一種粉狀五氧化二釩的生產(chǎn)方法及裝置制造方法
【專利摘要】一種粉狀五氧化二釩的生產(chǎn)方法及裝置，該裝置由加熱爐體、盛料坩堝、通風(fēng)管路、氧化性氣體出口、排氣孔、排氣管、充氣管、充氣口、爐蓋和廢氣吸收器組成。關(guān)閉排液閥Ⅰ和排液閥Ⅱ，將通風(fēng)管路放入盛料坩堝內(nèi)，然后將多釩酸銨加入到盛料坩堝內(nèi)，然后將安裝有通風(fēng)管路和裝有多釩酸銨的盛料坩堝裝入加熱爐內(nèi)；將加熱爐通電加熱并由充氣管向通風(fēng)管路開始通入氧化性氣體，使物料在盛料坩堝內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)生成粉狀五氧化二釩，冷卻至室溫出料；將反應(yīng)排出的廢氣通過排氣孔由排氣管通入吸收槽內(nèi)，將氯化銨溶液進行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶，得到工業(yè)氯化銨副產(chǎn)品。優(yōu)點是：裝置結(jié)構(gòu)合理，工藝簡單，能量消耗小，對環(huán)境友好，可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種粉狀五氧化二釩的生產(chǎn)方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種粉狀五氧化二釩的生產(chǎn)方法及裝置，特別涉及一種粉狀五氧化二釩的生產(chǎn)工藝同時處理氯化法鈦白廢鹽酸溶液回收氯化銨的聯(lián)產(chǎn)工藝及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]五氧化二釩是釩系重要化合物之一，廣泛用于冶金、電子、化工等行業(yè)領(lǐng)域。粉狀五氧化二釩可以制備釩鐵、釩鋁、碳化釩、氮化釩等產(chǎn)品，加入鋼水中，可以提高鋼的力學(xué)性能；還可利用粉狀五氧化二釩制備金屬釩粉末；此外粉狀五氧化二釩還可以制備釩電池等電子產(chǎn)品。
[0003]氯化法鈦白是世界上最先進的鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)，氯化法鈦白產(chǎn)品檔次高、三廢少、對環(huán)境友好，是國內(nèi)鼓勵發(fā)展的鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)。但是在氯化法鈦白生產(chǎn)工藝過程中氯化產(chǎn)生大量廢鹽酸，此廢鹽酸的處理一般是加石灰中和至堿性，產(chǎn)生高氯根的廢水。至今氯化法鈦白含氯根廢水沒有經(jīng)濟可行、有經(jīng)濟效益的處理技術(shù)。
[0004]CN1228389 A公開了一種偏釩酸銨煅燒制粉狀五氧化二釩工藝，其方法是將含水(lwt%的偏釩酸銨送進裝有防結(jié)塊設(shè)施的電加熱回轉(zhuǎn)爐中，加熱至510°C?560°C，保溫60 min?180min，然后冷卻至300°C?350°C，出料，并送入冷卻轉(zhuǎn)筒，繼續(xù)冷卻至40°C?50°C，即得到成品粉狀五氧化二釩。其缺點是:生產(chǎn)工藝復(fù)雜，能耗大，空氣中灼燒時變成五氧化二釩，有毒，采用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)操作環(huán)境差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種粉狀五氧化二釩的生產(chǎn)方法及裝置，裝置結(jié)構(gòu)合理，工藝簡單，能量消耗小，對環(huán)境友好，可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種粉狀五氧化二釩的生產(chǎn)方法，其具體步驟如下:
(1)、采用粉狀五氧化二釩生產(chǎn)裝置，關(guān)閉排液閥I和排液閥II，將通風(fēng)管路放入盛料坩堝內(nèi)，然后將粒度0.0lmm?1mm的多釩酸銨加入到盛料坩堝內(nèi)，然后將安裝有通風(fēng)管路和裝有多釩酸銨的盛料坩堝裝入加熱爐內(nèi)；
(2)、將加熱爐通電加熱至350°C?450°C時，開始由充氣管向通風(fēng)管路開始通入氧化性氣體，并保持爐內(nèi)壓力0.0lMPa?0.2MPa ;加熱至500°C?650°C，保溫Ih?4h，使物料在盛料坩堝內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)生成粉狀五氧化二釩，冷卻至室溫出料；
(3)、將反應(yīng)排出的廢氣通過排氣孔由排氣管通入吸收槽內(nèi)，所述吸收槽內(nèi)裝有氯化法鈦白廢鹽酸溶液，所述廢氣依次通入兩個串聯(lián)的吸收槽經(jīng)過兩級吸收后排放，吸收槽內(nèi)獲得氯化銨溶液，檢測吸收槽I內(nèi)氯化銨溶液濃度，氯化銨溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 50%，打開排液閥I，排出氯化銨溶液后關(guān)閉排液閥I，將氯化銨溶液進行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶，得到工業(yè)氯化銨副女口廣叩;
(4)、打開排液閥II，將吸收槽II排入吸收槽I內(nèi)作為一級吸收液使用。
[0007]所述氧化性氣體為氧氣或壓縮空氣。
[0008]進行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶時，所述氯化銨溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%?80%。
[0009]所述盛料坩堝材質(zhì)為鎳鉻鋼，以有利于熱傳導(dǎo)，避免雜質(zhì)引入。
[0010]步驟(2)所述冷卻方式是自然冷卻、循環(huán)水冷卻或者密閉條件下氧化性氣體保護下冷卻。
[0011]一種粉狀五氧化二釩生產(chǎn)裝置，包括加熱爐體和設(shè)置在加熱爐體內(nèi)的盛料坩堝，其特殊之處在于:所述盛料坩堝內(nèi)設(shè)有通風(fēng)管路，所述通風(fēng)管路由軸向設(shè)置并延伸到靠近盛料坩堝底部的主管路，徑向設(shè)置在主管路上并與主管路相通的多組支管路組成，所述主管路的末端和支管路的末端密封，所述支管路上均布有氧化性氣體出口，所述加熱爐體的爐蓋上設(shè)有排氣孔和充氣口，所述充氣口內(nèi)設(shè)有充氣管，所述充氣管的出氣口與通風(fēng)管路上主管路的進氣口相連，在加熱爐體外通過排氣孔連接有排氣管，所述排氣管的出氣口連接有廢氣吸收器。
[0012]所述廢氣吸收器采用至少兩個吸收槽串聯(lián)而成，前一級吸收槽的氣體出口與后一級吸收槽的氣體入口相連通，后一級吸收槽的液體出口與前一級吸收槽的液體入口相連通，使廢氣充分被吸收。
[0013]所述吸收槽的槽底設(shè)有液體出口并安裝有排液閥。
[0014]所述廢氣吸收器采用吸收槽I和吸收槽II串聯(lián)而成，吸收槽I的氣體出口與吸收槽II的氣體入口相連通，所述吸收槽I的槽底設(shè)有排液閥I，所述吸收槽II槽底的液體出口與吸收槽I的液體入口通過管路相連通并在管路上設(shè)有排液閥II。
[0015]所述排氣孔的直徑為1mm?20mm。
[0016]所述支管路縱向交錯并均布在主管路的外壁上，相鄰兩個支管路的夾角為45°。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
該裝置結(jié)構(gòu)合理，在坩堝內(nèi)設(shè)置均布有氧化性氣體出口的通風(fēng)管路，氧氣可以從氧化性氣體出口通入物料，使反應(yīng)更加充分。在排氣管的出氣口連接有廢氣吸收器，產(chǎn)生廢尾氣通廢氣吸收器內(nèi)吸收。
[0018]采用靜態(tài)條件下制備粉狀五氧化二釩，工藝簡單，改善了操作環(huán)境，產(chǎn)生廢尾氣通入氯化法鈦白廢鹽酸溶液，獲得氯化銨溶液，經(jīng)鹽析蒸發(fā)結(jié)晶工業(yè)氯化銨，實現(xiàn)閉路循環(huán)，并且解決了氯化法鈦白廢鹽酸溶液處理問題，對環(huán)境友好、可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的A部放大圖；
圖3是圖1中爐蓋的示意圖；
圖4是圖1的B-B剖視圖。
[0020]圖中:1_加熱爐體，2-盛料坩堝，3-通風(fēng)管路，301-主管路，302-支管路，302A-氧化性氣體出口，4-排氣孔，5-排氣管，6-充氣管，7-充氣口，8-爐蓋，9-廢氣吸收器，901-吸收槽I，902-吸收槽II，903-排液閥I，904-排液閥II。
【具體實施方式】
[0021]實施例1
如圖所示，該粉狀五氧化二釩生產(chǎn)裝置，包括加熱爐體I和設(shè)置在加熱爐體I內(nèi)的盛料坩堝2，所述盛料坩堝材質(zhì)為鎳鉻鋼，以有利于熱傳導(dǎo)，避免雜質(zhì)引入。所述盛料坩堝2內(nèi)設(shè)有通風(fēng)管路3，所述通風(fēng)管路3由軸向設(shè)置并延伸到靠近盛料坩堝2底部的主管路301，徑向設(shè)置在主管路301上并與主管路301相通的多組支管路302組成，本實施例為六組，各組支管路302縱向交錯并均布在主管路301的外壁上，相鄰兩組支管路302的夾角為45°。所述主管路301的末端和支管路302的末端封閉，所述支管路302上均布有氧化性氣體出口302A，所述加熱爐體I的爐蓋8上設(shè)有排氣孔4和充氣口 7，所述排氣孔4的直徑為1mm?20mm，本實施例以20mm為例。所述充氣口 7內(nèi)設(shè)有充氣管6，所述充氣管6的出氣口與通風(fēng)管路3上主管路301的進氣口相連，在加熱爐體I外通過排氣孔4連接有排氣管5，所述排氣管5的出氣口連接有廢氣吸收器9。所述廢氣吸收器9采用至少兩個吸收槽串聯(lián)而成，前一級吸收槽的氣體出口與后一級吸收槽的氣體入口相連通，后一級吸收槽的液體出口與前一級吸收槽的液體入口相連通。所述吸收槽的槽底設(shè)有液體出口并安裝有排液閥。本實施例以兩個吸收槽為例，所述廢氣吸收器9采用吸收槽I 901和吸收槽II 902串聯(lián)而成，吸收槽I 901的氣體出口與吸收槽II 902的氣體入口相連通，所述吸收槽I 901的槽底設(shè)有排液閥I 903，所述吸收槽II 902槽底的液體出口與吸收槽I 901的液體入口通過管路相連通并在管路上設(shè)有排液閥II 904。
[0022](I)、采用粉狀五氧化二釩生產(chǎn)裝置，關(guān)閉吸排液閥I 903和排液閥II 904，將通風(fēng)管路3放入盛料坩堝2內(nèi)，然后將粒度0.0lmm?1mm的多釩酸銨加入到盛料坩堝2內(nèi)，然后將安裝有通風(fēng)管路3和裝有多釩酸銨的盛料坩堝2裝入加熱爐內(nèi)；
(2)、將加熱爐通電加熱至350°C時，開始由充氣管6向通風(fēng)管路3開始通入氧化性氣體，并保持爐內(nèi)壓力0.0lMPa?0.2MPa ;加熱至500°C，保溫4h，使物料在盛料坩堝2內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)生成粉狀五氧化二釩，自然冷卻至室溫出料；所述氧化性氣體為氧氣；
(4)、將反應(yīng)排出的廢氣通過排氣孔4由排氣管5通入吸收槽內(nèi)，所述吸收槽內(nèi)裝有氯化法鈦白廢鹽酸溶液，所述廢氣依次通入兩個串聯(lián)的吸收槽經(jīng)過兩級吸收后排放，吸收槽內(nèi)獲得氯化銨溶液，檢測吸收槽I 901內(nèi)氯化銨溶液濃度，氯化銨溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，打開吸排液閥I 903，排出氯化銨溶液后關(guān)閉吸排液閥I 903，將氯化銨溶液進行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶，得到工業(yè)氯化銨副產(chǎn)品；
(5)、打開排液閥II904，將吸收槽II 902排入吸收槽I 901內(nèi)作為一級吸收液使用，也可在吸收槽II 902和吸收槽I 901之間的管路上安裝真空抽濾泵，將吸收槽II 902內(nèi)液體抽入吸收槽I 901。
[0023]經(jīng)檢測，粉狀五氧化二釩V2O5品位99.10%,釩回收率99.5%，氯化銨NH4Cl品位99.2%。
[0024]實施例2
該粉狀五氧化二釩生產(chǎn)裝置同實施例1。
[0025](I)、采用粉狀五氧化二釩生產(chǎn)裝置，關(guān)閉吸排液閥I 903和排液閥II 904，將通風(fēng)管路3放入盛料坩堝2內(nèi)，然后將粒度0.0lmm?1mm的多釩酸銨加入到盛料坩堝2內(nèi)，然后將安裝有通風(fēng)管路3和裝有多釩酸銨的盛料坩堝2裝入加熱爐內(nèi)；
(2)、將加熱爐通電加熱至400°C時，開始由充氣管6向通風(fēng)管路3開始通入氧化性氣體，并保持爐內(nèi)壓力0.0lMPa?0.2MPa ;加熱至600°C，保溫2h，使物料在盛料坩堝2內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)生成粉狀五氧化二釩，循環(huán)水冷卻至室溫出料；所述氧化性氣體為氧氣；
(4)、將反應(yīng)排出的廢氣通過排氣孔4由排氣管5通入吸收槽內(nèi)，所述吸收槽內(nèi)裝有氯化法鈦白廢鹽酸溶液，所述廢氣依次通入兩個串聯(lián)的吸收槽經(jīng)過兩級吸收后排放，吸收槽內(nèi)獲得氯化銨溶液，檢測吸收槽I 901內(nèi)氯化銨溶液濃度，氯化銨溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%?80%，打開吸排液閥I 903，排出氯化銨溶液后關(guān)閉吸排液閥I 903，將氯化銨溶液進行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶，得到工業(yè)氯化銨副產(chǎn)品；
(5)、打開排液閥II904，將吸收槽II 902排入吸收槽I 901內(nèi)作為一級吸收液使用。
[0026]經(jīng)檢測，粉狀五氧化二釩品位為V20599.31%，釩回收率99.6%，氯化銨NH4Cl品位為99.0%。
[0027]實施例3
粉狀五氧化二釩生產(chǎn)裝置同實施例1。
[0028](I)、采用粉狀五氧化二釩生產(chǎn)裝置，關(guān)閉吸排液閥I 903和排液閥II 904，將通風(fēng)管路3放入盛料坩堝2內(nèi)，然后將粒度0.0lmm?1mm的多釩酸銨加入到盛料坩堝2內(nèi)，然后將安裝有通風(fēng)管路3和裝有多釩酸銨的盛料坩堝2裝入加熱爐內(nèi)；
(2)、將加熱爐通電加熱至450°C時，開始由充氣管6向通風(fēng)管路3開始通入氧化性氣體，并保持爐內(nèi)壓力0.0lMPa?0.2MPa ;加熱至650°C，保溫lh，使物料在盛料坩堝2內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)生成粉狀五氧化二釩，密閉條件下氧化性氣體保護下冷卻至室溫出料；所述氧化性氣體為氧氣或壓縮空氣；
(4)、將反應(yīng)排出的廢氣通過排氣孔4由排氣管5通入吸收槽內(nèi)，所述吸收槽內(nèi)裝有氯化法鈦白廢鹽酸溶液，所述廢氣依次通入兩個串聯(lián)的吸收槽經(jīng)過兩級吸收后排放，吸收槽內(nèi)獲得氯化銨溶液，檢測吸收槽I 901內(nèi)氯化銨溶液濃度，氯化銨溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%?80%，打開吸排液閥I 903，排出氯化銨溶液后關(guān)閉吸排液閥I 903，將氯化銨溶液進行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶，得到工業(yè)氯化銨副產(chǎn)品；
(5)、打開排液閥II904，將吸收槽II 902排入吸收槽I 901內(nèi)作為一級吸收液使用。
[0029]經(jīng)檢測，粉狀五氧化二釩品位為V20599.86%，釩回收率99.8%，氯化銨NH4Cl品位為
99.2%。
【權(quán)利要求】
1.一種粉狀五氧化二釩的生產(chǎn)方法，其特征是:具體步驟如下: (1)、采用粉狀五氧化二釩生產(chǎn)裝置，關(guān)閉排液閥I和排液閥II，將通風(fēng)管路放入盛料坩堝內(nèi)，然后將粒度0.0lmm?1mm的多釩酸銨加入到盛料坩堝內(nèi)，然后將安裝有通風(fēng)管路和裝有多釩酸銨的盛料坩堝裝入加熱爐內(nèi)； (2)、將加熱爐通電加熱至350°C?450°C時，開始由充氣管向通風(fēng)管路開始通入氧化性氣體，并保持爐內(nèi)壓力0.0lMPa?0.2MPa ;加熱至500°C?650°C，保溫Ih?4h，使物料在盛料坩堝內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)生成粉狀五氧化二釩，冷卻至室溫出料； (3)、將反應(yīng)排出的廢氣通過排氣孔由排氣管通入吸收槽內(nèi)，所述吸收槽內(nèi)裝有氯化法鈦白廢鹽酸溶液，所述廢氣依次通入兩個串聯(lián)的吸收槽經(jīng)過兩級吸收后排放，吸收槽內(nèi)獲得氯化銨溶液，檢測吸收槽I內(nèi)氯化銨溶液濃度，氯化銨溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 50%，打開排液閥I，排出氯化銨溶液后關(guān)閉排液閥I，將氯化銨溶液進行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶，得到工業(yè)氯化銨副女口廣叩; (4)、打開排液閥II，將吸收槽II排入吸收槽I內(nèi)作為一級吸收液使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀五氧化二釩的生產(chǎn)方法，其特征是:所述氧化性氣體為氧氣或壓縮空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀五氧化二釩的生產(chǎn)方法，其特征是:進行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶時，所述氯化銨溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%?80%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀五氧化二釩的生產(chǎn)方法，其特征是:步驟(2)所述冷卻方式是自然冷卻、循環(huán)水冷卻或者密閉條件下氧化性氣體保護下冷卻。
5.一種如權(quán)利要求1生產(chǎn)時采用的粉狀五氧化二釩生產(chǎn)裝置，包括加熱爐體和設(shè)置在加熱爐體內(nèi)的盛料坩堝，其特征是:所述盛料坩堝內(nèi)設(shè)有通風(fēng)管路，所述通風(fēng)管路由軸向設(shè)置并延伸到靠近盛料坩堝底部的主管路，徑向設(shè)置在主管路上并與主管路相通的多組支管路組成，所述主管路的末端和支管路的末端密封，所述支管路上均布有氧化性氣體出口，所述加熱爐體的爐蓋上設(shè)有排氣孔和充氣口，所述充氣口內(nèi)設(shè)有充氣管，所述充氣管的出氣口與通風(fēng)管路上主管路的進氣口相連，在加熱爐體外通過排氣孔連接有排氣管，所述排氣管的出氣口連接有廢氣吸收器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粉狀五氧化二釩生產(chǎn)裝置，其特征是:所述廢氣吸收器采用至少兩個吸收槽串聯(lián)而成，前一級吸收槽的氣體出口與后一級吸收槽的氣體入口相連通，后一級吸收槽的液體出口與前一級吸收槽的液體入口相連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粉狀五氧化二釩生產(chǎn)裝置，其特征是:所述吸收槽的槽底設(shè)有液體出口并安裝有排液閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粉狀五氧化二釩生產(chǎn)裝置，其特征是:所述廢氣吸收器采用吸收槽I和吸收槽II串聯(lián)而成，吸收槽I的氣體出口與吸收槽II的氣體入口相連通，所述吸收槽I的槽底設(shè)有排液閥I，所述吸收槽II槽底的液體出口與吸收槽I的液體入口通過管路相連通并在管路上設(shè)有排液閥II。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粉狀五氧化二釩生產(chǎn)裝置，其特征是:所述排氣孔的直徑為1mm ?20mmo
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粉狀五氧化二釩生產(chǎn)裝置，其特征是:所述支管路縱向交錯并均布在主管路的外壁上，相鄰兩個支管路的夾角為45°。
【文檔編號】C01G31/02GK104229887SQ201410451222
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月6日
【發(fā)明者】齊牧, 崔傳海, 李廣明, 韓艷芝, 李 杰, 王云來 申請人:中信錦州金屬股份有限公司