石煤提釩的系統的制作方法

本實用新型屬于冶金領域，具體而言，本實用新型涉及石煤提釩的系統。
背景技術：
：石煤是一種含碳少、發熱值低的劣質無煙煤，又是一種低品位多金屬共生礦，石煤資源中已發現的伴生元素多達60多種，其中可形成工業礦床的主要是釩，其次是鉬、鈾、磷、銀等等。我國的石煤資源非常豐富，總儲藏量居世界第一位。我國從20世紀60年代開始對石煤提釩進行研究，70年代開始工業生產，所使用的工藝主要分為兩大工藝路線，即火法焙燒濕法提釩工藝和全濕法提釩工藝。火法工藝鈉化焙燒-水浸或酸浸工藝均為鈉化焙燒(NaCl)-水浸或酸浸工藝。這種工藝存在兩個嚴重缺陷，一是為得到較高V2O5浸出率，不得不消耗大量H2SO4，生產中H2SO4用量一般為礦石質量的25％～40％，釩回收率普遍為45％-55％，使50％左右的釩礦資源得不到有效利用而浪費；二是酸性浸出液的凈化除雜、Fe(III)還原和pH值調整等工序需要消耗大量藥劑，特別是氨水，從而導致氨氮廢水的產生及處理問題。盡管攀鋼在石煤提釩技術上取得了突破，遠遠高于國內同行業通常的40％～50％的指標，釩的總收率平均達到60.70％，仍有40％的釩資源浪費。全濕法提釩工藝是將石煤在常壓或加溫加壓及氧化劑存在下酸浸，將酸浸得到的含釩溶液利用萃取、離子交換等工藝進行提釩，因石煤中釩含量低、處理量大，使得酸耗大、污染物排放高、釩產品生產成本高。因此現有石煤提釩的技術有待進一步改進。技術實現要素：本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種石煤提釩的系統，該系統以石煤作還原劑還原鐵精礦和石煤中的鐵氧化物、釩氧化物以生產半鋼和提釩，可以綜合回收利用石煤中的碳、釩和鐵，使得釩渣中五氧化二釩的含量為石煤的10倍以上，含釩鐵水中的硫含量從2.5wt％以上降至0.1wt％，相比于現有技術，從石煤中獲得等量五氧化二釩的堿耗降低70％以上，能耗降低12％以上。在本實用新型的一個實用新型，本實用新型提出了一種石煤提釩的系統。根據本實用新型的實施例，所述系統包括：石煤破磨裝置，所述石煤破磨裝置具有石煤入口和石煤顆粒出口；鐵精礦破磨裝置，所述鐵精礦破磨裝置具有鐵精礦入口和鐵精礦顆粒出口；造渣劑破磨裝置，所述造渣劑破磨裝置具有造渣劑入口和造渣劑顆粒出口；混合裝置，所述混合裝置具有石煤顆粒入口、鐵精礦顆粒入口、造渣劑顆粒入口、粘結劑入口、水入口和混合物料出口，所述石煤顆粒入口與所述石煤顆粒出口相連，所述鐵精礦顆粒入口與所述鐵精礦顆粒出口相連，所述造渣劑顆粒入口與所述造渣劑顆粒出口相連；成型裝置，所述成型裝置具有混合物料入口和成型物料出口，所述混合物料入口與所述混合物料出口相連；干燥裝置，所述干燥裝置具有成型物料入口、水出口和干燥物料出口，所述成型物料入口與所述成型物料出口相連；還原裝置，所述還原裝置具有干燥物料入口、高溫煙氣出口和還原物料出口，所述干燥物料入口與所述干燥物料出口相連，所述高溫煙氣出口與所述干燥裝置相連；熔分裝置，所述熔分裝置具有還原物料入口、含碳物料入口、含釩鐵水出口和爐渣出口，所述還原物料入口與所述還原物料出口相連；提釩裝置，所述提釩裝置具有含釩鐵水入口、氧氣入口、半鋼出口和釩渣出口，所述含釩鐵水入口與所述含釩鐵水出口相連；釩渣處理裝置，所述釩渣處理裝置具有釩渣入口和五氧化二釩出口，所述釩渣入口與所述釩渣出口相連。由此，根據本實用新型實施例的石煤提釩的系統通過將石煤、鐵精礦和造渣劑分別送至石煤破磨裝置、鐵精礦破磨裝置和造渣劑破磨裝置進行破碎和磨細，有利于增加石煤、鐵精礦和造渣劑的比表面積；將上述所得的石煤顆粒、鐵精礦顆粒和造渣劑顆粒在粘結劑和水的作用下混合充分，得到混合物料，有利于增加石煤顆粒、鐵精礦顆粒和造渣劑顆粒的接觸面積；然后將上述混合物料進行成型，得到成型物料，可使得石煤顆粒、鐵精礦顆粒和造渣劑顆粒三者之間接觸充分；成型物料經干燥后，可脫除成型物料中的水分，同時可增加成型物料內的孔隙率，得到干燥物料，成型物料干燥的熱源來源于后續還原裝置的高溫煙氣，如此，有利于回收利用高溫煙氣的顯熱，顯著降低干燥裝置的能耗，從而降低整個石煤提釩系統的能耗；然后將上述干燥物料熱送至還原裝置中，干燥物料中的碳與干燥物料中的鐵氧化物和釩氧化物發生還原反應，得到還原物料和高溫煙氣，其中高溫煙氣送至干燥裝置中用于干燥裝置的熱源，而還原物料送至熔分裝置，在熔分裝置內，根據還原物料在還原裝置中的還原情況向熔分裝置中補加一定量的含碳物料，使得還原物料內的鐵氧化物和釩氧化物被碳充分還原，同時造渣劑與還原球團中硅鋁氧化物發生反應生成低熔點鹽，降低物料熔化溫度，節約能耗；造渣劑與還原劑中硫磷發生反應進入渣中，降低含釩鐵水硫磷含量，提高含釩鐵水品質，最終獲得含釩鐵水和爐渣；其中含釩鐵水進入提釩裝置，在氧氣的作用下發生氧化反應，得到半鋼和釩渣，半鋼可用于生產半鋼鑄件、作為高端鑄件和高等級鋼的原料，而釩渣經釩渣處理裝置后，可得到五氧化二釩。由此，該系統以石煤做還原劑還原鐵精礦和石煤中的鐵氧化物、釩氧化物以生產半鋼和提釩，綜合回收利用石煤中的碳、釩和鐵，使得釩渣中五氧化二釩的含量為石煤的10倍以上，含釩鐵水中的硫含量從2.5wt％以上降至0.1wt％，相比于現有技術，從石煤中獲得等量五氧化二釩的堿耗降低70％以上，能耗降低12％以上。任選的，所述釩渣處理裝置包括依次相連的第一焙燒裝置、水浸裝置和第二焙燒裝置。由此，有利于充分回收釩渣中的五氧化二釩。本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。附圖說明本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：圖1是根據本實用新型一個實施例的石煤提釩的系統結構示意圖；圖2是根據本實用新型再一個實施例的石煤提釩的系統實施石煤提釩的方法流程示意圖；圖3是根據本實用新型再一個實施例的石煤提釩的系統結構示意圖。具體實施方式下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。在本實用新型的一個方面，本實用新型提出了一種石煤提釩的系統。根據本實用新型的實施例，參考圖1，該系統包括：石煤破磨裝置100、鐵精礦破磨裝置200、造渣劑破磨裝置300、混合裝置400、成型裝置500、干燥裝置600、還原裝置700、熔分裝置800、提釩裝置900和釩渣處理裝置1000。根據本實用新型的實施例，石煤破磨裝置100具有石煤入口101和石煤顆粒出口102，且適于將石煤進行破磨處理，以便得到石煤顆粒。具體的，將石煤在石煤破磨裝置中進行破碎和磨細處理后，得到石煤顆粒，可顯著增加石煤顆粒的比表面積。根據本實用新型的一個實施例，石煤顆粒的粒徑并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，石煤顆粒中的粒徑可以為小于100μm的占比70％以上。發明人發現，當石煤顆粒過大，會使得與鐵精礦顆粒接觸地不充分，造成石煤中碳與鐵氧化物反應速度慢，從而惡化動力學條件；然而石煤顆粒過細，壓塊成型物孔隙率低，傳熱慢，降低反應速度。根據本實用新型的實施例，鐵精礦破磨裝置200具有鐵精礦入口201和鐵精礦顆粒出口202，且適于將鐵精礦進行破磨處理，以便得到鐵精礦顆粒。具體的，將鐵精礦在鐵精礦破磨裝置中進行破碎和磨細處理后，得到鐵精礦顆粒，可顯著增加鐵精礦顆粒的比表面積。根據本實用新型的一個實施例，鐵精礦顆粒的粒徑并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，鐵精礦顆粒中的粒徑可以為小于100μm的占比70％以上。發明人發現，當鐵精礦顆粒過大，與石煤顆粒接觸不充分，石煤中碳與鐵精礦中鐵氧化物反應速度慢，惡化動力學條件，鐵精礦顆粒過細，壓塊成型困難，并且成型物孔隙率低，傳熱慢，降低反應速度。根據本實用新型的實施例，造渣劑破磨裝置300具有造渣劑入口301和造渣劑顆粒出口302，且適于將造渣劑進行破磨處理，以便得到造渣劑顆粒。具體的，將造渣劑在造渣劑破磨裝置中進行破碎和磨細處理后，得到造渣劑顆粒，可顯著增加造渣劑顆粒的比表面積。根據本實用新型的一個實施例，造渣劑顆粒的粒徑并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，造渣劑顆粒中的粒徑可以為小于100μm的占比80％以上。發明人發現，造渣劑顆粒過大，與石煤、鐵精礦表面積接觸不充分，使得造渣劑與石煤、鐵精礦中硫、磷、硅鋁氧化物的反應困難，從而降低反應速度；然而，造渣劑顆粒過細，成型物的孔隙率變小，造成傳熱慢，從而降低反應速度。根據本實用新型的再一個實施例，造渣劑的類型并不受特備限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，造渣劑可以選自生石灰、石灰石、白云石、氧化鎂和氧化鈣中的至少之一，優選白云石或石灰石。由此，有利于降低后續干燥球團在還原裝置內的熔化溫度，而且可以降低后續熔分裝置內含釩鐵水中硫、磷的含量，提高含釩鐵水的品位。根據本實用新型的實施例，混合裝置400具有石煤顆粒入口401、鐵精礦顆粒入口402、造渣劑顆粒入口403、粘結劑入口404、水入口405和混合物料出口406，石煤顆粒入口401與石煤顆粒出口102相連，鐵精礦顆粒入口402與鐵精礦顆粒出口202相連，造渣劑顆粒入口403與造渣劑顆粒出口302相連，且適于將石煤顆粒、鐵精礦顆粒、造渣劑顆粒、粘結劑和水進行混合，以便得到混合物料。由此，有利于增加石煤顆粒、鐵精礦顆粒和造渣劑顆粒的接觸面積。根據本實用新型的一個實施例，石煤顆粒與鐵精礦顆粒、造渣劑顆粒、粘結劑、水的混合質量比并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，石煤顆粒與鐵精礦顆粒、造渣劑顆粒、粘結劑、水的混合質量比可以為100：(70～100)：(30～50)：(1～2)：(7～9)。發明人發現，當石煤比例過高，會造成碳過剩，浪費石煤碳資源；然而石煤比例過低，鐵氧化物反應不充分，造成鐵回收率低，同時含釩鐵水中釩含量低，增加釩資源回收成本；當粘結劑過高，增加生產能耗，然而粘結劑過低則降低壓塊成型物強度，倒運過程破損率高；水分過高或過低影響壓塊強度，過高時還增加烘干熱量，能耗增加。根據本實用新型的實施例，成型裝置500具有混合物料入口501和成型物料出口502，混合物料入口501與混合物料出口406相連，且適于將混合物料進行成型處理，以便得到成型物料。由此，可使得石煤顆粒、鐵精礦顆粒和造渣劑顆粒三者之間充分接觸，提高后續干燥物料在還原裝置內的還原速率，同時混合物料經成型后可避免后續干燥物料在還原裝置內物料隨高溫煙氣而排出，減少原材料損失。根據本實用新型的一個實施例，成型物料的粒徑并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，成型物料的粒徑可以為15～20mm。發明人發現，若成型物料的粒徑過大，在成型物內傳熱速度慢，降低熱力學有反應條件，而粒徑過小，成型物之間透氣性差，傳熱速度降低，降低熱力學和動力學反應條件。根據本實用新型的實施例，干燥裝置600具有成型物料入口601、水出口602和干燥物料出口603，成型物料入口601與成型物料出口502相連，且適于將成型物料進行干燥處理，以便得到水和干燥物料。由此，可脫除成型物料中的水分，同時可增加成型物料內的孔隙率，且成型物料干燥的熱源來源于后續還原裝置的高溫煙氣，如此，有利于回收利用高溫煙氣的顯熱，顯著降低干燥裝置的能耗，從而降低整個石煤提釩系統的能耗。根據本實用新型的一個實施例，干燥處理的條件并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，干燥處理的溫度可以為300攝氏度，干燥處理的時間可以為15～30min。由此，可以顯著提高所得干燥物料的干燥效率。根據本實用新型的實施例，還原裝置700具有干燥物料入口701、高溫煙氣出口702和還原物料出口703，干燥物料入口701與干燥物料出口603相連，高溫煙氣出口702與干燥裝置600相連，且適于將干燥物料進行還原處理，以便得到高溫煙氣和還原物料，并將高溫煙氣返回上述干燥裝置。發明人發現，通過將干燥物料熱送至還原裝置中，干燥物料中的碳與干燥物料中的鐵氧化物和釩氧化物發生還原反應，得到還原物料和高溫煙氣，其中高溫煙氣送至干燥裝置中用于干燥裝置的熱源，而還原物料送至熔分裝置，干燥物料中的造渣劑可與干燥物料中的硅鋁氧化物反應，得到低熔點的硅酸鹽，從而降低干燥物料的熔化溫度，加快還原裝置內還原反應的速率，進而降低還原裝置的能耗，同時，干燥物料內的造渣劑還可以和干燥物料內的硫、磷有害雜質發生反應，降低所得還原球團內硫、磷的含量，進而減少后續熔分裝置內硫、磷對含釩鐵水富集釩渣的干擾。干燥物料中的碳與自身中的鐵氧化物和釩氧化物發生還原反應的反應式主要有：C+Fe2O3＝2FeO+CO(1)C+FeO＝Fe+CO(2)2C+V2O5＝V2O3+2CO(3)具體的，將干燥后的干燥物料熱送至還原裝置中，先經過預熱段，預熱4-6min，預熱段的溫度可以為900-1000攝氏度，然后進入還原段，還原5-8min，還原段的溫度可以為1100-1300攝氏度，最后進入冷卻段，冷卻段的溫度可以為800-900攝氏度，然后將所得的還原物料熱送至熔分裝置中。需要說明的是，還原裝置并不受特別限制，例如可以為轉底爐。根據本實用新型的實施例，熔分裝置800具有還原物料入口801、含碳物料入口802、含釩鐵水出口803和爐渣出口804，還原物料入口801與還原物料出口703相連，且適于將還原物料和含碳物料進行熔分處理，以便得到含釩鐵水和爐渣。具體的，在熔分裝置內，根據還原物料在還原裝置中的還原情況向熔分裝置中補加一定量的含碳物料，有利于還原物料內的鐵氧化物和釩氧化物被碳充分還原，獲得含釩鐵水和爐渣。在熔分爐內發生的反應主要有：[C]+(FeO)＝[Fe]+CO(4)[C]+(V2O3)＝2(VO)+CO(5)C+[VO]＝[V]+CO(6)具體的，將溫度為800-900攝氏度還原物料熱送至熔分裝置，熔分裝置的溫度可以為1500-1650攝氏度，在熔分裝置內，根據還原物料在還原裝置中鐵氧化物和釩氧化物的還原情況以及還原物料中剩余的碳含量向熔分裝置中補加還原物料1.5wt％-5wt％含碳物料，熔清后保溫20-45min，使得還原物料中鐵氧化物和釩氧化物充分還原，得到含釩鐵水和爐渣。根據本實用新型的再一個實施例，含碳物料的類型并不受特別限制，本領域的技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，含碳物料可以選自焦丁、蘭炭、粒煤和焦炭中的至少之一。由此，可在保證提釩效果的同時降低石煤提釩系統的原材料成本。根據本實用新型的又一個實施例，含碳物料與還原物料的質量比可以為(0.3～1)：20。發明人發現，若含碳物料含量過高，造成碳資源浪費，同時促進硅還原進含釩鐵水，降低含釩鐵水品質，而含碳物料含量過低，鐵氧化物、釩氧化物等有益元素還原不充分，導致鐵、釩資源浪費。根據本實用新型的實施例，提釩裝置900具有含釩鐵水入口901、氧氣入口902、半鋼出口903和釩渣出口904，含釩鐵水入口901與含釩鐵水出口803相連，且適于將含釩鐵水和氧氣進行提釩處理，以便得到釩渣和半鋼。具體的，在提釩裝置中，提釩溫度控制在1320-1480攝氏度，吹氧5-8min，含釩鐵水在氧氣的作用下可得到含五氧化二釩15wt％以上的釩渣，是石煤中五氧化二釩含量的十倍以上，達到富集釩的目的，所得的半鋼可用于生產半鋼鑄件、作為高端鑄件和高等級鋼的原料，如此，有利于回收利用提釩裝置所得的半鋼。含釩鐵水與氧氣反應的反應式主要有：2[V]+3[O]＝V2O3(7)[Fe]+[O]＝(FeO)(8)2[O]+[Si]＝(SiO2)(9)[C]+[O]＝CO(10)根據本實用新型的實施例，釩渣處理裝置1000具有釩渣入口1001和五氧化二釩出口1002，釩渣入口1001與釩渣出口904相連，且適于將釩渣進行釩渣處理，以便得到五氧化二釩。具體的，在釩渣處理裝置中，可將釩渣中的五氧化二釩提出，同時堿耗降低75％以上。根據本實用新型的一個實施例，釩渣處理裝置并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，釩渣處理裝置可以包括依次相連的第一焙燒裝置、水浸裝置和第二焙燒裝置。具體的，本領域技術人員可以根據實際需要對第一焙燒裝置、水浸裝置和第二焙燒裝置中的具體操作條件進行選擇。根據本實用新型實施例的石煤提釩的系統通過將石煤、鐵精礦和造渣劑分別送至石煤破磨裝置、鐵精礦破磨裝置和造渣劑破磨裝置進行破碎和磨細，有利于增加石煤、鐵精礦和造渣劑的比表面積；將上述所得的石煤顆粒、鐵精礦顆粒和造渣劑顆粒在粘結劑和水的作用下混合充分，得到混合物料，有利于增加石煤顆粒、鐵精礦顆粒和造渣劑顆粒的接觸面積；然后將上述混合物料進行成型，得到成型物料，可使得石煤顆粒、鐵精礦顆粒和造渣劑顆粒三者之間接觸充分；成型物料經干燥后，可脫除成型物料中的水分，同時可增加成型物料內的孔隙率，得到干燥物料，成型物料干燥的熱源來源于后續還原裝置的高溫煙氣，如此，有利于回收利用高溫煙氣的顯熱，顯著降低干燥裝置的能耗，從而降低整個石煤提釩系統的能耗；然后將上述干燥物料熱送至還原裝置中，干燥物料中的碳與干燥物料中的鐵氧化物和釩氧化物發生還原反應，得到還原物料和高溫煙氣，其中高溫煙氣送至干燥裝置中用于干燥裝置的熱源，而還原物料送至熔分裝置，在熔分裝置內，根據還原物料在還原裝置中的還原情況向熔分裝置中補加一定量的含碳物料，使得還原物料內的鐵氧化物和釩氧化物被碳充分還原，同時造渣劑與還原球團中硅鋁氧化物發生反應生成低熔點鹽，降低物料熔化溫度，節約能耗；造渣劑與還原劑中硫磷發生反應進入渣中，降低含釩鐵水硫磷含量，提高含釩鐵水品質，最終獲得含釩鐵水和爐渣；其中含釩鐵水進入提釩裝置，在氧氣的作用下發生氧化反應，得到半鋼和釩渣，半鋼可用于生產半鋼鑄件、作為高端鑄件和高等級鋼的原料，而釩渣經釩渣處理裝置后，可得到五氧化二釩。由此，該系統以石煤做還原劑還原鐵精礦和石煤中的鐵氧化物、釩氧化物以生產半鋼和提釩，綜合回收利用石煤中的碳、釩和鐵，使得釩渣中五氧化二釩的含量為石煤的10倍以上，含釩鐵水中的硫含量從2.5wt％以上降至0.1wt％，相比于現有技術，從石煤中獲得等量五氧化二釩的堿耗降低70％以上，能耗降低12％以上。為了方便理解，下面參考圖2對利用本實用新型上述實施例的石煤提釩的系統實施石煤提釩的方法進行詳細描述。根據本實用新型的實施例，該方法包括：S100：將石煤供給至石煤破磨裝置中進行破磨處理該步驟中，將石煤供給至石煤破磨裝置中進行破磨處理，以便得到石煤顆粒。發明人發現，將石煤在石煤破磨裝置中進行破碎和磨細處理后，得到石煤顆粒，可顯著增加石煤顆粒的比表面積。根據本實用新型的一個實施例，石煤顆粒的粒徑并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，石煤顆粒中的粒徑可以為小于100μm的占比70％以上。發明人發現，當石煤顆粒過大，會使得與鐵精礦顆粒接觸地不充分，造成石煤中碳與鐵氧化物反應速度慢，從而惡化動力學條件；然而石煤顆粒過細，壓塊成型物孔隙率低，傳熱慢，降低反應速度。S200：將鐵精礦供給至鐵精礦破磨裝置中進行破磨處理該步驟中，將鐵精礦供給至鐵精礦破磨裝置中進行破磨處理，以便得到鐵精礦顆粒。發明人發現，將鐵精礦在鐵精礦破磨裝置中進行破碎和磨細處理后，得到鐵精礦顆粒，可顯著增加鐵精礦顆粒的比表面積。根據本實用新型的一個實施例，鐵精礦顆粒的粒徑并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，鐵精礦顆粒中的粒徑可以為小于100μm的占比70％以上。發明人發現，當鐵精礦顆粒過大，與石煤顆粒接觸不充分，石煤中碳與鐵精礦中鐵氧化物反應速度慢，惡化動力學條件，鐵精礦顆粒過細，壓塊成型困難，并且成型物孔隙率低，傳熱慢，降低反應速度。S300：將造渣劑供給至造渣劑破磨裝置中進行破磨處理該步驟中，將造渣劑供給至造渣劑破磨裝置中進行破磨處理，以便得到造渣劑顆粒。發明人發現，將造渣劑在造渣劑破磨裝置中進行破碎和磨細處理后，得到造渣劑顆粒，可顯著增加造渣劑顆粒的比表面積。根據本實用新型的一個實施例，造渣劑顆粒的粒徑并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，造渣劑顆粒中的粒徑可以為小于100μm的占比80％以上。發明人發現，造渣劑顆粒過大，與石煤、鐵精礦表面積接觸不充分，使得造渣劑與石煤、鐵精礦中硫、磷、硅鋁氧化物的反應困難，從而降低反應速度；然而，造渣劑顆粒過細，成型物的孔隙率變小，造成傳熱慢，從而降低反應速度。根據本實用新型的再一個實施例，造渣劑的類型并不受特備限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，造渣劑可以選自生石灰、石灰石、白云石、氧化鎂和氧化鈣中的至少之一，優選白云石或石灰石。由此，有利于降低后續干燥球團在還原裝置內的熔化溫度，而且可以降低后續熔分裝置內含釩鐵水中硫、磷的含量，提高含釩鐵水的品位。S400：將石煤顆粒、鐵精礦顆粒、造渣劑顆粒、粘結劑和水供給至混合裝置中進行混合該步驟中，將石煤顆粒、鐵精礦顆粒、造渣劑顆粒、粘結劑和水供給至混合裝置中進行混合，以便得到混合物料。由此，有利于增加石煤顆粒、鐵精礦顆粒和造渣劑顆粒的接觸面積。根據本實用新型的一個實施例，石煤顆粒與鐵精礦顆粒、造渣劑顆粒、粘結劑、水的混合質量比并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，石煤顆粒與鐵精礦顆粒、造渣劑顆粒、粘結劑、水的混合質量比可以為100：(70～100)：(30～50)：(1～2)：(7～9)。發明人發現，當石煤比例過高，會造成碳過剩，浪費石煤碳資源；然而石煤比例過低，鐵氧化物反應不充分，造成鐵回收率低，同時含釩鐵水中釩含量低，增加釩資源回收成本；當粘結劑過高，增加生產能耗，然而粘結劑過低則降低壓塊成型物強度，倒運過程破損率高；水分過高或過低影響壓塊強度，過高時還增加烘干熱量，能耗增加。S500：將混合物料供給至成型裝置中進行成型處理該步驟中，將混合物料供給至成型裝置中進行成型處理，以便得到成型物料。由此，可使得石煤顆粒、鐵精礦顆粒和造渣劑顆粒三者之間充分接觸，提高后續干燥物料在還原裝置內的還原速率，同時混合物料經成型后可避免后續干燥物料在還原裝置內物料隨高溫煙氣而排出，減少原材料損失。根據本實用新型的一個實施例，成型物料的粒徑并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，成型物料的粒徑可以為15～20mm。發明人發現，若成型物料的粒徑過大，在成型物內傳熱速度慢，降低熱力學有反應條件，而粒徑過小，成型物之間透氣性差，傳熱速度降低，降低熱力學和動力學反應條件。S600：將成型物料供給至干燥裝置中進行干燥處理該步驟中，將成型物料供給至干燥裝置中進行干燥處理，以便得到水和干燥物料。由此，可脫除成型物料中的水分，同時可增加成型物料內的孔隙率，且成型物料干燥的熱源來源于后續還原裝置的高溫煙氣，如此，有利于回收利用高溫煙氣的顯熱，顯著降低干燥裝置的能耗，從而降低整個石煤提釩系統的能耗。根據本實用新型的一個實施例，干燥處理的條件并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，干燥處理的溫度可以為300攝氏度，干燥處理的時間可以為15～30min。由此，可以顯著提高所得干燥物料的干燥效率。S700：將干燥物料供給至還原裝置中進行還原處理該步驟中，將干燥物料供給至還原裝置中進行還原處理，以便得到高溫煙氣和還原物料，并將高溫煙氣返回S600中的干燥裝置。發明人發現，通過將干燥物料熱送至還原裝置中，干燥物料中的碳與干燥物料中的鐵氧化物和釩氧化物發生還原反應，得到還原物料和高溫煙氣，其中高溫煙氣送至干燥裝置中用于干燥裝置的熱源，而還原物料送至熔分裝置，干燥物料中的造渣劑可與干燥物料中的硅鋁氧化物反應，得到低熔點的硅酸鹽，從而降低干燥物料的熔化溫度，加快還原裝置內還原反應的速率，進而降低還原裝置的能耗，同時，干燥物料內的造渣劑還可以和干燥物料內的硫、磷有害雜質發生反應，降低所得還原球團內硫、磷的含量，進而減少后續熔分裝置內硫、磷對含釩鐵水富集釩渣的干擾。干燥物料中的碳與自身中的鐵氧化物和釩氧化物發生還原反應的反應式主要有：C+Fe2O3＝2FeO+CO(1)C+FeO＝Fe+CO(2)2C+V2O5＝V2O3+2CO(3)具體的，將干燥后的干燥物料熱送至還原裝置中，先經過預熱段，預熱4-6min，預熱段的溫度可以為900-1000攝氏度，然后進入還原段，還原5-8min，還原段的溫度可以為1100-1300攝氏度，最后進入冷卻段，冷卻段的溫度可以為800-900攝氏度，然后將所得的還原物料熱送至熔分裝置中。需要說明的是，還原裝置并不受特別限制，例如可以為轉底爐。S800：將還原物料和含碳物料供給至熔分裝置中進行熔分處理該步驟中，將還原物料和含碳物料供給至熔分裝置中進行熔分處理，以便得到含釩鐵水和爐渣。發明人發現，在熔分裝置內，根據還原物料在還原裝置中的還原情況向熔分裝置中補加一定量的含碳物料，有利于還原物料內的鐵氧化物和釩氧化物被碳充分還原，獲得含釩鐵水和爐渣。在熔分裝置內發生的反應主要有：[C]+(FeO)＝[Fe]+CO(4)[C]+(V2O3)＝2(VO)+CO(5)C+[VO]＝[V]+CO(6)具體的，將溫度為800-900攝氏度還原物料熱送至熔分裝置，熔分裝置的溫度可以為1500-1650攝氏度，在熔分裝置內，根據還原物料在還原裝置中鐵氧化物和釩氧化物的還原情況以及還原物料中剩余的碳含量向熔分裝置中補加還原物料1.5wt％-5wt％含碳物料，熔清后保溫20-45min，使得還原物料中鐵氧化物和釩氧化物充分還原，得到含釩鐵水和爐渣。根據本實用新型的再一個實施例，含碳物料的類型并不受特別限制，本領域的技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，含碳物料可以選自焦丁、蘭炭、粒煤和焦炭中的至少之一。由此，可在保證提釩效果的同時降低石煤提釩系統的原材料成本。根據本實用新型的又一個實施例，含碳物料與還原物料的質量比可以為(0.3～1)：20。發明人發現，若含碳物料含量過高，造成碳資源浪費，同時促進硅還原進含釩鐵水，降低含釩鐵水品質，而含碳物料含量過低，鐵氧化物、釩氧化物等有益元素還原不充分，導致鐵、釩資源浪費。S900：將含釩鐵水和氧氣供給至提釩裝置中進行提釩處理該步驟中，將含釩鐵水和氧氣供給至提釩裝置中進行提釩處理，以便得到釩渣和半鋼。具體的，在提釩裝置中，提釩溫度控制在1320-1480攝氏度，吹氧5-8min，含釩鐵水在氧氣的作用下可得到含五氧化二釩15wt％以上的釩渣，是石煤中五氧化二釩含量的十倍以上，達到富集釩的目的，所得的半鋼可用于生產半鋼鑄件、作為高端鑄件和高等級鋼的原料，如此，有利于回收利用提釩裝置所得的半鋼。含釩鐵水與氧氣反應的反應式主要有：2[V]+3[O]＝V2O3(7)[Fe]+[O]＝(FeO)(8)2[O]+[Si]＝(SiO2)(9)[C]+[O]＝CO(10)S1000：將釩渣供給至釩渣處理裝置中進行釩渣處理該步驟中，將釩渣供給至釩渣處理裝置中進行釩渣處理，以便得到五氧化二釩。發明人發現，在釩渣處理裝置中，可將釩渣中的五氧化二釩提出，同時堿耗降低75％以上。根據本實用新型的一個實施例，釩渣處理并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的一個具體實施例，釩渣處理可以依次包括第一焙燒處理、水浸處理和第二焙燒處理。具體的，本領域技術人員可以根據實際需要對第一焙燒裝置、水浸裝置和第二焙燒裝置中的具體操作條件進行選擇。根據本實用新型實施例的石煤提釩的系統實施石煤提釩的方法通過將石煤、鐵精礦和造渣劑分別送至石煤破磨裝置、鐵精礦破磨裝置和造渣劑破磨裝置進行破碎和磨細，有利于增加石煤、鐵精礦和造渣劑的比表面積；將上述所得的石煤顆粒、鐵精礦顆粒和造渣劑顆粒在粘結劑和水的作用下混合充分，得到混合物料，有利于增加石煤顆粒、鐵精礦顆粒和造渣劑顆粒的接觸面積；然后將上述混合物料進行成型，得到成型物料，可使得石煤顆粒、鐵精礦顆粒和造渣劑顆粒三者之間接觸充分；成型物料經干燥后，可脫除成型物料中的水分，同時可增加成型物料內的孔隙率，得到干燥物料，成型物料干燥的熱源來源于后續還原裝置的高溫煙氣，如此，有利于回收利用高溫煙氣的顯熱，顯著降低干燥裝置的能耗，從而降低整個石煤提釩系統的能耗；然后將上述干燥物料熱送至還原裝置中，干燥物料中的碳與干燥物料中的鐵氧化物和釩氧化物發生還原反應，得到還原物料和高溫煙氣，其中高溫煙氣送至干燥裝置中用于干燥裝置的熱源，而還原物料送至熔分裝置，在熔分裝置內，根據還原物料在還原裝置中的還原情況向熔分裝置中補加一定量的含碳物料，使得還原物料內的鐵氧化物和釩氧化物被碳充分還原，同時造渣劑與還原球團中硅鋁氧化物發生反應生成低熔點鹽，降低物料熔化溫度，節約能耗；造渣劑與還原劑中硫磷發生反應進入渣中，降低含釩鐵水硫磷含量，提高含釩鐵水品質，最終獲得含釩鐵水和爐渣；其中含釩鐵水進入提釩裝置，在氧氣的作用下發生氧化反應，得到半鋼和釩渣，半鋼可用于生產半鋼鑄件、作為高端鑄件和高等級鋼的原料，而釩渣經釩渣處理裝置后，可得到五氧化二釩。由此，該方法以石煤做還原劑還原鐵精礦和石煤中的鐵氧化物、釩氧化物以生產半鋼和提釩，綜合回收利用石煤中的碳、釩和鐵，使得釩渣中五氧化二釩的含量為石煤的10倍以上，含釩鐵水中的硫含量從2.5wt％以上降至0.1wt％，相比于現有技術，從石煤中獲得等量五氧化二釩的堿耗降低70％以上，能耗降低12％以上。下面參考具體實施例，對本實用新型進行描述，需要說明的是，這些實施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本實用新型。實施例1參考圖3，將石煤(石煤的主要成分及各成分的含量見表1)破磨為小于100μm的占比85％的石煤顆粒，鐵精礦(鐵精礦的主要成分及各成分的含量見表2)破磨為小于100μm的占比80％的鐵精礦顆粒，造渣劑破磨為小于100μm的占比85％的造渣劑顆粒，將上述石煤顆粒與上述鐵精礦顆粒、上述造渣劑顆粒、粘結劑(膨潤土)、水按照質量比100：100：35：1.5：9至于混合裝置(混料機)進行混合，待混合均勻后送至成型裝置中進行壓制成球或塊，得到粒徑為15-20mm的成型物料。將上述成型物料送入溫度為300攝氏度的干燥裝置中進行干燥，干燥時間為15min，去掉成型物料中的水分，得到干燥物料，干燥處理的熱源來源于后續還原裝置(轉底爐)所得的高溫煙氣。然后將上述干燥物料熱送至還原裝置(轉底爐)的預熱段，預熱段的溫度為900-1050攝氏度，預熱時間為6min，接著進入還原裝置(轉底爐)的還原段，還原段的溫度為1250攝氏度，還原時間為7min，最后進入還原裝置(轉底爐)的冷卻段，冷卻段的溫度為800-900攝氏度。還原裝置(轉底爐)內干燥物料中的碳與自身中的鐵氧化物和釩氧化物發生還原反應的反應式主要有：C+Fe2O3＝2FeO+CO(1)C+FeO＝Fe+CO(2)2C+V2O5＝V2O3+2CO(3)反應得到還原物料，然后將還原物料熱送至熔分裝置(熔分爐)中，在熔分裝置(熔分爐)內加熱到1600攝氏度，并根據還原物料在還原裝置中鐵氧化物和釩氧化物的還原情況以及還原物料中剩余的碳含量向熔分裝置中補加還原物料的3wt％含碳物料(焦丁)，熔清后保溫28min，使得還原物料中鐵氧化物和釩氧化物充分還原，得到含釩鐵水(含釩鐵水的主要成分及各成分的含量見表3)和爐渣，含釩鐵水的產率為658.3kg每噸石煤。在熔分裝置內發生的反應主要有：[C]+(FeO)＝[Fe]+CO(4)[C]+(V2O3)＝2(VO)+CO(5)C+[VO]＝[V]+CO(6)然后將含釩鐵水出爐送入鐵水包，鐵水包再倒運至提釩裝置進行提釩，提釩溫度控制在1440攝氏度，氧化球團冷卻劑(其TFe含量高于60wt％，SiO2含量為2～6wt％，CaO含量低于0.6wt％，S含量低于0.06wt％，P含量低于0.09wt％，H2O含量低于1.0wt％，并且該球團冷卻劑平均粒度為5～50mm，其中低于5mm的比例低于5wt％，該球團的2m落下粉碎率低于5wt％)的加入量為80kg每噸含釩鐵水，吹氧6min，含釩鐵水在氧氣的作用下可得到含五氧化二釩21.374wt％的釩渣(釩渣的主要成分及各成分的含量見表4)，是石煤中五氧化二釩含量的14.39倍，達到富集釩的目的，釩渣的產率為83.45kg每噸含釩鐵水或54.94kg每噸石煤，所得的半鋼可用于生產半鋼鑄件、作為高端鑄件和高等級鋼的原料，如此，有利于回收利用提釩裝置所得的半鋼。含釩鐵水與氧氣反應的反應式主要有：(Fe2O3)+[V]＝(FeO)+(V2O3)2[V]+3[O]＝V2O3(7)[Fe]+[O]＝(FeO)(8)2[O]+[Si]＝(SiO2)(9)[C]+[O]＝CO(10)最后將上述所得釩渣進行釩渣處理，釩渣處理依次包括第一焙燒處理、水浸處理和第二焙燒處理，如此，可將釩渣中的五氧化二釩提出，同時堿耗降低81％。綜上，該系統和方法以石煤做還原劑還原鐵精礦和石煤中的鐵氧化物、釩氧化物以生產半鋼和提釩，綜合回收利用石煤中的碳、釩和鐵，使得釩渣中五氧化二釩的含量為石煤的14.39倍，含釩鐵水中的硫含量從2.5wt％以上降至0.1wt％，相比于現有技術，從石煤中獲得等量五氧化二釩的堿耗降低81％，能耗降低14.47％。表1石煤的主要成分及個成分的含量(wt％)V2O5FeMgOSiO2SCaOPAl2O3C∑1.4856.8046.9648.61.7688.340.36511.6525100表2鐵精粉的主要成分及個成分的含量(wt％)Fe2O3TFeMgOSiO2SCaOAl2O3FeO∑52.86583.508.020.0384.173.0027100表3含釩鐵水的主要成分及個成分的含量(wt％)VSiCSP1.0750.682.080.0890.048表4釩渣的主要成分及個成分的含量(wt％)V2O5SiO2TFeCaO21.37429.3833.938.45實施例2參考圖3，將石煤(石煤的主要成分及各成分的含量見表1)破磨為小于100μm的占比95％的石煤顆粒，鐵精礦(鐵精礦的主要成分及各成分的含量見表2)破磨為小于100μm的占比95％的鐵精礦顆粒，造渣劑破磨為小于100μm的占比90％的造渣劑顆粒，將上述石煤顆粒與上述鐵精礦顆粒、上述造渣劑顆粒、粘結劑(膨潤土)、水按照質量比100：80：50：2：8.5至于混合裝置(混料機)進行混合，待混合均勻后送至成型裝置中進行壓制成球或塊，得到粒徑為15-20mm的成型物料。將上述成型物料送入溫度為300攝氏度的干燥裝置中進行干燥，干燥時間為19min，去掉成型物料中的水分，得到干燥物料，干燥處理的熱源來源于后續還原裝置(轉底爐)所得的高溫煙氣。然后將上述干燥物料熱送至還原裝置(轉底爐)的預熱段，預熱段的溫度為900-1100攝氏度，預熱時間為5min，接著進入還原裝置(轉底爐)的還原段，還原段的溫度為1100-1300攝氏度，還原時間為6min，最后進入還原裝置(轉底爐)的冷卻段，冷卻段的溫度為800-900攝氏度。還原裝置(轉底爐)內干燥物料中的碳與自身中的鐵氧化物和釩氧化物發生還原反應的反應式主要有：C+Fe2O3＝2FeO+CO(1)C+FeO＝Fe+CO(2)2C+V2O5＝V2O3+2CO(3)反應得到還原物料，然后將還原物料熱送至熔分裝置(熔分爐)中，在熔分裝置(熔分爐)內加熱到1550攝氏度，并根據還原物料在還原裝置中鐵氧化物和釩氧化物的還原情況以及還原物料中剩余的碳含量向熔分裝置中補加還原物料1.5wt％含碳物料(焦丁)，熔清后保溫36min，使得還原物料中鐵氧化物和釩氧化物充分還原，得到含釩鐵水(含釩鐵水的主要成分及各成分的含量見表5)和爐渣，含釩鐵水的產率為543.5kg每噸石煤。在熔分裝置內發生的反應主要有：[C]+(FeO)＝[Fe]+CO(4)[C]+(V2O3)＝2(VO)+CO(5)C+[VO]＝[V]+CO(6)然后將含釩鐵水出爐送入鐵水包，鐵水包再倒運至提釩裝置進行提釩，提釩溫度控制在1420攝氏度，氧化球團冷卻劑(其TFe含量高于60wt％，SiO2含量為2～6wt％，CaO含量低于0.6wt％，S含量低于0.06wt％，P含量低于0.09wt％，H2O含量低于1.0wt％，并且該球團冷卻劑平均粒度為5～50mm，其中低于5mm的比例低于5wt％，該球團的2m落下粉碎率低于5wt％)的加入量為90kg每噸含釩鐵水，吹氧6min，含釩鐵水在氧氣的作用下可得到含五氧化二釩22.69wt％的釩渣(釩渣的主要成分及各成分的含量見表6)，是石煤中五氧化二釩含量的15倍以上，達到富集釩的目的，釩渣的產率為95.22kg每噸含釩鐵水或51.75kg每噸石煤，所得的半鋼可用于生產半鋼鑄件、作為高端鑄件和高等級鋼的原料，如此，有利于回收利用提釩裝置所得的半鋼。含釩鐵水與氧反應的反應式主要有：(Fe2O3)+[V]＝(FeO)+(V2O3)2[V]+3[O]＝V2O3(7)[Fe]+[O]＝(FeO)(8)2[O]+[Si]＝(SiO2)(9)[C]+[O]＝CO(10)最后將上述所得釩渣進行釩渣處理，釩渣處理依次包括第一焙燒處理、水浸處理和第二焙燒處理，如此，可將釩渣中的五氧化二釩提出，同時堿耗降低85％。綜上，該系統和方法以石煤做還原劑還原鐵精礦和石煤中的鐵氧化物、釩氧化物以生產半鋼和提釩，綜合回收利用石煤中的碳、釩和鐵，使得釩渣中五氧化二釩的含量為石煤的15倍以上，含釩鐵水中的硫含量從2.5wt％以上降至0.1wt％，相比于現有技術，從石煤中獲得等量五氧化二釩的堿耗降低85％，能耗降低13.21％。表5含釩鐵水的主要成分及個成分的含量(wt％)VSiCSP1.3020.683.520.160.031表6釩渣的主要成分及個成分的含量(wt％)V2O5SiO2TFeCaO22.6930.2433.935.55在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。當前第1頁1 2 3