回转窑低温煅烧多钒酸铵生产五氧化二钒工艺研究

工艺与设备
化 工 设 计 通 讯
Technology and Equipment
Chemical Engineering Design Communications
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第44卷第8期
2018年8月
河钢承钢钒钛事业部采用干燥—煅烧脱氨—熔化铸片三步法生产片状五氧化二钒工艺，干燥—煅烧脱氨两步法生产粉状五氧化二钒工艺。

将APV 由含水35%左右脱水至1%左右。

煅烧过程为分解、还原、氧化反应。

其中煅烧过程是整个三步法工艺控制的关键，煅烧不充分时，作为铸片原料熔点高，熔化工序熔化速度慢，造成能耗高，耐材侵蚀速度加快。

而煅烧过程温度过高，虽然能加快煅烧速度，但在煅烧后物料熔点低，易形成熔结块状物料，同样造成生产阻滞。

故对回转窑煅烧窑中物料的煅烧状态进行细致分析，优化其他可以促进煅烧的工艺参数，采用低温方式进行煅烧，同时还能保证煅烧效果的方式，是尤为必要的。

1 煅烧过程分析
干燥后得到的含水量小于1%的六聚多钒酸铵是煅烧过程的主要原料。

分子式为：（NH 4）2V 6O 16。

发生如下反应：
温度达到170℃左右时，多钒酸铵开始分解反应。

（NH 4）2V 6O 16加热
NH 3↑+3V 2O 5+H 2O
但在此温度下，氨气还原五氧化二钒生成低价钒，属于不可避免的不良反应。

2NH 3+3V 2O 5加热3V 2O 4+3H 2O
其中生产粉剂五氧化二钒，煅烧过程中可以发生分解反应的为硫酸铵。

3（NH 4）2SO 4加热
3SO 2↑+6H 2O+4NH 3↑+N 2↑
传统煅烧方式一般采取了高温煅烧的方式，及煅烧温度达到650℃左右。

而工业化生产的多钒酸铵，因纯度原因，熔点通常低于理论熔点667℃，形成个别物料造成提前熔融，阻塞出料输送设备并造成粉状五氧化二钒粒度不合格。

2 煅烧试验过程
2.1 总体指导思路
（1）采用低于五氧化二钒熔点温度煅烧的方式，使煅烧过程中根本不存在过烧的可能性。

（2）对影响煅烧效果的其他因素进行正交试验，在温度低的不利因素下，实现煅烧效果的提升，在生产片状五氧化二钒时，最终提升至入炉粉钒四价钒含量低于5%的标准。

在生产粉状五氧化二钒时，最终提升至出炉粉钒四价钒含量低于1%的标准。

2.2 具体实验过程
根据原有煅烧各工艺参数制定。

（1）选取温度、投料量、反应时间作为参数变量，四价钒含量作为检测值变量。

（2）温度参数为A 因素，反应时间为B 因素，皮带秤投料量为C 因素。

（3）A 因素采用A 1 480℃ A 2 530℃ A 3580℃ B 因素采用B 1 90min B 2 120min B 3150min C 因素采用C 1 1.3t C 2 1.5t C 31.7t 注：
①工业多钒酸铵熔化温度约为560℃左右，考虑到热电偶测量为显示温度一般比物料接触温度要高30~50℃。

故选取580℃作为上限温度。

②反应时间90min 对照窑体运行电机频率为9.5Hz 。

反应时间120min 对照窑体运行电机频率为7.5Hz 。

反应时间150min 对照窑体运行电机频率为6.5Hz 。

按照上述步骤修改参数，进行生产试验。

2.3 通过试验数据得出初步结论
（1）温度（窑体整体温度）低于580℃，从外观可直接判定煅烧效果不理想。

温度选取范围为（560±30）~（580±30）℃（见表1）。

表1 工艺参数对照表
参数组分 整体温度（℃）反应时间（min ）盘干料量（t/h ）空气风机频率（Hz ）
试验前630±30180 1.0~1.75试验后
580±30
120
≤1.8
20~30
（2）反应时间过短四价钒含量仍然高（实际熔化效果尚可），但本着效益最大化原则，只有选取四价钒低于5%的才最好。

（3）反应时间在窑体124~94s/r 均可。

当料量大时，窑体应该快转。

测试温度参数及120min 反应时间时，窑体最大投料速度。

操作方法不变，每2h 增加一次皮带秤料量。

2.4 通过试验数据可以发现得出初步结论
此种操作方法的极限料量：不高于1.8t/h （湿基钒酸铵）。

3 结束语
本次试验煅烧效果较为稳定，其中注意要素有以下4点：1）窑内废气的排出速度对反应影响很大。

其判断要点为：在空气风机30Hz 配风下，窑尾处不得有烟气外溢。

2）温度的保障以稳定为宜，3~6区温度不宜超过500℃，7~11区温度为设定温度，12区温度不超过500℃（见表2）。

摘　要：河钢承钢钒钛事业部生产五氧化二钒产品采用“三步法”工艺，煅烧控制为其关键工艺。

煅烧温度、反应时间、氧化气氛的控制，大大影响后续铸片熔化生产片状五氧化二钒的工序生产顺行度及生产粉状五氧化二钒的产品质量，造成生产成本浪费。

根据煅烧的反应原理，研究低温、快速煅烧工艺，解决煅烧效果不稳定的问题。

关键词：五氧化二钒；回转窑；三步法；低温煅烧中图分类号：TQ135.11 文献标志码：A 文章编号：1003–6490（2018）08–0108–02
Study on the Production of Vanadium Oxide from Polyvanadite by Low
Temperature Calcination in Rotary Kiln
Song Bo ，Jiang Hong-juan
Abstract ：The production of vanadium pentoxide by Hegang Steel Vanadium and Titanium Division uses the “three-step process ” and calcination control is its key process.The control of the calcination temperature ，reaction time ，and oxidizing atmosphere greatly affects the production process of the subsequent production of flake vanadium pentoxide by melting the vanadium pentoxide and the quality of the powdered vanadium pentoxide product ，resulting in a waste of production cost.According to the calcination reaction principle ，the low-temperature and rapid calcination process is studied to solve the problem of unstable calcination effect.
Key words ：vanadium pentoxide ；rotary kiln ；three-step method ；low temperature calcination 回转窑低温煅烧多钒酸铵生产五氧化二钒工艺研究
宋 波，姜宏娟
（河钢承钢钒钛事业部，河北承德 067000）
收稿日期：2018–05–08作者简介： 宋波（1981—），男，天津人，工程师，主要从事钒化工
工艺技术管理工作。

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第44卷第8期
2018年8月
表2 回转窑各个区间温度设置明细表
温度区间1-23-67-1112温度设定℃
350±30
480±30
580±30
450±30
3）煅烧时间可以控制在120min 内，完成反应。

4）料量不可高于1.8t/h 。

1 安全与危险的关系
安全与危险乃至事故，既是对立的，又是统一的，即共存于人们的生产，生活和一切活动中，这是不以人们的美好愿望为转移的客观存在，当用它们的一种近似客观量来表达
这种关系时，可以这样用公式描述：
S =1－D 式中：S 为安全，D 为危险 可见安全与危险是相辅相成的，即互为条件，又相互转化，在人们的一切活动中，为了赢得安全，必须要设法把危险减至最低限度，进行设备选型的目的就是认识了解其中的危险并且将危险减至最低限度的综合过程。

2 安全问题的复杂性、严峻性
安全问题存在于各种生产过程中，安全生产已经成为当代经济运行，生产运作的前提条件，安全生产问题在有些重大经济技术决策中成为核心问题。

主要问题和原因有以下几点。

1）没有处理好发展经济与安全生产的关系。

安全生产管理混乱，在市场经济条件下，个别企业片面追求发展速度，忽视甚至放弃安全生产管理，安全生产责任制形同虚设，没有必要的安全管理机构和人员，安全生产投入不足，企业安全技术装备老化、落后。

2）企业从业人员违章现象突出。

3）存在地方保护主义，安全生产监管不到位，导致的结果是伪劣产品充斥市场，安全生产的环境混乱。

3 设备选型的重要性及对安全生产的影响
1）设备的选型认证就是对设备本身的安全评价。

所谓安全就是对危险的辨识，大小的估计与有效的对策，否则就是盲目的安全，所以建立在科学的安全评价基础上的安全才是真正的安全。

2）设备选型认证中必须树立“安全第一，预防为主”的观念，片面追求价格、生产效率、成本的思路而忽视或降低安全指标，必然给设备留下难以弥补的安全隐患，这种不安全状态迟早要导致安全事故的发生，其后果是不堪设想的
3）设备造型认证技术是保障。

科技是第一生产力，没有先进的技术作为基础，就不可能对事物有全面，深入的认识，就不可能进行合理的比较分析，就不可能对所选设备进行客观、公正、科学的评价，更不可能提出安全可靠的整改意见，
导致的后果是没有将设备系统中的危险降到最低限度，使设备在生产中存在潜在危险。

4）广泛搜集信息以及相关技术资料是基础。

同一性能用途的设备，国内国外必然有很多生产厂家，而各个厂家也都有其所长和不足，只有广泛搜集相关资料和信息，才能拓宽我们的视野，加深技术人员的了解从而进行科学、合理的决策，为保障生产安全奠定良好的基础。

5）建立完善的、合理的选型认证机构进行科学、民主的认证决策是组织保障。

领导重视是必要的，但不是充分的，不能搞形式主义，更不能搞一言堂，不能因为领导的好恶而影响选型认证的科学性、合理性、客观性，只有从多角度，多学科集思广益，才可能在保障安全的前提下得出最佳决策。

4 操作、维护及管理人员培训对安全生产的影响
1）生产经营单位对从业人员进行安全教育培训，保证从业人员具备必要的安全生产知识和安全操作技能，是保证安全生产的重要前提和基础。

2）生产经营单位对职工进行安全生产教育培训的重要内容有以下几点。

（1）进行安全生产法制培训，通过培训，使企业职工懂得必须遵守安全生产法律、法规，做到知法、懂法，自觉守法，是实现安全生产的重要保证。

（2）加强安全生产的技术培训，通过培训，使职工懂得危险设备和区域及安全技术防护的基本知识和注意事项，使职工懂得相关安全技术知识，设备性能，操作技能，安全制度和禁止事项。

（3）加强设备操作，维护及管理人员的安全技能的培训。

安全生产技能是指对作业人员所进行的安全作业实践能力的训练，对作业现场的安全只能靠操作人员现有的安全知识是不行的，对企业更具有实际意义，也就是安全教育的侧重点。

3）设备操作，维护保养及管理对安全生产的重要影响及防范措施。

设备操作，维护保养及管理中既有人的因素，又有物的因素，是直接关系到生产是否安全的重要环节，其中的任一环节出现隐患都会产生严重的安全事故。

5 结束语
设备管理是一个永恒的话题，它对安全生产的影响是不言而喻的。

只有以科学务实的态度提高认识，加强专业人才的培养，强化安全教育和培训考核，不断总结经验教训，防微杜渐，才有可能减少或杜绝安全事故。

摘　要：从生产设备的认证选型以及对相关操作、维护、管理人员的培训对设备安全生的影响进行分析，提出了相应的安全生产预防措施。

就生产设备管理中的几个问题在安全生产中的作用进行了分析。

关键词：设备管理；安全；生产中图分类号：X922 文献标志码：A 文章编号：1003–6490（2018）08–0109–01
Role of Production Equipment Management in Safety Production
Zhou Jing
Abstract ：The article analyzes the influence of equipment selection and the training of relevant operation ，maintenance ，and management personnel on the safety of equipment ，and proposes corresponding safety production preventive measures.This article analyzes the role of several issues in production equipment management in safety production.
Key words ：equipment management ；safety ；production 生产设备管理在安全生产中的作用
周 晶
（大庆油田有限责任公司第八采油厂第一油矿，黑龙江大庆 163514）
收稿日期：2018–05–08作者简介： 周晶（1975—），女，黑龙江大庆人，助理工程师，主要
从事安全管理方面工作。