1、煤提釩(含釩材料提釩)燒成設(shè)備的突破- -兩段式燒成窯中型工業(yè)化試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)報(bào)告書(shū)查詞2013年3月23日，在上海舉辦的“2013第9屆釩產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)技術(shù)論壇”上，本人作了石煤提釩富氧焙燒工業(yè)化展望的發(fā)言。 2013年6月至2014年10月，在湖南某水泥廠的大力支持下，制造了第一個(gè)兩段式燒窯，進(jìn)行了16個(gè)月的試運(yùn)行。 在此，試運(yùn)行過(guò)程概要如下： (2013年3月23日會(huì)議發(fā)言)一、回顧石煤提釩富氧焙燒工業(yè)化展望原文“煤提釩富氧燒成工業(yè)化的展望一、引用論從石煤提釩富氧焙燒試驗(yàn)一句中可以看出，直接對(duì)用沸騰爐或循環(huán)流動(dòng)層鍋爐脫碳了含釩煤的脫碳渣進(jìn)行富氧燒成的話，原礦中的三氧化釩向五氧化釩的轉(zhuǎn)化率顯著提高。

2、 進(jìn)一步通過(guò)小型試驗(yàn)，對(duì)脫碳爐渣進(jìn)行富氧燒制，原料非常容易燒焦，是因?yàn)楝F(xiàn)在所有的沸騰爐和循環(huán)流動(dòng)層鍋無(wú)法將原礦中的碳干凈地脫碳，所以一般脫碳爐渣中含有2%左右的殘留碳，其發(fā)熱量為140克，在高溫下富氧在實(shí)際生產(chǎn)中，聚焦不能連續(xù)地進(jìn)行生產(chǎn)。 因此，關(guān)于煤提取釩的富氧焙燒如何應(yīng)用于工業(yè)化大生產(chǎn)中，我們提出了一種新的方法精制五氧化釩的三段式脫碳和富氧焙燒方法，并設(shè)計(jì)了一種配套的立式燒成設(shè)備精制五氧化釩的兩段式燒成裝置。二、精制五氧化二釩的三段式脫碳和富氧燒成方法(1)、第一階段原料加熱：在此階段使用常用加熱和脫碳裝置或加熱裝置對(duì)原料進(jìn)行加熱和預(yù)脫碳或加熱，其脫碳過(guò)程是燃燒過(guò)程，其產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電或

3、其他用途，原料溫度在攝氏730度以上(2)、第二階段深度脫碳和預(yù)燒：本階段的燒成室是第一階段的燒成室，第一階段的燒成室只流過(guò)壓力空氣，使材料中殘留碳充分燃燒的供給溫度是攝氏730度以上，深度脫碳和預(yù)燒時(shí)間控制在30-120分鐘，排出溫度控制在攝氏800-950度(3)、第三段富氧燒成：本段的燒成室是第二段燒成室，向第二段燒成室流動(dòng)富氧氣體，燒成時(shí)間為60-360分鐘，供給溫度為攝氏800-950度，燒成溫度為攝氏800-900度的燒成的高溫材料被材料冷卻后，精制五氧化釩以上三段式加熱和燒成方式根據(jù)原料的發(fā)熱量，可以單獨(dú)使用或組合使用精制三、五氧化二釩的兩段式燒成裝置1 .上圖中，如圖所示，設(shè)置

4、：進(jìn)料管1、排氣管2、進(jìn)料管11、儲(chǔ)料器12、溫度傳感器6、保溫層3的燒成室分為第一段燒成室4和第二段燒成室10，第一段燒成室10在第一段燒成室(4)內(nèi)層疊配置有溫度傳感器(6)和具有橫穿爐膛的多個(gè)小氣孔的空氣噴嘴(5)，空氣噴嘴(5)與空氣主管連接，作業(yè)時(shí)空氣噴嘴(5)被埋入高溫的材料，從而均勻地被供給到被燒成材料中。在第二段燒成室(10 )內(nèi)設(shè)置溫度傳感器(6)、氧傳感器和富氧噴嘴(5)，將富氧噴嘴(5)連接到供氣主管上.四、二段式燒成裝置在實(shí)際生產(chǎn)中的三種典型運(yùn)用方式：1 .原礦發(fā)熱量為每公斤800克以上，其工藝流程圖如下從上圖可以看出，在190噸礦物1噸釩中，火法的一部分噸釩成本是19

5、030-19030 600 19030=6300元。破碎后，調(diào)制了粒度低于10mm的原料。 原料首先進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐加熱，初步脫碳，該高溫脫碳渣在高于攝氏740度的溫度直接落到第一段燒成室，第一段燒成室能填充到容積90% (其容積是鍋爐2小時(shí)左右的出渣量)， 通過(guò)配置在燒成室內(nèi)并埋入高溫脫碳爐渣中的多個(gè)小的帶氣孔氣管，向第一階段燒成室內(nèi)的各原料注入壓力空氣，使原料中的殘留碳持續(xù)充分燃燒，控制注入到不同部位的原料中的空氣量，從而將材料溫度控制在攝氏800950度的一次燒成室內(nèi)的材料， 在約2小時(shí)左右深度經(jīng)過(guò)脫碳和預(yù)燒后(含有0.3%以下可燒成的碳)，該材料在攝氏800950度的溫度下通過(guò)輸送管

6、進(jìn)入二次燒成室，二次燒成室可以填充到容積的90% (容積為鍋爐的16小時(shí)左右的爐渣量) 經(jīng)由配置在燒成室內(nèi)、具有埋入高溫脫碳渣中的多個(gè)小氣孔的氣管，對(duì)第二段燒成室內(nèi)的材料進(jìn)行富氧燒成，燒成室內(nèi)的氧濃度用氧含量測(cè)定器測(cè)定，僅在氧濃度不足30%的情況下，打開(kāi)電動(dòng)排氣閥，進(jìn)入排出廢氣中的新氧的工作的燒成時(shí)間為11第二層燒成室里有1米左右的管道，第二層燒成室裝滿后灰自然堵塞，隔著第二層燒成室，第二層燒成室的富氧氣氛不會(huì)出現(xiàn)在第一層燒成室中。 _第二、第一段燒成室裝滿后(達(dá)到工藝要求容量后)，排出機(jī)構(gòu)以供給速度一致的速度排出。原料冷卻后，進(jìn)入下一個(gè)磨、稀酸浸出工序從以上工藝流程圖可以看出，其火法部分的總

7、運(yùn)行直接成本為： 6300元/噸釩2、原礦發(fā)熱量為每公斤400克左右，其工藝流程圖如下從上圖可以看出，在190噸礦物1噸釩中，火法的一部分噸釩成本是190(30 50) 800=16000元。粉碎后，調(diào)制粒度低于-80的原料，直接進(jìn)入第一段燒成室加熱原料，深度脫碳，時(shí)間為4小時(shí)左右，原料以800950度的溫度進(jìn)入第二段燒成室，進(jìn)行第三段富氧燒成，第二段燒成室可以填充到容積的90%，第二段燒成室內(nèi)的材料中富氧原料冷卻后，直接進(jìn)入稀酸浸出工序，省略臼礦工序。從以上工藝流程圖可以看出，其火法部分的總運(yùn)行直接成本為：萬(wàn)6000元/噸釩3、原礦發(fā)熱量為每公斤40卡路里左右，經(jīng)粉碎制作粒度不足80的原料，

8、用燃料、氣體、電加熱或高溫?zé)煔饧訜岱绞郊訜?，材料溫度達(dá)到攝氏800-950度后，高溫材料可直接進(jìn)入第二段燒成室，燒成室可填充90%，燒成室內(nèi)的材料原料冷卻后，直接進(jìn)入稀酸浸出工序，省略臼礦工序。4 .二段富氧焙燒直接運(yùn)行成本詳細(xì)分析：(1)吹氣成本脫碳渣含可燃性碳2%，發(fā)熱量q為207.86=157.2Kcal/kg，材料進(jìn)入第一段燒成室是750，進(jìn)入第二段燒成室是900。 升溫T=150，吸熱Q1=1500.25=37.5 Kcal/kg，空氣奪走的熱量Q2=119.7 Kcal/kg所需空氣的平均比熱(20-900)為1.06978KJ/Kg.K，散熱所需的20空氣的質(zhì)量為m=119.74

9、結(jié)論：是一級(jí)燒成室，要去除每噸脫碳渣中殘留的碳，升溫到900，需要消耗20的空氣441立方米，吹塑成本是每噸0.21.0元。(2) .富氧成本三氧化二釩轉(zhuǎn)換成五氧化二釩所需的氧的質(zhì)量和生成的五氧化二釩的質(zhì)量比32:180，即五氧化二釩的理論氧量為每噸178kg體積119立方米。 氧的有效利用率估計(jì)為50%，需要93%氧256立方米，現(xiàn)在93%氧成本為每立方米0.5元。結(jié)論：每轉(zhuǎn)化成一噸五氧化二釩，富氧成本為128元。(3)人事費(fèi)采用四班三開(kāi)車(chē)，一班兩人。 人均工資為120元/班。 一天的總工資是960元。 設(shè)備產(chǎn)量為30噸礦/小時(shí).噸釩成本為960/(720/190)=253元。 (以190噸

10、礦物1噸釩計(jì)算)兩段式富氧烘烤裝置的直接生產(chǎn)運(yùn)行成本為533元/噸釩，按600元/噸釩計(jì)算。五、與其他窯型的比較效果1 .與回轉(zhuǎn)窯比較：. (1)直接運(yùn)行成本比效果成本五十元/噸礦工藝流程圖如下所示。從上圖可以看出，210噸礦物1噸釩，其火法的一部分噸釩成本為21030-105302105021020萬(wàn)5250萬(wàn)=74150元(2)設(shè)備投資的效果生產(chǎn)能力為30噸原礦/時(shí)間的兩段式燃燒爐設(shè)備主體的投資預(yù)計(jì)在500800萬(wàn)之間，成套的氧站預(yù)計(jì)達(dá)到100萬(wàn)左右。 同等生產(chǎn)能力的回轉(zhuǎn)窯設(shè)備投資超過(guò)4000萬(wàn)。(3)設(shè)置面積比效果兩段式燒成爐設(shè)備主體的占地面積在回轉(zhuǎn)窯的二十分之一以下。2 .與隧道窯的比

11、較效果. (1)直接運(yùn)行成本比效果其工藝流程圖如下所示從以上的工藝流程圖可以看出，在210噸礦物1噸釩中，火法部分的總運(yùn)轉(zhuǎn)直接成本為：210(305020)5500=32800元/噸釩(2)設(shè)備投資的效果生產(chǎn)能力為30噸/小時(shí)的原礦兩段式焚燒爐設(shè)備主體投資預(yù)計(jì)在500800萬(wàn)之間，配套的氧站預(yù)計(jì)達(dá)到100萬(wàn)左右。 同等生產(chǎn)能力的隧道窯和燃?xì)庹驹O(shè)備投資1200萬(wàn)以上。(3)占地面積兩段式燒成爐設(shè)備本體占地面積在隧道窯的四十分之一以下。三、結(jié)論：(1)對(duì)發(fā)熱量在800克以上的含釩煤，使用循環(huán)流動(dòng)層鍋爐進(jìn)行脫碳發(fā)電，使用兩段式燒爐采用富氧燒成方案，其火法部分直接生產(chǎn)成本每噸釩6300元左右的循環(huán)流動(dòng)

12、層鍋爐進(jìn)行脫碳發(fā)電，使用回轉(zhuǎn)窯原因主要是使用兩段式燃燒爐富氧烘烤方案省略了造粒和一次干磨兩個(gè)環(huán)節(jié)，燃燒環(huán)節(jié)不需要補(bǔ)充熱量(氣體噴出)，兩段式燃燒爐的運(yùn)行操作成本低。(2)每400克發(fā)熱量含釩煤采用兩段式燒成爐富氧燒成方案，該火法部分的直接生產(chǎn)成本為每噸釩16000元左右的遂道窯燒成方案，該火法部分的直接生產(chǎn)成本為每噸釩32000元左右。 原因主要是使用二段式燃燒爐富氧焙燒方案省略了磚和二次干磨兩個(gè)環(huán)節(jié)，而且焙燒環(huán)節(jié)不需要補(bǔ)充熱量(氣體噴出)，二段式燃燒爐的運(yùn)行成本低，同時(shí)轉(zhuǎn)化率提高10%左右。(3)發(fā)熱量800克的含釩煤直接采用終道窯燒成方案，其火法部分直接生產(chǎn)成本超過(guò)每噸釩32000元左右。

13、 原因主要是脫碳時(shí)間長(zhǎng)或部分脫碳后再制磚。 采用循環(huán)流化床鍋爐脫碳發(fā)電，采用兩段式燒爐富氧燒成方案，其火法部分的直接生產(chǎn)成本為每噸釩6300元左右。六、目前這項(xiàng)技術(shù)開(kāi)發(fā)的進(jìn)展從2011年12月到2012年3月，共進(jìn)行了300個(gè)以上的小規(guī)模實(shí)驗(yàn)。 檢查員檢查的結(jié)果，燒成轉(zhuǎn)化率最大達(dá)到90%。 具體的數(shù)據(jù)見(jiàn)附件一。 2012年5月至9月建立了高7米、截面積11.2米的冷態(tài)試驗(yàn)原型，進(jìn)行了10種氣管排列的3種出料方式的試驗(yàn)。 目前，能夠?qū)崿F(xiàn)同一水平材料的均勻落下，本燒成法的裝置在結(jié)構(gòu)上完全實(shí)現(xiàn)。7 .結(jié)語(yǔ)：用二段式燒爐將含釩煤與三段式脫碳燒成，直接生產(chǎn)運(yùn)行成本低、轉(zhuǎn)化率高、設(shè)備投資少、占地面積小、煤

14、先發(fā)電冶煉，符合國(guó)家資源的綜合利用，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策，具有各方面的補(bǔ)助金和優(yōu)惠。 該方法值得進(jìn)行下一步中型熱狀態(tài)實(shí)驗(yàn)。 如果在熱狀態(tài)下試驗(yàn)轉(zhuǎn)化率小，則容易開(kāi)發(fā)生產(chǎn)設(shè)備。 此外，該裝備被廣泛用于提取其他金屬焙燒環(huán)節(jié)，具有廣泛的前景。 我們想和有遠(yuǎn)見(jiàn)的你合作，盡快開(kāi)發(fā)出能用于實(shí)際工業(yè)化大生產(chǎn)的兩段式燒爐。謝謝你，2013/3/8彭武星”(以上是會(huì)議的發(fā)言原文)二、試運(yùn)行過(guò)程1 .設(shè)備介紹：這兩段式焙燒窯總高7米，第一層高2.8米，橫穿11層通氣管，每層610個(gè)中間隔板厚0.2米，第二層高2.8米，橫穿4層通氣管，每層68個(gè)排放機(jī)構(gòu)的高度內(nèi)腔的尺寸為0.71.05米。 截面積為0.735平方米。 窯

15、體的壁厚為15cm。2 .試運(yùn)行過(guò)程概述：(1)試運(yùn)行時(shí)，原料(CFB鍋爐的熱脫碳渣)分兩種方式進(jìn)行(a )原料從CFB鍋爐的溢流口通過(guò)槽從兩段式燒成窯的頂直接進(jìn)入。(b )原料從CFB鍋爐底部的爐渣口掉入吊桶(600kg/桶)，提起吊桶進(jìn)料，裝入窯頂倉(cāng)。(2)原料進(jìn)入焙燒窯的第一段后，打開(kāi)進(jìn)料器，落料速度為1.22.5m/h，出料量為0.88噸-1.8噸/小時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)吹入空氣，各層的通氣量由各層的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制，各層的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥由各層的第一段燒成時(shí)間為1.1-2.3小時(shí)，燒成溫度為800度至910度(上下部高)。(3)第二階段吹入富氧氣體，燒成時(shí)間同樣為1.1-2.3小時(shí)，燒成溫度為

16、880900度。3、現(xiàn)場(chǎng)照片說(shuō)明(1) :設(shè)備全景。(2)燒成窯和鍋爐的相對(duì)位置。(3)窯頂倉(cāng)、一級(jí)燒成窯體和分層插入的供氣管、各層氣管與供氣主管相連的實(shí)際狀態(tài)。(4)帶自動(dòng)排出門(mén)的鏟斗。(5)從溢流口直接供給圖(6)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。(7)PLC工業(yè)用計(jì)算機(jī)。(8)鼓風(fēng)機(jī)單元(9)，以下的運(yùn)轉(zhuǎn)片段(十)安裝工程三、燒成結(jié)果：含釩煤燒成后的轉(zhuǎn)化率與礦種有很大關(guān)系。 以上數(shù)據(jù)為湖南懷化洪江地區(qū)的原礦，滲出千分之三稀酸。 原本在平窯燒成轉(zhuǎn)化率最高，平均55%。四、兩種運(yùn)行模式：1 .將本裝置放置在CFB鍋爐附近，將初步脫碳的鍋爐熱渣和集塵器的飛灰混合，吊到材料倉(cāng)庫(kù)，運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備。 簡(jiǎn)稱為熱模式。2、本裝置單獨(dú)使用，先進(jìn)引火物、點(diǎn)火成功后，將碳含量為2.58%的原礦送到料倉(cāng)，并運(yùn)行設(shè)備。 簡(jiǎn)稱為冷模式。五、試運(yùn)行成本：在長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)的燒成過(guò)程中不需要外部熱源，但只有鼓風(fēng)機(jī)、材料系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)需要消耗電力，富氧燒成部需要少量的氧，操作者少，所以燒成成本很有效。由于上升用電氣葫蘆1