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，該系統采用石煤中的碳作為燃料和還原劑加熱還原石煤中鐵、釩氧化物，綜合回收鐵、釩有價金屬，同時造渣劑可降低含釩鐵水中有害雜質硫、磷的含量，所得釩渣中五氧化二釩的含量是石煤中五氧化二釩含量的十倍以上，堿耗降低75％以上，且石煤鐵氧化物、釩氧化物還原母液可以循環使用，降低石煤提釩生產成本及能源消耗10％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：石煤預處理單元，所述石煤預處理單元具有石煤入口、煙氣出口和干燥石煤顆粒出口；造渣劑預處理單元，所述造渣劑預處理單元具有造渣劑入口、水出口和干燥造渣劑顆粒出口；鐵浴爐，所述鐵浴爐具有含鐵物料入口、干燥石煤顆粒入口、干燥造渣劑顆粒入口、含釩鐵水出口和高溫煙氣出口，所述干燥石煤顆粒入口與所述干燥石煤顆粒出口相連，所述干燥造渣劑顆粒入口與所述干燥造渣劑顆粒出口相連，所述高溫煙氣出口與所述石煤預處理單元、所述造渣劑預處理單元中的至少之一相連；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，所述半鋼出口與所述含鐵物料入口相連；釩渣處理單元，所述釩渣處理單元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、造渣劑分別在石煤預處理單元和造渣劑預處理單元中進行預處理，可將石煤和造渣劑中的水及其他易揮發雜質去掉，得到干燥石煤顆粒和干燥造渣劑顆粒，如此，有利于提高后續釩渣中五氧化二釩的含量；在鐵浴爐中，干燥造渣劑顆粒與干燥石煤顆粒中的硅鋁氧化物反應，得到低熔點的硅酸鹽，從而降低干燥石煤顆粒的熔化溫度，降低鐵浴爐的能耗，在鐵浴爐內干燥造渣劑顆粒可以分解出石灰，石灰可與干燥石煤顆粒、干燥造渣劑顆粒和含鐵物料的混合熔液中的硫、磷發生化學反應，從而降低混合熔液中硫、磷的含量，減少混合熔液中硫、磷對含釩鐵水富集釩渣的干擾，與此同時，鐵浴爐內的干燥石煤顆粒在高溫下迅速熔化，期間干燥石煤顆粒中的碳與自身中的鐵氧化物和釩氧化物發生還原反應，將三氧化二鐵還原為氧化亞鐵、氧化亞鐵還原為鐵、五氧化二釩還原為三氧化二釩，同時干燥石煤顆粒中的碳與熔融后的含鐵物料發生滲碳反應，生成飽和碳，該飽和碳釋放到混合熔液中，與混合熔液中的鐵氧化物、釩氧化物發生還原反應，被充分還原后的釩進入混合熔液中，從而得到含釩鐵水。從鐵浴爐得到的高溫煙氣可用于石煤預處理單元和造渣劑預處理單元中的至少之一對石煤、造渣劑進行干燥和預熱處理，由此有利于降低石煤預處理單元和造渣劑預處理單元的能耗，提高系統的經濟性；在提釩裝置中，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10倍以上，達到富集釩的目的，所得的半鋼可返回至鐵浴爐中熔化，用作干燥石煤顆粒熔化時其內的鐵氧化物和釩氧化物熔融還原的母液，如此，有利于循環利用提釩裝置所得的半鋼，且可顯著減少鐵浴爐中含鐵物料的加入量，減少鐵浴爐的能耗，進一步提高系統的經濟性；在釩渣處理單元中，可將釩渣中的五氧化二釩提出，同時堿耗降低75％以上。整個石煤提釩系統的生產成本及能源消耗降低10％以上。另外，根據本實用新型上述實施例的石煤提釩的系統，還可以具有如下附加的技術特征：任選的，所述石煤預處理單元包括依次相連的破碎裝置、干燥裝置和預熱裝置。由此，有利于去除石煤中的水分和雜質，同時加快后續鐵浴爐中干燥石煤顆粒的熔化速度，從而提高鐵浴爐中的反應速度。任選的，所述造渣劑預處理單元包括依次相連的破碎裝置、干燥裝置和預熱裝置。由此，有利于去除造渣劑中的水分和雜質，同時加快后續鐵浴爐中干燥造渣劑顆粒的熔化速度，從而提高鐵浴爐中的反應速度。任選的，所述釩渣處理單元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，有利于得到五氧化二釩。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：石煤預處理單元100、造渣劑預處理單元200、鐵浴爐300、提釩裝置400和釩渣處理單元500。根據本實用新型的實施例，石煤預處理單元100具有石煤入口101、煙氣出口102和干燥石煤顆粒出口103，且適于將石煤進行預處理，以便得到煙氣和干燥石煤顆粒。具體的，通過將石煤進行預處理，可將石煤中的結晶水、自由水及其他易揮發雜質去掉，得到干燥石煤顆粒，如此，有利于提高后續釩渣中五氧化二釩的含量。根據本實用新型的一個實施例，石煤預處理單元可以包括依次相連的破碎裝置、干燥裝置和預熱裝置。具體的，將石煤進行破碎有利于提高后續對石煤進行干燥和預熱處理的效率，同時加快干燥石煤顆粒在鐵浴爐中的熔化速率；石煤經干燥和預熱后，可以除去石煤中的結晶水、自由水和其他亦揮發雜質，得到溫度為300攝氏度以上的干燥石煤顆粒，如此，有利于減少向鐵浴爐中帶入雜質的量，從而提高后續所得釩渣中五氧化二釩的含量，同時因干燥石煤顆粒經預熱后有一定溫度，可減少鐵浴爐的能耗，從而提高整個系統的經濟性。根據本實用新型的再一個實施例，干燥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，干燥石煤顆粒中的粒徑可以為5～15mm的占比80％以上。發明人發現，若顆粒太細，影響生產透氣性，傳熱慢；而若顆粒太粗，熱量從外傳入顆粒內部的速度慢，生產效率低。由此，采用本申請粒徑范圍的客流可以顯著提高生產率，縮短冶煉時間，降低能耗。根據本實用新型的實施例，造渣劑預處理單元200具有造渣劑入口201、水出口202和干燥造渣劑顆粒出口203，且適于將造渣劑進行預處理，以便得到水和干燥造渣劑顆粒。具體的，通過將造渣劑進行預處理，可將造渣劑中的結晶水和自由水去掉，得到干燥造渣劑顆粒，如此，可減少造渣劑帶入鐵浴爐內的雜質含量，從而提高后續釩渣中五氧化二釩的含量。根據本實用新型的一個實施例，造渣劑預處理單元可以包括依次相連的破碎裝置、干燥裝置和預熱裝置。具體的，將造渣劑進行破碎有利于提高后續對造渣劑進行干燥和預熱處理的效率，同時加快干燥造渣劑顆粒在鐵浴爐中的熔化速率；造渣劑經干燥和預熱后，可以除去造渣劑中的結晶水和自由水，得到溫度為300攝氏度以上的干燥造渣劑顆粒，如此，有利于減少向鐵浴爐中帶入雜質的量，從而提高后續所得釩渣中五氧化二釩的含量，同時因干燥造渣劑顆粒經預熱后有一定溫度，可減少鐵浴爐的能耗，從而提高整個系統的經濟性。根據本實用新型的再一個實施例，干燥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，干燥造渣劑顆粒中的粒徑可以為6～15mm的占比80％以上，3～5mm的占比15％以上，小于3mm的占比5％以下。發明人發現，干燥造渣劑顆粒的粒徑過大或過小都不利于節能環保的生產要求，粒徑過大，則傳熱速度慢，熔化困難；粒徑過小，則生產過程隨煙塵排放量大，除塵強度大，造渣劑浪費量大。根據本實用新型的實施例，鐵浴爐300具有含鐵物料入口301、干燥石煤顆粒入口302、干燥造渣劑顆粒入口303、含釩鐵水出口304和高溫煙氣出口305，干燥石煤顆粒入口302與干燥石煤顆粒出口103相連，干燥造渣劑顆粒入口303與干燥造渣劑顆粒出口203相連，高溫煙氣出口305與石煤預處理單元100和造渣劑預處理單元200中的至少之一相連，且適于將含鐵物料、干燥石煤顆粒和干燥造渣劑顆粒進行熔融處理，以便得到含釩鐵水和高溫煙氣，并將高溫煙氣返回至上述石煤預處理單元和上述造渣劑預處理單元中的至少之一中。具體的，在鐵浴爐中，待含鐵物料熔化升溫到不小于1450攝氏度時，將干燥石煤顆粒和干燥造渣劑顆粒加入鐵浴爐內，干燥造渣劑顆粒與干燥石煤顆粒中的硅鋁氧化物反應，得到低熔點的硅酸鹽，從而降低干燥石煤顆粒的熔化溫度，降低鐵浴爐的能耗，在鐵浴爐內干燥造渣劑顆粒可以分解出石灰，石灰可與干燥石煤顆粒、干燥造渣劑顆粒和含鐵物料的混合熔液中的硫、磷發生化學反應，從而降低混合熔液中硫、磷的含量，減少混合熔液中硫、磷對含釩鐵水富集釩渣的干擾，與此同時，鐵浴爐內的干燥石煤顆粒在高溫下迅速熔化，期間干燥石煤顆粒中的碳與自身中的鐵氧化物和釩氧化物發生還原反應，將三氧化二鐵還原為氧化亞鐵、氧化亞鐵還原為鐵、五氧化二釩還原為三氧化二釩，同時干燥石煤顆粒中的碳與熔融后的含鐵物料發生滲碳反應，生成飽和碳，該飽和碳釋放到熔融后的含鐵物料和干燥石煤顆粒的混合熔液中，與其中的鐵氧化物、釩氧化物發生還原反應，被充分還原后的釩進入混合熔液中得到含釩鐵水。當干燥石煤顆粒在1500-1600攝氏度下完全熔清后，保溫30-60min。從鐵浴爐得到的高溫煙氣可用于石煤預處理單元和造渣劑預處理單元中的至少之一對石煤和/或造渣劑進行干燥和預熱處理，有利于降低石煤預處理單元和/或造渣劑預處理單元的能耗，提高系統的經濟性。干燥石煤顆粒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＝FeO+CO(1)C+FeO＝Fe+CO(2)C+V2O5＝V2O3+CO(3)干燥石煤顆粒中的碳與熔融后的含鐵物料發生滲碳反應，生成飽和碳，該飽和碳釋放到熔融后的含鐵物料和干燥石煤顆粒的混合熔液中，與其中的鐵氧化物、釩氧化物發生還原反應的反應式主要有：[C]+[Fe]＝[Fe3C](4)[C]+(FeO)＝[Fe]+CO(5)[C]+(V2O3)＝(VO)+CO(6)C+[VO]＝[V]+CO(7)[C]+(SiO2)＝[Si]+CO(8)根據本實用新型的一個實施例，干燥石煤顆粒與含鐵物料、干燥造渣劑顆粒的重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，干燥石煤顆粒與含鐵物料、干燥造渣劑顆粒的重量比為1：(1～2)：(0.5～1)。發明人發現，當干燥石煤顆粒配比太低時，含鐵物料過高，含釩鐵水中釩含量低，提釩成本增加；而當干燥石煤顆粒配比過高時，則碳資源過量，造成碳資源浪費，且干燥石煤顆粒的熔化速度降低，釩氧化物反應速度降低，最終導致生產效率降低。當干燥造渣劑顆粒的配比過高時，增加生產成本，而當干燥造渣劑顆粒配比過低時，難以起到造渣及降低爐渣熔點的作用，熔化需要的熱量升高。根據本實用新型的實施例，提釩裝置400具有含釩鐵水入口401、氧氣入口402、半鋼出口403和釩渣出口404，含釩鐵水入口401與含釩鐵水出口304相連，半鋼出口403與含鐵物料入口301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，并將半鋼返回上述鐵浴爐中。具體的，在提釩裝置中，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，所得的半鋼可返回至鐵浴爐中熔化，用作干燥石煤顆粒熔化時其內的鐵氧化物和釩氧化物熔融還原的母液，如此，有利于循環利用提釩裝置所得的半鋼，且可顯著減少鐵浴爐中含鐵物料的加入量，減少鐵浴爐的能耗，進一步提高系統的經濟性。含釩鐵水與氧氣反應的反應式主要有：[V]+[O]＝V2O3(9)[Fe]+[O]＝(FeO)(10)[O]+[Si]＝(SiO2)(11)[C]+[O]＝CO(12)根據本實用新型的一個實施例，提釩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，提釩處理的溫度可以為1320～1420攝氏度，吹氧時間可以為5～8min。發明人發現，若提釩處理的溫度過高，爐渣將變稀，不利于渣鐵分離，而若提釩處理的溫度過低，則反應速度變慢，滿足不了生產要求，生產效率低下；當吹氧時間過短時，釩還原不完全，導致釩資源浪費；而當吹氧時間過長時，金屬鐵氧化成氧化亞鐵的量增加，鐵進入釩渣的量增加，導致鐵資源浪費，也使得釩渣中五氧化二釩的含量降低，進而導致釩渣生產單位五氧化二釩的成本增加。根據本實用新型的實施例，釩渣處理單元500具有釩渣入口501和五氧化二釩出口502，釩渣入口501與釩渣出口404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，在釩渣處理單元中，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，釩渣處理單元并不受特別限制，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，釩渣處理單元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，焙燒溫度750-900攝氏度，時間1-2h，焙燒溫度過高或時間過長時，部分釩易生成不能浸出的復雜物相，同時增加能源消耗；而焙燒溫度過低或時間過短時，五氧化二釩轉化成釩酸鈉不完全，導致釩回收率低；焙燒后將釩渣細磨到60-100目，粒度過粗，釩難以浸出，過細，則細磨成本增加，難以經濟的生產。將細磨后的釩渣與水混合，固液比1：(2-5)，加熱至70-95攝氏度攪拌浸出，釩以不溶于水的水合物形式存在，過濾得到固體水合釩。釩渣與會混合時，若固液比過低，釩進液體速度低，浸出率低，導致釩回收率低；而若固液比過大，水耗增加，導致水資源浪費。水浸時，若溫度過高，水會以水蒸氣的形式揮發，造成水耗增加，而若溫度過低，則水浸反應熱力學條件差，釩水浸率低，釩回收率低。上述所得的水合釩在焙燒爐去水獲得產品五氧化二釩。根據本實用新型實施例的石煤提釩的系統通過將石煤、造渣劑分別在石煤預處理單元和造渣劑預處理單元中進行預處理，可將石煤和造渣劑中的水及其他易揮發雜質去掉，得到干燥石煤顆粒和干燥造渣劑顆粒，如此，有利于提高后續釩渣中五氧化二釩的含量；在鐵浴爐中，干燥造渣劑顆粒與干燥石煤顆粒中的硅鋁氧化物反應，得到低熔點的硅酸鹽，從而降低干燥石煤顆粒的熔化溫度，降低鐵浴爐的能耗，在鐵浴爐內干燥造渣劑顆粒可以分解出石灰，石灰可與干燥石煤顆粒、干燥造渣劑顆粒和含鐵物料的混合熔液中的硫、磷發生化學反應，從而降低混合熔液中硫、磷的含量，減少混合熔液中硫、磷對含釩鐵水富集釩渣的干擾，與此同時，鐵浴爐內的干燥石煤顆粒在高溫下迅速熔化，期間干燥石煤顆粒中的碳與自身中的鐵氧化物和釩氧化物發生還原反應，將三氧化二鐵還原為氧化亞鐵、氧化亞鐵還原為鐵、五氧化二釩還原為三氧化二釩，同時干燥石煤顆粒中的碳與熔融后的含鐵物料發生滲碳反應，生成飽和碳，該飽和碳釋放到混合熔液中，與混合熔液中的鐵氧化物、釩氧化物發生還原反應，被充分還原后的釩進入混合熔液中，從而得到含釩鐵水。從鐵浴爐得到的高溫煙氣可用于石煤預處理單元和造渣劑預處理單元中的至少之一對石煤、造渣劑進行干燥和預熱處理，由此有利于降低石煤預處理單元和造渣劑預處理單元的能耗，提高系統的經濟性；在提釩裝置中，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10倍以上，達到富集釩的目的，所得的半鋼可返回至鐵浴爐中熔化，用作干燥石煤顆粒熔化時其內的鐵氧化物和釩氧化物熔融還原的母液，如此，有利于循環利用提釩裝置所得的半鋼，且可顯著減少鐵浴爐中含鐵物料的加入量，減少鐵浴爐的能耗，進一步提高系統的經濟性；在釩渣處理單元中，可將釩渣中的五氧化二釩提出，同時堿耗降低75％以上。整個石煤提釩系統的生產成本及能源消耗降低10％以上。為了方便理解，下面參考圖2對利用上述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：將石煤供給至石煤預處理單元中進行預處理該步驟中，將石煤供給至石煤預處理單元中進行預處理，以便得到煙氣和干燥石煤顆粒。發明人發現，通過將石煤進行預處理，可將石煤中的結晶水、自由水及其他易揮發雜質去掉，得到干燥石煤顆粒，如此，有利于提高后續釩渣中五氧化二釩的含量。根據本實用新型的一個實施例，石煤預處理依次包括破碎、干燥和預熱處理。具體的，將石煤進行破碎有利于提高后續對石煤進行干燥和預熱處理的效率，同時加快干燥石煤顆粒在鐵浴爐中的熔化速率；石煤經干燥和預熱后，可以除去石煤中的結晶水、自由水和其他亦揮發雜質，得到溫度為300攝氏度以上的干燥石煤顆粒，如此，有利于減少向鐵浴爐中帶入雜質的量，從而提高后續所得釩渣中五氧化二釩的含量，同時因干燥石煤顆粒經預熱后有一定溫度，可減少鐵浴爐的能耗，從而提高整個系統的經濟性。根據本實用新型的再一個實施例，干燥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，干燥石煤顆粒中的粒徑可以為5～15mm的占比80％以上。發明人發現，若顆粒太細，影響生產透氣性，傳熱慢；而若顆粒太粗，熱量從外傳入顆粒內部的速度慢，生產效率低。由此，采用本申請粒徑范圍的顆粒可以顯著提高生產率，縮短冶煉時間，降低能耗。S200：將造渣劑供給至造渣劑預處理單元中進行預處理該步驟中，將造渣劑供給至造渣劑預處理單元中進行預處理，以便得到水和干燥造渣劑顆粒。具體的，通過將造渣劑進行預處理，可將造渣劑中的結晶水和自由水去掉，得到干燥造渣劑顆粒，如此，可減少造渣劑帶入鐵浴爐內的雜質含量，從而提高后續釩渣中五氧化二釩的含量。根據本實用新型的一個實施例，造渣劑預處理依次包括破碎、干燥和預熱。具體的，將造渣劑進行破碎有利于提高后續對造渣劑進行干燥和預熱處理的效率，同時加快干燥造渣劑顆粒在鐵浴爐中的熔化速率；造渣劑經干燥和預熱后，可以除去造渣劑中的結晶水和自由水，得到溫度為300攝氏度以上的干燥造渣劑顆粒，如此，有利于減少向鐵浴爐中帶入雜質的量，從而提高后續所得釩渣中五氧化二釩的含量，同時因干燥造渣劑顆粒經預熱后有一定溫度，可減少鐵浴爐的能耗，從而提高整個系統的經濟性。根據本實用新型的再一個實施例，干燥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，干燥造渣劑顆粒中的粒徑可以為6～15mm的占比80％以上，3～5mm的占比15％以上，小于3mm的占比5％以下。發明人發現，干燥造渣劑顆粒的粒徑過大或過小都不利于節能環保的生產要求，粒徑過大，則傳熱速度慢，熔化困難；粒徑過小，則生產過程隨煙塵排放量大，除塵強度大，造渣劑浪費量大。S300：將含鐵物料、干燥石煤顆粒和干燥造渣劑顆粒供給至鐵浴爐中進行熔融處理該步驟中，將含鐵物料、干燥石煤顆粒和干燥造渣劑顆粒供給至鐵浴爐中進行熔融處理，以便得到含釩鐵水和高溫煙氣，并將高溫煙氣返回至上述石煤預處理單元和上述造渣劑預處理單元中的至少之一中。具體的，在鐵浴爐中，待含鐵物料熔化升溫到不小于1450攝氏度時，將干燥石煤顆粒和干燥造渣劑顆粒加入鐵浴爐內，干燥造渣劑顆粒與干燥石煤顆粒中的硅鋁氧化物反應，得到低熔點的硅酸鹽，從而降低干燥石煤顆粒的熔化溫度，降低鐵浴爐的能耗，在鐵浴爐內干燥造渣劑顆粒可以分解出石灰，石灰可與干燥石煤顆粒、干燥造渣劑顆粒和含鐵物料的混合熔液中的硫、磷發生化學反應，從而降低混合熔液中硫、磷的含量，減少混合熔液中硫、磷對含釩鐵水富集釩渣的干擾，與此同時，鐵浴爐內的干燥石煤顆粒在高溫下迅速熔化，期間干燥石煤顆粒中的碳與自身中的鐵氧化物和釩氧化物發生還原反應，將三氧化二鐵還原為氧化亞鐵、氧化亞鐵還原為鐵、五氧化二釩還原為三氧化二釩，同時干燥石煤顆粒中的碳與熔融后的含鐵物料發生滲碳反應，生成飽和碳，該飽和碳釋放到熔融后的含鐵物料和干燥石煤顆粒的混合熔液中，與其中的鐵氧化物、釩氧化物發生還原反應，被充分還原后的釩進入混合熔液中得到含釩鐵水。當干燥石煤顆粒在1500-1600攝氏度下完全熔清后，保溫30-60min。從鐵浴爐得到的高溫煙氣可用于石煤預處理單元和造渣劑預處理單元中的至少之一對石煤和/或造渣劑進行干燥和預熱處理，有利于降低石煤預處理單元和/或造渣劑預處理單元的能耗，提高系統的經濟性。干燥石煤顆粒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＝FeO+CO(1)C+FeO＝Fe+CO(2)C+V2O5＝V2O3+CO(3)干燥石煤顆粒中的碳與熔融后的含鐵物料發生滲碳反應，生成飽和碳，該飽和碳釋放到熔融后的含鐵物料和干燥石煤顆粒的混合熔液中，與其中的鐵氧化物、釩氧化物發生還原反應的反應式主要有：[C]+[Fe]＝[Fe3C](4)[C]+(FeO)＝[Fe]+CO(5)[C]+(V2O3)＝(VO)+CO(6)C+[VO]＝[V]+CO(7)[C]+(SiO2)＝[Si]+CO(8)根據本實用新型的一個實施例，干燥石煤顆粒與含鐵物料、干燥造渣劑顆粒的重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，干燥石煤顆粒與含鐵物料、干燥造渣劑顆粒的重量比可以為1：(1～2)：(0.5～1)。發明人發現，當干燥石煤顆粒配比太低時，含鐵物料過高，含釩鐵水中釩含量低，提釩成本增加；而當干燥石煤顆粒配比過高時，則碳資源過量，造成碳資源浪費，且干燥石煤顆粒的熔化速度降低，釩氧化物反應速度降低，最終導致生產效率降低。當干燥造渣劑顆粒的配比過高時，增加生產成本，而當干燥造渣劑顆粒配比過低時，難以起到造渣及降低爐渣熔點的作用，熔化需要的熱量升高。S400：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，并將半鋼返回S300中的鐵浴爐中。發明人發現，在提釩裝置中，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，所得的半鋼可返回至鐵浴爐中熔化，用作干燥石煤顆粒熔化時其內的鐵氧化物和釩氧化物熔融還原的母液，如此，有利于循環利用提釩裝置所得的半鋼，且可顯著減少鐵浴爐中含鐵物料的加入量，減少鐵浴爐的能耗，進一步提高系統的經濟性。含釩鐵水與氧氣反應的反應式主要有：[V]+[O]＝V2O3(9)[Fe]+[O]＝(FeO)(10)[O]+[Si]＝(SiO2)(11)[C]+[O]＝CO(12)根據本實用新型的一個實施例，提釩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，提釩處理的溫度可以為1320～1420攝氏度，吹氧時間可以為5～8min。發明人發現，若提釩處理的溫度過高，爐渣將變稀，不利于渣鐵分離，而若提釩處理的溫度過低，則反應速度變慢，滿足不了生產要求，生產效率低下；當吹氧時間過短時，釩還原不完全，導致釩資源浪費；而當吹氧時間過長時，金屬鐵氧化成氧化亞鐵的量增加，鐵進入釩渣的量增加，導致鐵資源浪費，也使得釩渣中五氧化二釩的含量降低，進而導致釩渣生產單位五氧化二釩的成本增加。S500：將釩渣供給至釩渣處理單元中進行釩渣處理該步驟中，將釩渣供給至釩渣處理單元中進行釩渣處理，以便得到五氧化二釩。發明人發現，在釩渣處理單元中，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，焙燒溫度750-900攝氏度，時間1-2h，焙燒溫度過高或時間過長時，部分釩易生成不能浸出的復雜物相，同時增加能源消耗；而焙燒溫度過低或時間過短時，五氧化二釩轉化成釩酸鈉不完全，導致釩回收率低；焙燒后將釩渣細磨到60-100目，粒度過粗，釩難以浸出，過細，則細磨成本增加，難以經濟的生產。將細磨后的釩渣與水混合，固液比1：(2-5)，加熱至70-95攝氏度攪拌浸出，釩以不溶于水的水合物形式存在，過濾得到固體水合釩。釩渣與會混合時，若固液比過低，釩進液體速度低，浸出率低，導致釩回收率低；而若固液比過大，水耗增加，導致水資源浪費。水浸時，若溫度過高，水會以水蒸氣的形式揮發，造成水耗增加，而若溫度過低，則水浸反應熱力學條件差，釩水浸率低，釩回收率低。上述所得的水合釩在焙燒爐去水獲得產品五氧化二釩。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、造渣劑分別在石煤預處理單元和造渣劑預處理單元中進行預處理，可將石煤和造渣劑中的水及其他易揮發雜質去掉，得到干燥石煤顆粒和干燥造渣劑顆粒，如此，有利于提高后續釩渣中五氧化二釩的含量；在鐵浴爐中，干燥造渣劑顆粒與干燥石煤顆粒中的硅鋁氧化物反應，得到低熔點的硅酸鹽，從而降低干燥石煤顆粒的熔化溫度，降低鐵浴爐的能耗，在鐵浴爐內干燥造渣劑顆粒可以分解出石灰，石灰可與干燥石煤顆粒、干燥造渣劑顆粒和含鐵物料的混合熔液中的硫、磷發生化學反應，從而降低混合熔液中硫、磷的含量，減少混合熔液中硫、磷對含釩鐵水富集釩渣的干擾，與此同時，鐵浴爐內的干燥石煤顆粒在高溫下迅速熔化，期間干燥石煤顆粒中的碳與自身中的鐵氧化物和釩氧化物發生還原反應，將三氧化二鐵還原為氧化亞鐵、氧化亞鐵還原為鐵、五氧化二釩還原為三氧化二釩，同時干燥石煤顆粒中的碳與熔融后的含鐵物料發生滲碳反應，生成飽和碳，該飽和碳釋放到混合熔液中，與混合熔液中的鐵氧化物、釩氧化物發生還原反應，被充分還原后的釩進入混合熔液中，從而得到含釩鐵水。從鐵浴爐得到的高溫煙氣可用于石煤預處理單元和造渣劑預處理單元中的至少之一對石煤、造渣劑進行干燥和預熱處理，由此有利于降低石煤預處理單元和造渣劑預處理單元的能耗，提高整體的經濟性；在提釩裝置中，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10倍以上，達到富集釩的目的，所得的半鋼可返回至鐵浴爐中熔化，用作干燥石煤顆粒熔化時其內的鐵氧化物和釩氧化物熔融還原的母液，如此，有利于循環利用提釩裝置所得的半鋼，且可顯著減少鐵浴爐中含鐵物料的加入量，減少鐵浴爐的能耗，進一步提高整體的經濟性；在釩渣處理單元中，可將釩渣中的五氧化二釩提出，同時堿耗降低75％以上。整個石煤提釩系統的生產成本及能源消耗降低10％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，石煤破碎至粒徑8-20mm占80％以上(石煤組成成分及個成分的含量見表1)，造渣劑(石灰石)破碎至粒徑為6～15mm的占比80％以上，3～5mm的占比15％以上，小于3mm的占比5％以下，分別經干燥和預熱后送至鐵浴爐，預熱后干燥石煤顆粒和干燥造渣劑顆粒的溫度均為400攝氏度，預熱熱源來自鐵浴爐的高溫煙氣，待鐵浴爐內的含鐵物料(生鐵或廢鋼)熔化升溫到1450攝氏度時，將預熱后的干燥石煤顆粒和干燥造渣劑顆粒經過下料倉和下料管均勻加入鐵浴爐膛內，干燥石煤顆粒與含鐵物料、干燥造渣劑顆粒的加料重量比為1：1.5：0.6，干燥造渣劑顆粒可以與干燥石煤顆粒中的硅鋁氧化物反應，得到低熔點的硅酸鹽，從而降低干燥石煤顆粒的熔化溫度，降低鐵浴爐的能耗，在鐵浴爐內干燥造渣劑顆粒可以分解出石灰，石灰可與干燥石煤顆粒、干燥造渣劑顆粒和含鐵物料的混合熔液中的硫、磷發生化學反應，從而降低混合熔液中硫、磷的含量，減少混合熔液中硫、磷對含釩鐵水富集釩渣的干擾。干燥石煤顆粒在鐵浴爐內迅速熔化，且在干燥石煤顆粒熔化升溫過程中，干燥石煤顆粒中的碳與自身中的鐵氧化物和釩氧化物發生還原反應，反應式為：C+Fe2O3＝FeO+CO(1)C+FeO＝Fe+CO(2)C+V2O5＝V2O3+CO(3)同時，干燥石煤顆粒中的碳與熔融后的含鐵物料發生滲碳反應，生成飽和碳，該飽和碳釋放到熔融后的含鐵物料和干燥石煤顆粒、干燥造渣劑顆粒的混合熔液中，與其中的鐵氧化物、釩氧化物發生還原反應，反應式為：[C]+[Fe]＝[Fe3C](4)[C]+(FeO)＝[Fe]+CO(5)[C]+(V2O3)＝(VO)+CO(6)C+[VO]＝[V]+CO(7)[C]+(SiO2)＝[Si]+CO(8)還原后的釩進入反應后的混合熔液中，得到含釩鐵水，含釩鐵水的主要組成成分及各成分的含量見表2。當干燥石煤顆粒在1500攝氏度下完全熔清后，保溫50min。從鐵浴爐得到的高溫煙氣可用于石煤預處理單元和/或造渣劑預處理單元中對石煤和/或造渣劑進行干燥和預熱處理。含釩鐵水出爐入鐵水包，鐵水包倒運至提釩裝置(提釩爐)，提釩溫度控制在1320攝氏度，吹氧時間7min，含釩鐵水在氧氣的作用下可得到含五氧化二釩的釩渣，吹氧過程主要發生如下反應：[V]+[O]＝V2O3(9)[Fe]+[O]＝(FeO)(10)[O]+[Si]＝(SiO2)(11)[C]+[O]＝CO(12)吹氧結束，得到半鋼和釩渣，半鋼出爐，所得的半鋼可返回至鐵浴爐中熔化，用作干燥石煤顆粒熔化時其內的鐵氧化物和釩氧化物熔融還原的母液，釩渣殘留在提釩裝置(提釩爐)內，兩爐出一次釩渣。釩渣的主要成分及各成分的含量見表3；所出的釩渣送入釩渣處理單元，依次進行焙燒-水浸-焙燒，獲得片狀V2O5。所得釩渣中五氧化二釩的含量是石煤中五氧化二釩含量的13倍，且堿耗降低75％，整個石煤提釩的能耗降低11％。表1石煤主要成分及各成分含量(wt％)V2O5FeMgOSiO2SCaOPAl2O3C∑1.5256.8046.9648.61.7688.340.36511.6512-25100表2含釩鐵水主要成分及各成分含量(wt％)VSiCSP0.5220.534.080.220.048表3釩渣主要成分及各成分含量(wt％)V2O5SiO2TFeCaO15.8632.5537.125.63實施例2參考圖3，石煤破碎至粒徑8-10mm占80％以上(石煤組成成分及個成分的含量見表1)，造渣劑(石灰石)破碎至粒徑為6～15mm的占比80％以上，3～5mm的占比15％以上，小于3mm的占比5％以下，分別經干燥和預熱后送至鐵浴爐，預熱后干燥石煤顆粒和干燥造渣劑顆粒的溫度均為500攝氏度，預熱熱源來自鐵浴爐的高溫煙氣，待鐵浴爐內的含鐵物料(生鐵或廢鋼)熔化升溫到1550攝氏度時，將預熱后的干燥石煤顆粒和干燥造渣劑顆粒經過下料倉和下料管均勻加入鐵浴爐膛內，干燥石煤顆粒與含鐵物料、干燥造渣劑顆粒的加料重量比為1：1：1.35，干燥造渣劑顆粒可以與干燥石煤顆粒中的硅鋁氧化物反應，得到低熔點的硅酸鹽，從而降低干燥石煤顆粒的熔化溫度，降低鐵浴爐的能耗，在鐵浴爐內干燥造渣劑顆粒可以分解出石灰，石灰可與干燥石煤顆粒、干燥造渣劑顆粒和含鐵物料的混合熔液中的硫、磷發生化學反應，從而降低混合熔液中硫、磷的含量，減少混合熔液中硫、磷對含釩鐵水富集釩渣的干擾。干燥石煤顆粒在鐵浴爐內迅速熔化，且在干燥石煤顆粒熔化升溫過程中，干燥石煤顆粒中的碳與自身中的鐵氧化物和釩氧化物發生還原反應，反應式為：C+Fe2O3＝FeO+CO(1)C+FeO＝Fe+CO(2)C+V2O5＝V2O3+CO(3)同時，干燥石煤顆粒中的碳與熔融后的含鐵物料發生滲碳反應，生成飽和碳，該飽和碳釋放到熔融后的含鐵物料和干燥石煤顆粒、干燥造渣劑顆粒的混合熔液中，與其中的鐵氧化物、釩氧化物發生還原反應，反應式為：[C]+[Fe]＝[Fe3C](4)[C]+(FeO)＝[Fe]+CO(5)[C]+(V2O3)＝(VO)+CO(6)C+[VO]＝[V]+CO(7)[C]+(SiO2)＝[Si]+CO(8)還原后的釩進入反應后的混合熔液中，得到含釩鐵水，含釩鐵水的主要組成成分及各成分的含量見表2。當干燥石煤顆粒在1550攝氏度下完全熔清后，保溫41min。從鐵浴爐得到的高溫煙氣可用于石煤預處理單元和/或造渣劑預處理單元中對石煤和/或造渣劑進行干燥和預熱處理。含釩鐵水出爐入鐵水包，鐵水包倒運至提釩裝置(提釩爐)，含釩鐵水在氧氣的作用下可得到含五氧化二釩的釩渣，吹氧過程主要發生如下反應：[V]+[O]＝V2O3(9)[Fe]+[O]＝(FeO)(10)[O]+[Si]＝(SiO2)(11)[C]+[O]＝CO(12)吹氧結束，得到半鋼和釩渣，半鋼出爐，所得的半鋼可返回至鐵浴爐中熔化，用作干燥石煤顆粒熔化時其內的鐵氧化物和釩氧化物熔融還原的母液，釩渣殘留在提釩裝置(提釩爐)內，兩爐出一次釩渣。釩渣的主要成分及各成分的含量見表3；所出的釩渣送入釩渣處理單元，依次進行焙燒-水浸-焙燒，獲得片狀V2O5。所得釩渣中五氧化二釩的含量是石煤中五氧化二釩含量的18倍，且堿耗降低82％，整個石煤提釩的能耗降低13％。表4含釩鐵水主要成分及各成分含量(wt％)表5釩渣主要成分及各成分含量(wt％)V2O5SiO2TFeCaO20.2827.7239.745.19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