浅论钒渣富氧钙化焙烧工艺的必要性

【摘 要】钒渣富氧钙化焙烧技术能够有效的增大钒渣处理量，增加钒的浸出量，提高生产力，钒渣富氧钙化焙烧工艺在现代攀钢钒渣提钒中有重要的作用。

【关键词】钒渣；富氧钙化焙烧工艺

钒是一种极其重要的金属元素，在生产生活中有广泛的应用。钒的主要来源是从含钒的钢渣中提取，钒渣富氧钙化焙烧工艺能提高钒渣中钒的提取量，提高资源的利用率，对钒工业的生产和发展有重要的意义。

1 钒渣的组成

钒渣主要是由钒钙氧化物、硅钒酸钙、铁、硅酸三钙、镁方铁石等物质组成，钒主要存在于钒钙氧化物中，钒的提取就是将钒从钒钙氧化物中分离出来。

2 钒渣提钒工艺

目前常用的钒渣的生产方式有转炉法生产钒渣和雾化法生产钒渣两种，转炉法生产钒渣是将含钒的铁水在转炉内进行吹炼，钒氧化后，进入炉渣中，达到钒、铁分离；雾化法生产钒渣是利用压缩空气将含钒的铁水雾化成细微的液滴，这些液滴中的钒会同空气中的氧气发生反应，实现与铁的分离。目前常用的从钒渣中提钒的方法有：钠化焙烧提钒法、钙化焙烧提钒法及酸碱溶出法。

2.1 钠化焙烧提钒法

钠化焙烧提钒法是利用食盐或者苏打作为添加剂，利用焙烧将钒渣中的多价态钒转换成能溶于水的五价钒钠盐，然后对钠化的产物进行水浸，加入铵盐后得到偏钒酸铵，再经过焙烧得到粗钒，将粗钒通过碱溶，除去钒中的杂质，用铵盐进行二次沉降，焙烧沉降的偏钒酸铵，就可以得到高纯度的钒。使用钠化焙烧提钒法进行提钒时，焙烧过程中除了会产生钒的钠盐外，还会产生铁、铝等杂质的钠盐，这些钠盐在水解过程中会生成氢氧化铁、氢氧化铝等难溶胶体，受这些胶体的影响，钒很难沉降，导致在提钒过程中造成钒的损失，同时，在焙烧过程中会产生大量的氯气，钒在沉降过程中会产生高浓度的氯化钠溶液，这些氯化物会严重的污染环境。

2.2 钙化焙烧提钒法

钙化焙烧提钒法是用钙化物做熔剂的添加剂，将钒氧化成不溶水的钙盐，将钙盐加入酸中浸化，然后用铵盐沉降钒，焙烧沉降的偏钒酸铵，得到高纯度的钒。钙化焙烧提钒法产生的废气中，氯气、氯化氢等有毒有害的气体含量比较少，焙烧的浸出的钒渣中钙含量比较高，有利与钙化焙烧提钒法的综合应用。钙化焙烧提钒法对焙烧物有一定的选择性，钒渣中的氧化钙容易与钒反应成生不溶于水的钒酸钙或者钒青钙，这样很容易造成提钒过程中钒的损失，降低钒渣中提钒的效率。向焙烧炉中加入充足的氧气，能有效的避免钒酸钙和钒青钙的产生，能极大的提高钒的提出效率，同时富氧技术还可以提高钒的氧化率，降低焙烧所需的温度，提高原料的利用率，降低成产成本，提高经济效益。

3 钒渣富氧钙化焙烧工艺的设计

3.1 富氧钙化焙烧工艺原则

进行富氧焙烧工艺设计时要使用先进的生产工艺，生产设备要具有使用方便、成本比较低、便于安装维护等全面的性质，焙烧工艺要便于管理，能有效的提高钒的提取效率，焙烧工艺的产生的气体要符合国家排放标准，经酸浸后，沉降物中的杂质要少，富氧钙化焙烧工艺要以安全、节能、卫生等综合性进行设计。

3.2 设计内容

富氧钙化焙烧工艺设计的内容有：将富氧钙化焙烧工艺的参数调节到最佳，根据煤气燃烧需氧量、废气中多余的空气量、焙烧物料耗氧量、废气中氧气量等综合的计算出所需添加氧气的含量；参照国家工艺管道设计标准和氧气供气参数设计富氧管道系统；根据氧气的总温度、压力、流量及个支系统所需氧气的情况，综合的设计氧气的自动化仪表；科学的设计富氧燃烧自动控制装置、进行有效的环境保护措施和消防安全措施等。

3.3 富氧钙化焙烧工艺参数对钒浸出的影响

3.3.1 氧化钙对钒浸出的影响

氧化钙同三氧化二钒的质量比为0.48时，钒的浸出率为56.3%，当氧化钙同三氧化二钒的质量比为1.12时，钒的浸出率可以达到70.0%，因此适当的提高氧化钙的含量有利于钒的浸出，但当氧化钙含量过高时，氧化钙会同钒反应生成不溶于水的钒酸钙或者钒青钙，从而降低钒的浸出率，因此要合理的控制氧化钙的含量。

3.3.2 温度对钒浸出的影响

温度对钒的浸出有直接的影响，焙烧的温度将直接影响反应的程度，温度过低，反应效率比较慢，反应不能完全进行，不利于钒的浸出，温度过高，虽然能将钒的氧化反应进行彻底，但会浪费许多能源，增加燃料的消耗，不利于企业的综合发展，因此，要选择合适的温度，既能保持钒的氧化反应完全，又能减少能源的消耗。

3.4 富氧钙化焙烧工艺的特点

富氧钙化焙烧工艺同传统的钙化焙烧工艺相比较有一下特点：

（1） 富氧钙化焙烧工艺提钒效率更高。富氧钙化被烧工艺能有效的提高钒的提出率，在焙烧炉中由于氧气的含量充足，使得钒的氧化反应更快、更彻底，能将钒渣中的钒极大的氧化，在同等调价下，富氧钙化焙烧工艺的钒的氧化率更高，提高了钒的提出效率；

（2） 富氧钙化焙烧工艺所需的焙烧温度低。由于焙烧炉中的氧气含量比较充足，钒氧化的条件比较丰富，钒可以在低于一般焙烧炉的温度下进行氧化反应，富氧钙化焙烧工艺降低了焙烧温度；

（3） 富氧钙化焙烧工艺能减少燃料消耗，降低生产成本。由于富氧钙化焙烧工艺比一般的钙化焙烧工艺所需温度低，因此，极大的减少了燃料的消耗，同时，富氧钙化焙烧工艺的钒提出率比较高，在同等条件下，减少了成本投资，增加了企业的经济效益；

（4） 富氧钙化焙烧工艺能有效的保护环境。富氧钙化焙烧工艺能使钒及其他杂质反应更彻底，降低反应中废气的产量，减少废气中氯气、氯化氢等一有毒有害气体，有利于环境的保护。

4 总结

钒渣富氧钙化焙烧工艺能有效的提高钒的浸出率，减少能源的消耗，降低企业生产成本，加强环境的保护，合理的将富氧钙化焙烧技术运用到提钒工艺中，能有效的提高企业的经济效益，推动企业的发展。

参考文献：

[1]尹丹凤，彭毅，孙朝晖，何文艺.攀钢钒渣钙化焙烧影响因素研究及过程热分析[J].金属矿山，2012（04）.

[2]曹鹏.钒渣钙化焙烧试验研究[J].钢铁钒钛，2012（01）.

[3]李兰杰，张力，郑诗礼，娄太平.张懿，陈东辉，张燕.钒钛磁铁矿钙化焙烧及其酸浸提钒[J].过程工程学报，2011（04）.

[4]李晓军，张润平，谢兵.钒渣钙化焙烧参数对钒浸出率的影响[J].过程工程学报，2012（01）.