[发明专利]从高钙、高铁钢渣中提钒的选冶联合工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种提取钒的冶金方法，特别是从废弃的钢渣中用选冶联合工艺提钒方法。

背景技术

含钒钢渣产生于含钒铁水的炼钢过程，其特点是氧化钙、铁含量高，钒含量低。再加上含钒钢渣中钒赋存形态复杂，钒全部弥散分布于多种矿物相中，难以直接选、冶分离，因而高钙高铁含钒钢渣提钒异常困难。

我国钢渣每年总排量达数百万吨，由于含钒钢渣来源广、总量大，如将其中的钒经济、合理的提取利用，不仅对资源高效利用意义重大，而且可带来显著的经济、环境与社会效益。

钢渣中钙的大量存在对焙烧转化率影响极大，因为钙在焙烧过程中易与V₂O₅生成不溶于水的钒酸钙(CaO·V₂O₅)或含钙的钒青铜。研究表明：CaO的质量分数每增加1％，就会带来4.7％～9.0％V₂O₅的损失。而钢渣中铁含量高，不仅影响焙烧过程(金属铁在焙烧过程中氧化放热，会使物料粘结)，不利于钒的氧化，而且铁的大量存在使得它易随钒进入浸出液，给后续萃取、反萃沉钒带来严重的不利影响。因此，脱钙、除铁成了含钒钢渣高效提钒的关键点和难点。

传统的钠盐焙烧-水浸提钒工艺，钒的浸出率低，只有45％-75％。近年来研究出的钙化焙烧-碳酸化浸出工艺虽解决了氧化钙的危害，但无论是钠化焙烧或钙化焙烧，不仅严重污染环境，难以通过环保验收，而且后续水浸或碳酸化浸出也都存在回收率很低的问题。采用高浓度硫酸溶液，虽可以提高钒的浸出率，但浸出过程物料中的其它组分也被溶解，所得到的浸出液杂质较多、浓度较高，尤其是大量铁离子的进入，不仅严重的干扰了后续萃取、反萃沉钒过程，而且影响了V₂O₅的质量。

浸出液中铁离子的净化主要有常规水解沉铁法和溶剂萃取或离子交换法将钒与铁离子分离。而水溶液中三价Fe最显著的特点是其强烈的水解倾向以及形成配合物的能力，因此，水解沉铁的同时，钒的损失较大。可见，常规法使用碳酸钠或氢氧化钠调节溶液pH值使Fe²⁺、Fe³⁺等阳离子生成氢氧化物沉淀而除杂净化的思路局限性太大，而且溶液调节至中性、碱性时，需要消耗大量的碱性物质，除杂后溶液必须浓缩，故其生产成本高、生产过程难以控制。

现行的固废提钒工艺虽多，但普遍存在成本高、污染大、回收率低和不能大宗量处理的缺点，推广应用受到限制，而且对高钙、高铁钢渣适用性较小。所以，寻找短流程、大规模、低成本、低污染的普适性新工艺用于高钙、高铁含钒钢渣提钒与残渣的综合回收利用，是含钒固废提钒新技术未来的发展重要方向之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种从高钙、高铁钢渣中提钒的选冶联合工艺，其工艺短流程、规模大、低成本、污染小，回收率高。

解决本发明的技术问题所采用的方案有以下步骤：

(1)粉碎高钙高铁钢渣，采用重选方式脱去轻质钙和其它部分有害杂质；

(2)对选别精矿用95～98％的浓硫酸直接浸出，再固液分离；

(3)对浸出液进行氧化和酸度的调节，使pH为1.4～2.5，氧化还原电位为-900mv～-300mv；

(4)采用3级以上萃取，萃取相比O/A为1/8～1/1，卸载水相；

(5)对负载有机洗涤，脱除铁，有效实现铁-钒分离，洗涤剂为硫酸盐；

(6)用0.25M～1.5M碱性溶液作反萃剂进行反萃，相比O/A为1/1～8/1，对含钒溶液沉钒。

本发明还采用了以下技术方案：

(1)粉碎含钒钢渣时，磨矿细度达到55％-200目以上；(2)每吨选别精矿硫酸的酸耗为1.0t/t矿～2.0t/t矿；液固比控制在1.5～8∶1，浸出时间0.5h～5h；(3)进行氧化和酸度的调节时，氧化剂采用双氧水、氯酸钠、锰矿物的任一种，酸度调节采用氨水、氢氧化钠、碳酸钠、石灰的任一种；(4)萃取时，主萃剂采用胺类、协萃剂采用磷酸(一、二、三)丁酯或8～12碳链醇类、稀释剂采用磺化煤油溶液或烷烃；(5)对负载有机洗涤，脱除铁，有效实现铁-钒分离，洗涤剂为硫酸盐；(6)反萃时采用1级以上反萃，反萃剂为碳酸钠、氢氧化钠、氨水的任一种或复合溶液，有机相返回萃取工序循环使用。再对反萃液进行酸性铵盐沉钒