CN111926179A - 一种微波提钒节能环保提取装置及提取方法 - Google Patents
一种微波提钒节能环保提取装置及提取方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111926179A CN111926179A CN202010938945.3A CN202010938945A CN111926179A CN 111926179 A CN111926179 A CN 111926179A CN 202010938945 A CN202010938945 A CN 202010938945A CN 111926179 A CN111926179 A CN 111926179A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microwave
- sent
- gas
- vanadium
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 41
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000009272 plasma gasification Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 17
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 17
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 16
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 14
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 12
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 11
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 10
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- CMZUMMUJMWNLFH-UHFFFAOYSA-N sodium metavanadate Chemical compound [Na+].[O-][V](=O)=O CMZUMMUJMWNLFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 9
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 7
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 7
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 7
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 5
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 5
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 4
- 238000000874 microwave-assisted extraction Methods 0.000 claims description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 4
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 3
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 15
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- 208000013201 Stress fracture Diseases 0.000 description 1
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/02—Apparatus therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
- C22B3/06—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic acid solutions, e.g. with acids generated in situ; in inorganic salt solutions other than ammonium salt solutions
- C22B3/08—Sulfuric acid, other sulfurated acids or salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/22—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/20—Obtaining niobium, tantalum or vanadium
- C22B34/22—Obtaining vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Geology (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
本发明公开了一种微波提钒节能环保提取装置及提取方法，包括原料处理系统、等离子气化熔融炉Ⅰ8,微波提取器13,微波干燥器Ⅰ20,微波碳热还原炉22,其特征在于所述的原料处理系统连接等离子气化熔融炉Ⅰ8,所述等离子气化熔融炉Ⅰ8与配药罐9、微波提取器13顺序连接，微波提取器13下游设置带式真空过滤机Ⅰ17，所述的带式真空过滤机Ⅰ17的液体出口连接沉淀池18，所述沉淀池18顺序连接带式真空过滤机Ⅱ19、微波干燥器Ⅰ20和微波碳热还原炉22。本发明的针对微波提钒的特殊工艺设计而成，针对每个特殊环节制定出整套系统的连接结构关系，针对该装置进行提钒具备非常多的优点，值得广泛推广。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种微波提钒节能环保提取装置。
背景技术
据了解在国内到目前为止几乎全部石煤钒的提取工艺都采用高能耗回转窑焙烧工艺，微波加热与传统的回转窑加热不同，他不需要由表及里的热传导，而是通过微波在物料内部的能量耗散来直接加热物料。根据物料性质（电导率、磁导率、介电常数）的不同，微波可以直接而有效地在整个物料内部产生热量，由于微波能够加热大多数有用矿物，而不加热脉石矿物，因而在有用矿物和脉石矿物之间会形成明显的局部温差，从而使它们之间产生热应力，当这种热应力大到一定的程度时，就会在矿物之间的界面上产生裂缝，裂缝的产生可以有效地促进有用矿物的单体解离使目标金属与脉石分离。用微波（2450MHz，1000W）对炭和十多种种氧化物及硫化物进行辐射，一些化合物在一分钟内就能被加热到摄氏几百度，微波能可以使原子和分子发生高速振动，从而为化学反应创造出更为有利的热力学条件。实验证明：微波加热能够促进从矿石中提取稀有金属和重金属、工业废料的处理等等。几乎所有工业上使用的金属都可以用微波进行处理，工业使用的频段在915MHz和2450MHz。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微波提钒节能环保提取装置。
本发明的第二目的是提供一种利用微波提钒节能环保提取装置提取钒的方法。
本发明的第一目的是这样实现的，包括原料处理系统、等离子气化熔融炉Ⅰ8,微波提取器13,微波干燥器Ⅰ20,微波碳热还原炉22,所述的原料处理系统连接等离子气化熔融炉Ⅰ8, 所述等离子气化熔融炉Ⅰ8与配药罐9、微波提取器13顺序连接，微波提取器13下游设置带式真空过滤机Ⅰ17，所述的带式真空过滤机Ⅰ17的液体出口连接沉淀池18，所述沉淀池18顺序连接带式真空过滤机Ⅱ19、微波干燥器Ⅰ20和微波碳热还原炉22。
本发明的第一目的是这样实现的，具体包括如下步骤：
步骤A：原矿经原矿处理系统处理后，通过等离子气化熔融炉Ⅰ8进行氧化裂解后运送至配药罐9用硫酸铵和氧化剂进行配药，二者的质量比为1:0.5~0.7，调整矿浆浓度为固液比1:3-8，调整后送入微波提取器13提取钒元素；
步骤B：微波提取器13在微波提取过程中产生的废气送入气液混合器Ⅰ14，由循环泵Ⅰ15输送净化液至气液混合器Ⅰ14进行气液混合送入空气净化器Ⅰ16气液分离后，气体排放，浆液另行处理；
步骤C：从微波提取器13浸出的矿浆送往带式真空过滤机Ⅰ17进行固液分离，含钒液送到沉淀池18用氢氧化钠或氨沉出钒酸钠或钒酸铵，沉淀物与药液一同送往带式真空带式真空过滤机Ⅱ19进行固液分离，药液循环使用，固体钒酸钠或钒酸铵送往微波干燥器Ⅰ20进行干燥，微波干燥器Ⅰ20的废气送往空气净化器Ⅱ21净化后排放，干燥后的钒酸钠或钒酸铵配入30%-90%的纯碳粉送入微波碳热还原炉22进行还原得金属产品，通过金属钒产品收集装置23进行收集。
本发明的有益效果：本发明是针对石煤微波提钒的特殊工艺设计而成，针对每个特殊环节制定出整套系统的连接结构关系，针对该装置进行提钒具备如下的优点：
（1）选择性加热物料，升温速率快，加热效率高。
（2）微波能够同时促进吸热反应和放热反应，对化学反应具有催化作用。
（3）当用微波加热代替传统加热时，熔炼和其他高温化学反应可以在十分低的温度下进行，即微波加热具有降低化学反应温度的作用。
（4）微波很容易使极性液体（例如水、乙醇、各种酸碱盐溶液等）加热，因而微波加热可以用来促进矿物在溶剂中的溶解，提高湿法冶金过程中的浸出速率和降低过程中的能耗。
（5）微波本身不产生任何气体，所需净化的只有还原或氧化反应产生的气体，因而利于环保。
（6）易于自动化控制。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图中：1-破碎机，2-提升机，3-干燥塔Ⅰ，4-运输机，5-下料机，6-雷蒙磨，7-集料器，8-等离子气化熔融炉Ⅰ，9-配药罐,10-微波电源,11-控制器,12-微波发生器,13-微波提取器,14-气液混合器Ⅰ,15-循环泵Ⅰ,16-空气净化器Ⅰ,17-带式真空过滤机Ⅰ,18-沉淀池,19-带式真空过滤机Ⅱ,20-微波干燥器Ⅰ,21-空气净化器Ⅱ，22-微波碳热还原炉，23-金属钒收集装置，24-热风机，25-干燥塔Ⅱ，26-集尘器Ⅰ，27-风力分级机，28-集尘器Ⅱ，29-气液混合器Ⅱ，30-循环泵Ⅱ，31-空气净化器Ⅲ，32-等离子气化熔融炉Ⅱ，33-气泡砖系统，34-二氧化碳吸收塔，35-熔炼炉，36-水淬池，37-白炭黑沉淀池，38-漂洗装置，39-带式真空过滤机Ⅲ，40-微波浓缩结晶器，41-微波干燥器Ⅱ，42-空气净化器Ⅳ，43-白炭黑产品收集装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不得以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
如图1所示，一种微波提钒节能环保提取装置，包括原料处理系统、等离子气化熔融炉Ⅰ8,微波提取器13,微波干燥器Ⅰ20,微波碳热还原炉22,所述的原料处理系统连接等离子气化熔融炉Ⅰ8, 所述等离子气化熔融炉Ⅰ8与配药罐9、微波提取器13顺序连接，微波提取器13下游设置带式真空过滤机Ⅰ17，所述的带式真空过滤机Ⅰ17的液体出口连接沉淀池18，所述沉淀池18顺序连接带式真空过滤机Ⅱ19、微波干燥器Ⅰ20和微波碳热还原炉22。
所述的带式真空过滤机Ⅰ17的固体出口连接干燥塔Ⅱ25，所述的干燥塔Ⅱ25下游顺序连接集尘器Ⅰ26和风力分级机27，所述风力分级机27的含碳矿物出口连接等离子气化熔融炉Ⅱ32，等离子气化熔融炉Ⅱ32的气体出口连接二氧化碳吸收塔34，等离子气化熔融炉Ⅱ32的固体物料出口连接气泡砖系统33。
所述的风力分级机27的二氧化硅出口连接熔炼炉35，所述熔炼炉35连接水淬池36，水淬池36下游顺序连接白炭黑沉淀池37、微波浓缩装置40，所述的二氧化碳吸收塔34的出口连接白炭黑沉淀池37，所述的白炭黑沉淀池37的上清液出口连接微波浓缩结晶池40，所述的白炭黑沉淀池37的沉淀物出口连接漂洗机38，漂洗机38连接带式真空过滤机Ⅲ39，所述带式真空过滤机Ⅲ39过滤液出口连接微波浓缩结晶池40，所述带式真空过滤机Ⅲ39固体物料出口连接微波干燥器Ⅱ41，所述的微波干燥器Ⅱ41的废气出口连接空气净化器Ⅳ42，固体出口连接白炭黑产品收集装置43。
所述的原料处理系统包括破碎机1，所述的破碎机1的出料口连接提升机2，提升机2的物料出口连接干燥塔Ⅰ3，干燥塔Ⅰ3顺序连接运输机4、下料机5、雷蒙磨6和集料器7。
所述的微波提取器13的废气出口连接气液混合器Ⅰ14，气液混合器Ⅰ14连接空气净化器Ⅰ16，所述的气液混合器Ⅰ14与空气净化器Ⅰ16之间设置循环泵Ⅰ15。
所述的带式真空过滤机Ⅱ19的药物回收口连接沉淀池18。
所述的所述微波提取器13、微波干燥器Ⅰ20、微波碳热还原炉22和微波干燥器Ⅱ41均连接微波发生器12，微波发生器12由控制器11控制，控制器11连接微波电源10。
所述的集尘器Ⅱ28连接气液混合器Ⅱ29，气液混合器Ⅱ29连接空气净化器Ⅲ31，所述的气液混合器Ⅱ29与空气净化器Ⅲ31之间设置循环泵Ⅱ30。
微波提取器13、微波干燥器Ⅰ20、微波碳热还原炉22、微波干燥器Ⅱ41与微波发生器12之间封闭设置隔离器，只允许微波通过，不允许反射波返回损坏微波发生器，所有微波系统均在金属制造的壳体内运行，避免微波泄漏。
所述的集尘器Ⅰ26的气体出口连接空气净化器Ⅰ16。
所述的等离子气化熔融炉Ⅰ8的烟尘出口连接到集料器7，集料器7的气体出口连接到空气净化器Ⅰ16。
本发明所述的方法包括如下步骤：
原矿经破碎机1破碎至1~2厘米，经提升机2提升到干燥塔Ⅰ进行干燥处理，干燥后通过皮带运输机4运送到下料机5定量送给雷蒙磨6粉碎至0.074mm后由集料器7进行收集，通过等离子气化熔融炉Ⅰ8进行氧化裂解后运送至配药罐9用硫酸铵和适量的氧化剂（过氧化氢）根据矿物含量进行配药和调整矿浆浓度为固液比1:3-8，调整后送入微波提取器13提取钒元素，微波提取器13由微波电源10提供电源经控制器11调节微波发生器12的输出功率与微波提取器13进行匹配，微波提取器13在微波提取过程中产生的废气送入气液混合器Ⅰ14，由循环泵Ⅰ15输送净化液至气液混合器Ⅰ14进行气液混合送入空气净化器Ⅰ16气液分离后，气体排放，浆液另行处理，从微波提取器13浸出的矿浆送往带式真空过滤机Ⅰ17进行固液分离，含钒液送到沉淀池18用氢氧化钠或氨沉出钒酸钠或钒酸铵，沉淀物与药液一同送往带式真空带式真空过滤机Ⅱ19进行固液分离，药液循环使用，固体钒酸钠或钒酸铵送往微波干燥器Ⅰ20进行干燥，微波干燥器Ⅰ20的废气送往空气净化器Ⅱ21净化后排放，干燥后的钒酸钠或钒酸铵配入30%-90%的纯碳粉送入微波碳热还原炉22进行还原得金属产品，通过金属钒产品收集装置23进行收集，还原过程中产生的二氧化碳送回空气净化器Ⅱ21吸收净化，空气排放，碳酸液回收用于沉淀白炭黑。
从带式真空带式真空过滤机Ⅰ17过滤的固体物送往干燥塔Ⅱ25，由热风机24提供热风进行干燥，由干燥塔Ⅱ25干燥后的固体物通过集尘器Ⅰ26收集后送往风力分级机27进行轻重物料分离，尾尘送集尘器Ⅱ28收集，废气由气液混合器Ⅱ29与循环泵Ⅱ30气液混合后送至空气净化器Ⅲ31净化排放，风力分级机27与集尘器Ⅱ28分离出来的轻质含碳矿物送到等离子气化熔融炉Ⅱ32进行氧化裂解，裂解后的二氧化碳送二氧化碳吸收塔34进行吸收，固体氧化物送到制砖系统33用于制气泡砖，从风力分级机27分离出来的重矿物二氧化硅，加入二氧化硅质量1:1或2:1的碳酸钠送入高频硅酸钠熔炼炉35进行熔炼，溶蚀后经水淬池36急冷淬裂溶解后过滤不溶物送往白炭黑沉淀池37，从二氧化碳吸收塔34中抽出碳酸加入到白炭黑沉淀池37进行中和反应，生成白炭黑沉淀，上清液送往微波浓缩结晶池40浓缩结晶碳酸钠循环使用，沉淀物送至除杂漂洗装置38进行漂洗后经带式真空带式真空过滤机Ⅲ39进行真空脱水，过滤液送微波浓缩结晶池40浓缩结晶碳酸钠循环使用，固体白炭黑送往微波干燥器Ⅱ进行干燥，废气送到空气净化器Ⅳ42净化后排放，干燥白炭黑经粉碎得白炭黑产品通过白炭黑产品收集装置43进行收集。
从集尘器Ⅰ26出来的废气经过空气净化器Ⅰ16进行净化后排放，从等离子气化熔融炉Ⅰ8出来的烟尘经集料器7收集后烟气进入空气净化器Ⅰ16进行净化后排放。
实施例：
由贵州省瓮安县小河钒矿提供了1吨石煤钒矿（含碳量14.87%、五氧化二钒4.6%），经破碎，干燥细磨成0.074mm粉末后，经过等离子气化熔融炉氧化裂解，取5kg干粉，以固液比1:4，硫酸铵60g/L和适量的氧化剂（过氧化氢）经（2450MHz，1000W）微波矿浆循环辐照180s，矿浆温度达到80摄氏度，经过滤滴定，测定，得到五氧化二钒4.28%，钒回收率达93%。
研究结果表明：影响矿物升温速率的另一个重要因素是矿物的组成和结构，即矿物的升温速率与矿物的离子类型、离子半径、键型和杂质含量直接相关。单质元素基本都能被微波加热，其中纯碳的微波加热升温速率最快，仅 60s 就可以加热到 1200摄氏度。因为石煤钒矿中含碳量14.87%，由于碳的存在，碳和钒都吸收微波能量，矿石发生了热应力断裂，目的金属与脉石被分离，药物在微波催化下迅速把钒溶解，故在几分钟内便完成提取作业。
Claims (10)
1.一种微波提钒节能环保提取装置，包括原料处理系统、等离子气化熔融炉Ⅰ（8）,微波提取器（8）,微波干燥器Ⅰ（20）,微波碳热还原炉（22）,其特征在于所述的原料处理系统连接等离子气化熔融炉Ⅰ（8）, 所述等离子气化熔融炉Ⅰ（8）与配药罐（9）、微波提取器（8）顺序连接，微波提取器（8）下游设置带式真空过滤机Ⅰ（17），所述的带式真空过滤机Ⅰ（17）的液体出口连接沉淀池1（8），所述沉淀池1（8）顺序连接带式真空过滤机Ⅱ1（9）、微波干燥器Ⅰ（20）和微波碳热还原炉（22）。
2.根据权利要求1所述的微波提钒节能环保提取装置，其特征在于所述的带式真空过滤机Ⅰ（17）的固体出口连接干燥塔Ⅱ（25），所述的干燥塔Ⅱ（25）下游顺序连接集尘器Ⅰ（26）和风力分级机（27），所述风力分级机（27的含碳矿物出口连接等离子气化熔融炉Ⅱ（32），等离子气化熔融炉Ⅱ（32）的气体出口连接二氧化碳吸收塔（34），等离子气化熔融炉Ⅱ（32）的固体物料出口连接气泡砖系统（33）。
3.根据权利要求2所述的微波提钒节能环保提取装置，其特征在于所述的风力分级机（27）的二氧化硅出口连接熔炼炉（35），所述熔炼炉（35）连接水淬池（36），水淬池（36）下游顺序连接白炭黑沉淀池（37）、微波浓缩装置（40），所述的二氧化碳吸收塔（34）的出口连接白炭黑沉淀池（37），所述的白炭黑沉淀池（37）的上清液出口连接微波浓缩结晶池（40），所述的白炭黑沉淀池（37）的沉淀物出口连接漂洗机（38，漂洗机（38）连接带式真空过滤机Ⅲ（39），所述带式真空过滤机Ⅲ（39）过滤液出口连接微波浓缩结晶池（40），所述带式真空过滤机Ⅲ（39）固体物料出口连接微波干燥器Ⅱ（41），所述的微波干燥器Ⅱ（41）的废气出口连接空气净化器Ⅳ（42），固体出口连接白炭黑产品收集装置（43）。
4.根据权利要求1所述的微波提钒节能环保提取装置，其特征在于所述的原料处理系统包括破碎机（1），所述的破碎机（1）的出料口连接提升机（2），提升机（2）的物料出口连接干燥塔Ⅰ3，干燥塔Ⅰ（3）顺序连接运输机（4）、下料机（5）、雷蒙磨（6）和集料器（7）。
5.根据权利要求1所述的微波提钒节能环保提取装置，其特征在于所述的微波提取器（8）的废气出口连接气液混合器Ⅰ（14），气液混合器Ⅰ（14）连接空气净化器Ⅰ（16），所述的气液混合器Ⅰ（14）与空气净化器Ⅰ（16）之间设置循环泵Ⅰ（15）。
6.根据权利要求1所述的微波提钒节能环保提取装置，其特征在于所述的带式真空过滤机Ⅱ（19）的药物回收口连接沉淀池（18）。
7.根据权利要求1所述的微波提钒节能环保提取装置，其特征在于所述的集尘器Ⅱ（28）连接气液混合器Ⅱ（29），气液混合器Ⅱ（29）连接空气净化器Ⅲ（31），所述的气液混合器Ⅱ（29）与空气净化器Ⅲ（31）之间设置循环泵Ⅱ（30）。
8.根据权利要求1或2所述的微波提钒节能环保提取装置，其特征在于所述的微波提取器（8）、微波干燥器Ⅰ（20）、微波碳热还原炉（22）、微波干燥器Ⅱ（41）与微波发生器（12）之间封闭设置隔离器。
9.一种利用权利要求1所述的微波提钒节能环保提取装置提取钒的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤A：原矿经原矿处理系统处理后，通过等离子气化熔融炉Ⅰ（8）进行氧化裂解后运送至配药罐（9）用硫酸铵和氧化剂进行配药，二者的质量比为1:0.5~0.7，调整矿浆浓度为固液比1:3-8，调整后送入微波提取器（8）提取钒元素；
步骤B：微波提取器（8）在微波提取过程中产生的废气送入气液混合器Ⅰ（14），由循环泵Ⅰ（15）输送净化液至气液混合器Ⅰ（14）进行气液混合送入空气净化器Ⅰ（16）气液分离后，气体排放，浆液另行处理；
步骤C：从微波提取器（8）浸出的矿浆送往带式真空过滤机Ⅰ（17）进行固液分离，含钒液送到沉淀池（18）用氢氧化钠或氨沉出钒酸钠或钒酸铵，沉淀物与药液一同送往带式真空带式真空过滤机Ⅱ（19）进行固液分离，药液循环使用，固体钒酸钠或钒酸铵送往微波干燥器Ⅰ（20）进行干燥，微波干燥器Ⅰ（20）的废气送往空气净化器Ⅱ（21）净化后排放，干燥后的钒酸钠或钒酸铵配入30%-90%的纯碳粉送入微波碳热还原炉（22）进行还原得金属产品，通过金属钒产品收集装置（23）进行收集。
10.根据利用权利要求9所述的微波提钒节能环保提取装置提取钒的方法，其特征在于还包括白炭黑产品提取步骤，具体如下：
步骤D：从带式真空带式真空过滤机Ⅰ（17）过滤的固体物送往干燥塔Ⅱ（25），由热风机（24）提供热风进行干燥，由干燥塔Ⅱ（25）干燥后的固体物通过集尘器Ⅰ（26）收集后送往风力分级机（27）进行轻重物料分离，尾尘送集尘器Ⅱ（28）收集，废气由气液混合器Ⅱ（29）与循环泵Ⅱ（30）气液混合后送至空气净化器Ⅲ（31）净化排放；
步骤E：风力分级机（27）与集尘器Ⅱ（28）分离出来的轻质含碳矿物送到等离子气化熔融炉Ⅱ（32）进行氧化裂解；
步骤F：裂解后的二氧化碳送二氧化碳吸收塔（34）进行吸收，固体氧化物送到制砖系统（33）用于制气泡砖，从风力分级机（27）分离出来的重矿物二氧化硅，加入二氧化硅质量1:1或2:1的碳酸钠送入高频硅酸钠熔炼炉（35）进行熔炼，溶蚀后经水淬池（36）急冷淬裂溶解后过滤不溶物送往白炭黑沉淀池（37），从二氧化碳吸收塔（34）中抽出碳酸加入到白炭黑沉淀池（37）进行中和反应，生成白炭黑沉淀，上清液送往微波浓缩结晶池（40）浓缩结晶碳酸钠循环使用，沉淀物送至除杂漂洗装置（38）进行漂洗后经带式真空带式真空过滤机Ⅲ（39）进行过滤，过滤液送微波浓缩结晶池（40）浓缩结晶碳酸钠循环使用，固体白炭黑送往微波干燥器Ⅱ（41）进行干燥，废气送到空气净化器Ⅳ（42）净化后排放，干燥白炭黑经粉碎得白炭黑产品通过白炭黑产品收集装置（43）进行收集。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010938945.3A CN111926179A (zh) | 2020-09-09 | 2020-09-09 | 一种微波提钒节能环保提取装置及提取方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010938945.3A CN111926179A (zh) | 2020-09-09 | 2020-09-09 | 一种微波提钒节能环保提取装置及提取方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111926179A true CN111926179A (zh) | 2020-11-13 |
Family
ID=73309896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010938945.3A Pending CN111926179A (zh) | 2020-09-09 | 2020-09-09 | 一种微波提钒节能环保提取装置及提取方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111926179A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112456506A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-03-09 | 云南等离子科技有限公司 | 一种高效节能环保白炭黑生产装置及工艺 |
| CN113047837A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-06-29 | 东北大学 | 一种金属矿微波-机械流态化开采系统及开采方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101955226A (zh) * | 2010-11-01 | 2011-01-26 | 南通汉瑞实业有限公司 | 采用微波法碱液浸出钒矿石中钒的提取工艺 |
| CN110229957A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-09-13 | 刘冠诚 | 一种钒矿石等离子裂解电化学提钒的方法 |
| CN212388085U (zh) * | 2020-09-09 | 2021-01-22 | 云南等离子科技有限公司 | 一种微波提钒节能环保提取装置 |
-
2020
- 2020-09-09 CN CN202010938945.3A patent/CN111926179A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101955226A (zh) * | 2010-11-01 | 2011-01-26 | 南通汉瑞实业有限公司 | 采用微波法碱液浸出钒矿石中钒的提取工艺 |
| CN110229957A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-09-13 | 刘冠诚 | 一种钒矿石等离子裂解电化学提钒的方法 |
| CN212388085U (zh) * | 2020-09-09 | 2021-01-22 | 云南等离子科技有限公司 | 一种微波提钒节能环保提取装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 董智虞: "矿产工业利用手册", 31 January 1989, 中国地质信息中心, pages: 242 - 243 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112456506A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-03-09 | 云南等离子科技有限公司 | 一种高效节能环保白炭黑生产装置及工艺 |
| CN112456506B (zh) * | 2020-12-21 | 2023-05-05 | 云南等离子科技有限公司 | 一种高效节能环保白炭黑生产装置及工艺 |
| CN113047837A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-06-29 | 东北大学 | 一种金属矿微波-机械流态化开采系统及开采方法 |
| CN113047837B (zh) * | 2021-03-30 | 2022-02-01 | 东北大学 | 一种金属矿微波-机械流态化开采系统及开采方法 |
| US11773720B2 (en) | 2021-03-30 | 2023-10-03 | Northeastern University | Microwave-mechanical fluidization mining system and mining method for metal mines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107032372B (zh) | 一种从锂云母精矿提取锂的方法 | |
| CN111876616A (zh) | 一种石煤钒矿氧化破晶焙烧提钒综合利用系统 | |
| CN101892394B (zh) | 一种从锂云母中提取锂的方法和设备 | |
| CN104876250B (zh) | 一种硫酸处理锂云母提锂除铝的方法 | |
| CN105385844B (zh) | 一种焙烧脱氟装置及工艺 | |
| CN101717867A (zh) | 一种利用富氧焙烧提取钒的方法及提取钒的装置 | |
| CN111719054A (zh) | 一种石煤钒矿的氧化破晶焙烧综合利用方法 | |
| CN111926179A (zh) | 一种微波提钒节能环保提取装置及提取方法 | |
| CN108118143A (zh) | 两段氯化焙烧-碱液浸出法从锂云母中提锂制备碳酸锂的方法 | |
| CN212388085U (zh) | 一种微波提钒节能环保提取装置 | |
| CN107902925A (zh) | 利用菱镁矿冶炼轻质氧化镁的方法 | |
| CN103498047A (zh) | 一种石煤氧化焙烧后碱浸提钒的工艺 | |
| CN101215646A (zh) | 粘土矿湿法提钒工艺 | |
| CN106882839B (zh) | 一种钛白废酸综合利用的方法 | |
| CN113106266A (zh) | 一种脱除冶金粉尘中锌元素的工艺方法 | |
| CN217202884U (zh) | 一种微波鼓风联合焙烧中低品位硫化锑回收氧化锑的装置 | |
| CN116425123B (zh) | 一种利用工业副产石膏制备硫化钙的装置系统及方法 | |
| CN112028081B (zh) | 一种等离子综合回收处理磷石膏的装置及其方法 | |
| CN206457532U (zh) | 一种真空微波炼镁装置 | |
| CN116240400A (zh) | 一种锂云母提锂废渣低温高效提锂的方法 | |
| CN110451556B (zh) | 一种次氧化锌、硫酸锌以及纳米氧化锌的生产工艺 | |
| CN107010852A (zh) | 一种轻烧氧化镁生产方法 | |
| CN221397972U (zh) | 一种钒矿焙烧装置及处理系统 | |
| CN206467279U (zh) | 一种旋转床处理稀土精矿的系统 | |
| CN112028093A (zh) | 一种高活性高纯氧化镁的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |