):1, а в более предпочтительном варианте - (0,5-0,7):1; при этом содержание кальция рассчитывается в СаО, а содержание ванадия рассчитывается в V2O5. Иначе говоря, содержание ванадийсодержащего материала и содержание кальцийсодержащего материала в сырье может определяться по массовому отношению кальция к ванадию (содержание кальция рассчитывается в СаО, а содержание ванадия - в V2O5), которое должно быть в сырье. Когда содержание кальция в материале описано в настоящем изобретении как «рассчитанное в СаО» или «содержание кальция, рассчитанное в СаО», это означает, что количество этого элемента - кальция - во всех химических формах (например, карбонат кальция, бикарбонат кальция, оксид кальция и т.п.) в материале должно быть преобразовано в величину, представленную в форме СаО; например, выражение «рассчитанное в СаО, содержание кальция в кальцийсодержащем материале составляет 1-30% масс.» означает, что содержание СаО составляет 1-30% масс., когда количество кальция в кальцийсодержащем материале преобразовано в величину, представленную в форме СаО. Подобным же образом следует толковать выражения «рассчитанное в V2O5» и «содержание ванадия, рассчитанное в V2O5».

Согласно настоящему изобретению в качестве ванадийсодержащего материала может быть использован любой обычный материал предшествующего уровня техники, предназначенный для извлечения ванадия после кальцинирующего обжига. Например, в качестве ванадийсодержащего материала может быть использован ванадиевый шлак, полученный после извлечения ванадия из ванадийсодержащего расплавленного железа; а способом извлечения ванадия из ванадийсодержащего расплавленного железа может служить любой обычный способ, который применяется на современном уровне развития техники и который подробно не описан в настоящем документе.

Кроме того, содержание ванадия в ванадийсодержащем материале, рассчитанное в V2O5, в предпочтительном варианте должно составлять 1-30% масс.; в более предпочтительном варианте - лежать в пределах 5-20% масс.; а в наиболее предпочтительном варианте - лежать в пределах 12-19,5% масс. Содержание ванадия в ванадийсодержащем материале может быть измерено любым обычным способом, который применяется на известном уровне развития техники и который подробно не описан в настоящем документе.

Согласно настоящему изобретению кальцийсодержащий материал может представлять собой материал с высоким содержанием кальция, как, например, один или более материалов, выбранных из группы, состоящей из известняка, извести, кальцита и доломита; согласно настоящему изобретению предпочтительно использовать известняк. Содержание кальция в кальцийсодержащем материале может варьироваться в широком диапазоне; в предпочтительном варианте содержание кальция в кальцийсодержащем материале, рассчитанное в СаО, составляет 20-100% масс.; более предпочтительно 50-56% масс.; еще более предпочтительно в пределах 52-53% масс. Содержание кальция в кальцийсодержащем материале может быть измерено любым обычным способом, который применяется на известном уровне развития техники, и который подробно не описан в настоящем документе.

Согласно настоящему изобретению для дальнейшего повышения эффективности кальцинирующего обжига, а также для повышения эффективности выщелачивания кислотой на последующей стадии выщелачивания кислотой и, соответственно, последующего улучшения показателя извлечения ванадия, предпочтительно, чтобы ванадийсодержащий материал и кальцийсодержащий материал были представлены в порошкообразной форме. В настоящем изобретении не предусмотрено каких-либо особых ограничений в отношении размера частиц материалов. Однако для обеспечения полного смешивания ванадийсодержащего материала и кальцийсодержащего материала предпочтительно, чтобы 80-100% масс. ванадийсодержащего материала характеризовалось размером частиц 0,1 мм или меньше; более предпочтительно в пределах 0,045-0,1 мм; еще более предпочтительно в пределах 0,045-0,096 мм. Предпочтительно, чтобы 80-100% масс. кальцийсодержащего материала характеризовалось размером частиц не более 0,18 мм; более предпочтительно в пределах 0,045-0,18 мм; еще более предпочтительно в пределах 0,045-0,125 мм.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения сырье представляет собой смесь ванадийсодержащего материала и кальцийсодержащего материала; а размер его частиц зависит от размера частиц смеси. Кроме того, в предпочтительном варианте 80-100% масс. клинкера характеризуются размером частиц 4 мм или меньше; более предпочтительно характеризуются размером частиц 2 мм или меньше; еще более предпочтительно в пределах 0,045-2 мм.

Поскольку согласно настоящему изобретению может быть достигнут положительный эффект предотвращения спекания материала и его прилипания к оборудованию, а показатель конверсии ванадия может быть увеличен до 90% и выше исключительно за счет обеспечения соединения и вступления во взаимодействие клинкера и сырья в условиях кальцинирующего обжига, отпадает необходимость в добавлении хвостов, полученных после выщелачивания кислотой и извлечения ванадия, в материал, подвергнутый кальцинирующему обжигу; таким образом, можно пропустить стадию обработки сернокислой извести с высоким содержанием кальция в хвостах, которая необходима на известном уровне развития техники, благодаря чему можно сократить себестоимость извлечения ванадия из ванадийсодержащего материала. Более того, можно предотвратить воздействие неблагоприятных факторов, обусловленных добавлением хвостов.

Согласно настоящему изобретению кальцинирующий обжиг может выполняться в любой обжиговой печи обычного типа, используемой на современном уровне развития техники. Например, кальцинирующий обжиг может выполняться в многоподовых вращающихся печах или вращающихся обжиговых печах.

Предпочтительно, чтобы при использовании способа, раскрытого в настоящем изобретении, условия соединения и реакции включали в себя: температуру 830-900°C и продолжительность 1-6 часов. В более предпочтительном варианте условия соединения и реакции включают в себя: температуру 850-880°C и продолжительность 2-5 часов. А в наиболее предпочтительном варианте условия соединения и реакции включают в себя: температуру 850-880°C и продолжительность 2-4 часа.

Настоящее изобретение будет подробно раскрыто ниже на некоторых примерах. В нижеследующих примерах:

Ванадиевый шлак представляет собой ванадиевый шлак, полученный в процессе конвертерного извлечения ванадия из ванадийсодержащего расплавленного железа.

В каждом из примеров клинкер, используемый при первом обжиге, представляет собой материал, полученный путем обжига сырья при температуре 850°C в течение одного и того же времени.

Показатель конверсии ванадия = (количество ванадия, выщелоченного из клинкера, обработанного путем выщелачивания разбавленной серной кислоты / общее количество ванадия в клинкере) × 100%.

Примеры

Пример 1

Этот пример приведен с целью раскрытия способа кальцинирующего обжига ванадийсодержащего материала согласно настоящему изобретению.

Измельчите ванадиевый шлак (рассчитанный в V2O5, содержание ванадия составляет 15,2% масс.) до такой степени, чтобы его часть с размером частиц 0,096 мм или меньше составила 95% масс.; измельчите известняк (рассчитанный в СаО, содержание кальция составляет 52%) до такой степени, чтобы его часть с размером частиц 0,18 мм или меньше составила 80% масс.; смешайте два указанных материала с массовым отношением ванадиевого шлака к известняку как 100:19; и используйте эту смесь в качестве сырья (массовое отношение кальция (рассчитанного в СаО) к ванадию (рассчитанного в V2O5) в сырье составляет 0,65). Смешайте сырье с клинкером в массовой пропорции 4:6 и используйте эту смесь в качестве шихтового материала для загрузки во вращающуюся печь; при этом 98% масс. клинкера по своей крупности равны или меньше чем 4 мм.

Загрузите смесь во вращающуюся обжигательную печь размерами 3,6×90 м со скоростью 16 т/ч, задайте температуру 870°C и выполняйте обжиг в течение трех часов; затем выгрузите материал и повторно используйте часть клинкера для смешивания с сырьем, отправив остальной клинкер в выщелачивающую камеру для его выщелачивания серной кислотой. Не прерывайте технологический процесс в течение двух месяцев. В этот период температура процесса обжига поддерживается на установившемся уровне, а колебания температуры материала варьируются в пределах 870°C±10°C. Клинкер представлен в виде песка с очень незначительным количеством небольших отдельных частиц; кроме того, он может быть без труда измельчен до порошкообразного состоянии под небольшим давлением; внутренняя стенка вращающейся обжигательной печи гладкая, без какой-либо настыли.

Показатель конверсии ванадия составляет 88,67-91,34%, а средний показатель конверсии равен 90,01%.

Пример 2

Этот пример приведен с целью раскрытия способа кальцинирующего обжига ванадийсодержащего материала согласно настоящему изобретению.

Измельчите ванадиевый шлак (рассчитанный в V2O5, содержание ванадия составляет 19,3% масс.) до такой степени, чтобы его часть с размером частиц 0,096 мм или меньше составила 94% масс.; измельчите известняк (рассчитанный в СаО, содержание кальция составляет 52%) до такой степени, чтобы его часть с размером частиц 0,18 мм или меньше составила 90% масс.; смешайте два указанных материала с массовым отношением ванадиевого шлака к известняку как 100:26; и используйте эту смесь в качестве сырья (массовое отношение кальция (рассчитанного в СаО) к ванадию (рассчитанного в V2O5) в сырье составляет 0,7). Смешайте сырье с клинкером в массовой пропорции 1:1 и используйте эту смесь в качестве шихтового материала для загрузки во вращающуюся печь; при этом 95% масс. клинкера по своей крупности равны или меньше чем 2 мм.

Загрузите смесь во вращающуюся обжигательную печь размерами 3,6×90 м со скоростью 25 т/ч, задайте температуру 890°C и выполняйте обжиг в течение пяти часов; затем выгрузите материал и повторно используйте часть клинкера для смешивания с сырьем, отправив остальной клинкер в выщелачивающую камеру для его выщелачивания серной кислотой. Не прерывайте технологический процесс в течение двух месяцев. В этот период температура процесса обжига поддерживается на установившемся уровне, а колебания температуры материала варьируются в пределах 890°C±10°C. Клинкер представлен в виде песка с очень незначительным количеством небольших отдельных частиц; кроме того, он может быть без труда измельчен до порошкообразного состояния под небольшим давлением; внутренняя стенка вращающейся обжигательной печи гладкая, без какой-либо настыли.

Показатель конверсии ванадия составляет 90,69-94,59%, а средний показатель конверсии равен 92,08%.

Пример 3

Этот пример приведен с целью раскрытия способа кальцинирующего обжига ванадийсодержащего материала согласно настоящему изобретению.

Измельчите ванадиевый шлак (рассчитанный в V2O5, содержание ванадия составляет 12,1% масс.) до такой степени, чтобы его часть с размером частиц 0,096 мм или меньше составила 85% масс.; измельчите известняк (рассчитанный в СаО, содержание кальция составляет 53%) до такой степени, чтобы его часть с размером частиц 0,125 мм или меньше составила 95% масс.; смешайте два указанных материала с массовым отношением ванадиевого шлака к известняку как 100:11,5; и используйте эту смесь в качестве сырья (массовое отношение кальция (рассчитанного в СаО) к ванадию (рассчитанного в V2O5) в сырье составляет 0,5). Смешайте сырье с клинкером в массовой пропорции 4:1 и используйте эту смесь в качестве шихтового материала для загрузки во вращающуюся печь; при этом 95% масс. клинкера по своей крупности равны или меньше чем 2 мм.

Загрузите смесь во вращающуюся обжигательную печь размерами 1,5×42 м со скоростью 25 т/ч, задайте температуру 880°C и выполняйте обжиг в течение двух часов; затем выгрузите материал и повторно используйте часть клинкера для смешивания с сырьем, отправив остальной клинкер в выщелачивающую камеру для его выщелачивания серной кислотой. Не прерывайте технологический процесс в течение одного месяца. В этот период температура процесса обжига поддерживается на установившемся уровне, а колебания температуры материала варьируются в пределах 880°C±10°C. Клинкер представлен в виде песка с очень незначительным количеством небольших отдельных частиц; кроме того, он может быть без труда измельчен до порошкообразного состояния под небольшим давлением; внутренняя стенка вращающейся обжигательной печи гладкая, без какой-либо настыли.

Показатель конверсии ванадия составляет 89,75-93,11%, а средний показатель конверсии равен 90,56%.

Хотя выше описаны некоторые предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, заявленное изобретение не ограничивается характеристиками, указанными в этих вариантах реализации настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники могут модифицировать техническую схему заявленного изобретения и вносить в него определенные изменения без отступления от сущности настоящего изобретения. Однако все эти модификации и изменения должны входить в защищенный объем заявленного изобретения.

Кроме того, следует отметить, что конкретные технические признаки, описанные выше в вариантах осуществления настоящего изобретения, могут быть объединены в любой приемлемой форме при условии отсутствия противоречий. Во избежание ненужного повторения некоторые конкретные комбинации в настоящем изобретении не описаны.

Более того, разные варианты реализации заявленного изобретения могут свободно объединяться по мере необходимости при условии, что полученные комбинации не отходят от идеи и сущности настоящего изобретения. Однако такие комбинации также могут рассматриваться как входящие в объем раскрытого изобретения.

1. Способ извлечения ванадия из ванадийсодержащего материала путем кальцинирующего обжига, включающий смешивание ванадийсодержащего материала с кальцийсодержащим материалом с получением сырья, смешивание указанного сырья с клинкером и проведение кальцинирующего обжига смеси с получением обожженного материала, выщелачивание обожженного материала серной кислотой, где клинкер представляет собой материал, подвергавшийся кальцинирующему обжигу.

2. Способ по п. 1, в котором содержание сырья составляет 20-90% масс. в пересчете на полную массу сырья и клинкера.

3. Способ по п. 2, в котором содержание сырья составляет 40-80% масс. в пересчете на полную массу сырья и клинкера.

4. Способ по п. 3, в котором содержание сырья составляет 50-70% масс. в пересчете на полную массу сырья и клинкера.

5. Способ по п. 1, в котором массовое отношение СаО к V2O5 в сырье составляет (0,3-1):1, предпочтительном (0,5-0,7):1.

6. Способ по п. 1, в котором кальцийсодержащий материал представляет собой по меньшей мере один материал, выбранный из группы, состоящей из известняка, извести, кальцита и доломита, предпочтительно известняк.

7. Способ по п. 1, в котором 80-100% масс. ванадийсодержащего материала характеризуются размерами частиц 0,1 мм или меньше, предпочтительно в пределах 0,045-0,1 мм.

8. Способ по п. 1 или 6, в котором 80-100% масс. кальцийсодержащего материала характеризуются размерами частиц 0,18 мм или меньше, предпочтительно в пределах 0,045-0,18 мм.

9. Способ по п. 1, в котором 80-100% масс. клинкера характеризуются размерами частиц 4 мм или меньше, предпочтительно характеризуются размерами частиц 2 мм или меньше, более предпочтительно в пределах 0,045-2 мм.

10. Способ по п. 1, в котором условия кальцинирующего обжига включают: температура 830-900°C и время 1-6 часов.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при получении из вторичного алюминиевого сырья глиноземсодержащих гранул для рафинирования и формирования шлакообразующего материала при выплавке стали, а также при производстве упомянутых гранул.
Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных и благородных металлов из золошлаков. Способ включает смешение их с выщелачивающими растворами, накопление биомассы микроорганизмов рода Acidithiobacillales, бактериальное выщелачивание редкоземельных и благородных металлов.
Изобретение относится к способу извлечения титана из шлака, полученного при выплавке чугуна и стали из титаномагнетитового концентрата. Способ включает измельчение и сернокислотное выщелачивание шлака с переводом металлов из шлака в сернокислотный раствор в виде сульфатов.

Изобретение относится к переработке отвального сталеплавильного шлака. Способ включает грохочение с выделением негабаритных кусков шлака, магнитную сепарацию барабанным железоотделителем, дробление на щековой дробилке, магнитную сепарацию барабанным железоотделителем полученного после дробления продукта, дробление на центроударной дробилке и магнитную сепарацию.

Изобретение относится к металлургии, в частности к переработке отвальных никельсодержащих шлаков. Способ получения ферроникеля из отвальных печных шлаков с низким до 0,02-0,03 мас.

Изобретение относится к способу обработки образующихся при производстве алюминия алюминиевых шлаков в форме съемов или алюминиевых соляных шлаков. В способе образующийся в процессе плавления алюминиевый шлак с герметизацией от окружающей атмосферы подают на расположенный в снабженном отсасывающими устройствами кожухе охладительный конвейер, первый примыкающий к подаче алюминиевого шлака участок которого продувают инертным газом, а на втором участке которого осуществляют дальнейшее охлаждение алюминиевого шлака при доступе воздуха, причем длины первого и второго участков охладительного конвейера выполняют таким образом, что на первом участке алюминиевый шлак охлаждают до температуры от 600°С до 300°С, при которой алюминиевый шлак не подвержен химическим изменениям при доступе атмосферного кислорода, и на втором участке осуществляют охлаждение до температуры, при которой охлажденный алюминиевый шлак после выхода из охладительного конвейера может передаваться далее для последующей регенерации доли алюминия в алюминиевом шлаке.
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть наиболее эффективно использовано при переработке вскрытием шлаков, содержащих тяжелые цветные металлы, железо, кремний и серу.
Изобретение относится к переработке шлаков при выполнении доменной плавки титаномагнетитовых концентратов. В шлаковую чашу доменной печи подают полученный в процессе доменной плавки титаномагнетитовых концентратов жидкий горячий доменный шлак, содержащий двуокись титана TiO2 и глинозем Al2O3, подают восстановитель и флюс, из полученного расплава проводят восстановление железа, титана и кремния и сливают шлак.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к переработке отвального металлургического шлака. Установка для переработки шлака содержит бункер, устройство для извлечения «коржей» и кусков шлака более 350 мм и шаровую мельницу.

Изобретение может быть использовано в металлургии. Способ переработки бериллийсодержащих отходов производства медно-бериллиевой лигатуры включает плавление с флюсом, выдержку расплава и последующее разделение продуктов плавки с получением металлической фазы и вторичного шлака.

Изобретение относится к способу переработки ванадийсодержащего железотитанооксидного концентрата. Формируют шихту из концентрата и хлорида натрия.
Изобретение относится к способу получения пентаоксида ванадия. Способ включает ректификационную очистку окситрихлорида ванадия до содержания примесей титана 0,002-0,005 мас.%.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для одновременной дефосфоризации и извлечения ванадия из ванадийсодержащего расплавленного чугуна.

Изобретение относится к способу извлечения и восстановления ванадия из руд. Способ включает стадию (i) кислотного выщелачивания руды, содержащей ванадий, титан и железо, с экстракцией ванадия и железа в раствор.

Изобретение относится к способу переработки доманиковых образований. Способ включает агитационную нейтрализацию-декарбонизацию обработкой пульпой измельченной руды или нейтрализатором укрепленного раствора, очищенного от алюминия, с получением продуктивного раствора и декарбонизированного кека.

Изобретение относится к способу извлечения металлов из потока, обогащенного углеводородами и углеродистыми остатками, при помощи секции обработки. Способ включает направление указанного потока на экстракцию путем смешивания указанного потока с подходящим гидрофилизирующим агентом, способным устранять гидрофобные свойства указанного потока, направление смеси, состоящей из указанного потока и указанного гидрофилизирующего агента, на разделение с отделением жидкой фазы, содержащей большую часть гидрофилизирующего агента и углеводородов, растворенных из твердой фазы.
Изобретение относится к области извлечения чистого пентаоксида ванадия из шлака, полученного при его производстве. В данном способе берут предварительно измельченный ванадийсодержащий шлак, сплавляют его с едким натром с получением метаванадата натрия.
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при получении пентаоксида ванадия из окситрихлорида ванадия - побочного продукта производства губчатого титана.

Изобретение относится к области гидрометаллургии, а именно к способу извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов переработки черносланцевых руд. Способ включает сорбцию ценных компонентов из продуктивных растворов противотоком ионитами при регулируемом pH среды и окислительно-восстановительного потенциала Eh.

Изобретение относится к области извлечения ценных веществ - алюминия, ванадия, урана, молибдена и редкоземельных металлов из черносланцевых руд. Способ переработки черносланцевых руд включает измельчение, противоточное двухстадиальное выщелачивание раствором серной кислоты при нагревании, разделение образующихся после выщелачивания пульп на обеих стадиях фильтрованием.

Изобретения относятся к черной металлургии, а именно к подготовке сидеритовых железных руд к переработке и к переработке подготовленных сидеритовых железных руд для использования в доменной плавке.
Наверх