1、长沙有色冶金设计研究院有限公司 周晓源湖南省工业设备安装公司 彭武星2013年3月上海钒行业先进技术交流会石煤提钒富氧焙烧石煤提钒富氧焙烧工业化展望工业化展望CHALIECOPage 1钒行业先进技术交流会1.引言引言在工业范畴内，所谓“富氧”通常是指比空气（含氧 21）含氧浓度要高的助燃气体。工业生产中用它来进行燃烧称之为“富氧燃烧”，用它来进行熔炼称之为“富氧熔炼”；它是一项高效节能的技术，在玻璃工业、冶金工业、有色金属工业及热能工程领域均有应用。能否将这一技术引入石煤提钒的焙烧工艺是我们今天要讨论的课题。CHALIECOPage 3钒行业先进技术交流会2.试验研究试验研究为了将这一技术有
2、效地引入石煤提钒的焙烧工艺，必须进行相关的试验研究。试验以湖南怀化某钒厂的石煤原矿经过脱碳焙烧后的脱碳焙烧矿为原料，针对石煤富氧焙烧的温度、气氛和时间这三个重要的控制因素对应其相应的钒浸出率进行研究。CHALIECOPage 4钒行业先进技术交流会2.试验研究试验研究 试验得出富氧焙烧温度、氧气浓度、焙烧时间与钒浸出率的关系试验得出富氧焙烧温度、氧气浓度、焙烧时间与钒浸出率的关系 CHALIECOPage 5钒行业先进技术交流会2.试验研究试验研究 富氧焙烧试验结结果富氧焙烧试验结结果 试验是以湖南怀化某钒厂的石煤原矿经过脱碳焙烧后的脱碳焙烧矿为原料进行的，该企业的脱碳矿在进行二次焙烧后，其钒
3、的浸出率为65左右。而该脱碳焙烧矿经富氧焙烧后，其钒浸出率可以提高到8085 左右，即可提高15以上。 研究结果表明采用富氧焙烧技术来焙烧石煤钒矿，其浸出率与焙烧温度、焙烧时间、氧气浓度有关。在700900范围内，钒浸出率随温度升高提高；随氧气浓度升高提高；但是钒的浸出率在210min以前钒浸出率随时间延长而增加，在210min以后基本保持不变。CHALIECOPage 6钒行业先进技术交流会3.石煤富氧焙烧工业化生产装置示意图（石煤富氧焙烧工业化生产装置示意图（1）CHALIECO钒行业先进技术交流会n 3.石煤富氧焙烧工业化生产装置示意图（石煤富氧焙烧工业化生产装置示意图（2）二级焙烧排料
4、试验装置二级焙烧排料试验装置CHALIECO钒行业先进技术交流会n 4.1 石煤富氧焙烧、立窑焙烧、隧道窑焙烧工艺流程图石煤富氧焙烧、立窑焙烧、隧道窑焙烧工艺流程图CHALIECO钒行业先进技术交流会n 5.1 石煤富氧焙烧与立窑焙烧、隧道窑焙烧技术参数估计比较石煤富氧焙烧与立窑焙烧、隧道窑焙烧技术参数估计比较序序号号技术参数项目技术参数项目立窑焙烧立窑焙烧隧道窑焙烧隧道窑焙烧富氧焙烧富氧焙烧1原矿处理能力（原矿处理能力（kt/a）2002002002原矿钒含量（）原矿钒含量（）0.950.950.953通用工序通用工序破碎、筛分、制粉破碎、筛分、制粉破碎、筛分、制粉破碎、筛分、制粉破碎、筛分
5、、制粉破碎、筛分、制粉4独有工序独有工序制粒、立窑焙烧、湿磨冲制粒、立窑焙烧、湿磨冲矿矿制砖、隧道窑焙烧、碎矿冲矿制砖、隧道窑焙烧、碎矿冲矿富氧焙烧、热矿冲矿富氧焙烧、热矿冲矿5主要辅助设施主要辅助设施烟气处理烟气处理煤气站煤气站制氧站、烟气处理制氧站、烟气处理6投资估算投资估算(万元万元)3000500040007钒浸出率钒浸出率(%）657084.58五氧化二钒产能（五氧化二钒产能（t/a）1200125015509钒回收率（）钒回收率（）63.1668.4281.58CHALIECO钒行业先进技术交流会n 5.石煤富氧焙烧与立窑焙烧、隧道窑焙烧技术参数估计比较数据说明石煤富氧焙烧与立窑焙
6、烧、隧道窑焙烧技术参数估计比较数据说明1、石煤焙烧有很多种装置，例如平窑、立窑、回转窑、隧道窑、沸腾炉、多膛炉等，目前最常见的是立窑和隧道窑，用立窑和隧道窑的技术参数来与富氧焙烧技术参数作对比更具有代表性。2、表中立窑焙烧浸出率是湖南某钒厂2006年所做扩大立窑焙烧试验数据的修正值。3、表中隧道窑焙烧浸出率是甘肃某钒厂2010年所做设计数据修正值。4、表中富氧焙烧焙烧浸出率是2012年实验室试验数据修正值。5、表中原矿处理能力（kt/a）和原矿钒含量（）为设定值，其余数据为估计值。CHALIECO钒行业先进技术交流会n 6.石煤富氧焙烧工业化展望石煤富氧焙烧工业化展望 众所周知石煤中有大量的钒
7、是呈低价的V2O3存在的，它难溶于水、酸、碱；为了提取这部分钒，通常采用焙烧工艺来使其氧化成能溶于酸、碱的高价的V2O5。其氧化机理是在一定温度下，一定时间内V2O3与O2反应生成V2O5，由此可见在石煤焙烧体系中增加氧的含量即实现富氧焙烧是强化V2O3氧化的有力措施。 目前的实验室试验数据表明对石煤钒矿实现富氧焙烧，V2O3的转化率有望达到85，高于目前广泛使用的立窑焙烧和隧道窑焙烧；其钒的回收率有可能达到80，满足国家钒钛资源综合利用和产业发展“十二五”规划中新建五氧化二钒生产装置钒回收率80的要求。可以认为富氧焙烧是石煤提钒焙烧工艺的又一创新，她的工业化将翻开石煤焙烧工艺新的一页。CHA
8、LIECO钒行业先进技术交流会n 4.2 石煤富氧焙烧石煤富氧焙烧 工艺流程图（原矿发热量大于工艺流程图（原矿发热量大于800大卡大卡/公斤）公斤）CHALIECO钒行业先进技术交流会n 5.2 石煤富氧焙烧与立窑焙烧、隧道窑焙烧经济参数估计比较石煤富氧焙烧与立窑焙烧、隧道窑焙烧经济参数估计比较序号序号经济参数项目经济参数项目立窑焙烧立窑焙烧隧道窑焙烧隧道窑焙烧富氧焙烧（一）富氧焙烧（一）富氧焙烧（二）富氧焙烧（二）1 1吨钒生产运行成本吨钒生产运行成本2.72.7万元万元3.153.15万元万元1.5271.527万元万元0.60.6万元万元2 2设备投资设备投资（2020吨矿吨矿/ /小时）小时）300300万元万元12001200万元万元600600万元万元600600万元万元+1000+1000万元万元3 3设备占地设备占地（2020吨矿吨矿/ /小时）小时）4040平方米平方米200200米米（4545）米）米80010008001000平方米平方米4040平方米平方米4040平方米平方米4 4备注备注按按200200吨矿出吨矿出产产1 1吨钒计吨钒计按按200200吨矿出产吨矿出产 1 1吨钒计吨钒计 按按200200吨矿出产吨矿出产1.11.1吨钒计吨钒计按按200200吨矿出产吨矿出产 1.11.1吨钒计吨钒计
