[发明专利]利用钒渣生产五氧化二钒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用钒渣生产五氧化二钒的方法，更具体地讲，涉及一种利用高硅低钒钒渣生产五氧化二钒的方法。

背景技术

用钒渣(含钒钢渣)作为原料生产五氧化二钒的方法是工业上生产五氧化二钒的一种重要方法。低钒钒渣产生于含钒铁水的炼钢过程，钒品位一般为2％～8％(以V₂O₅计，下同)，其余为铁、硅、镁、铝、钙等的氧化物。由低钒钒渣提取五氧化二钒，尤其是由二氧化硅含量相对五氧化二钒含量较高的高硅低钒钒渣提取五氧化二钒仍是当今世界较突出的难题。马鞍山钢铁集团公司曾经利用高硅低钒钒渣提取五氧化二钒，但由于硅含量较高未取得满意的效果，目前国内外还未有过高硅低钒钒渣碱金属盐焙烧水浸提取五氧化二钒的工业生产报道。通常，这样的钒渣需要酸浸才能达到比较好的技术经济指标。

在CN86108218“回转窑一次焙烧钒渣-水浸提钒方法”中公开了由钒渣提取五氧化二钒的方法：钒渣进窑的温度为230℃～300℃，钒渣出窑温度在550℃以上，窑中最高温度为700℃～800℃，最高温度保温时间1～3小时，水浸，弃渣不用二次焙烧或多次焙烧，弃渣含五氧化二钒量的小于1.43％，钒渣中钒的转化率达90％～95％。但此方法所用钒渣需满足标准钒渣要求(实施例中钒渣五氧化二钒含量为19％)，硅钒比(二氧化硅的含量与五氧化二钒的含量之比)≤1.1，此类标准钒渣入炉温度还有较严格的控制，否则会有较严重的烧结影响钒的氧化和浸出。

在CN1082617“一种处理钒渣提取五氧化二钒的方法”中也公开了钒渣提取五氧化二钒的方法，并且用富氧提高钒的氧化。此方法所用钒渣仍需满足标准钒渣要求(实施例中钒渣五氧化二钒含量为16.5％)，硅钒比也较低≤1.1。

在CN1936037“在压力场下从转炉炼钢提钒渣中氧化转化浸出钒的方法”中公开了将钒渣酸浸提取五氧化二钒的方法：用硫酸直接破坏钒铁尖晶石将钒浸出，浸出液中的钒为四价的低价钒，经氧化变为五价钒，再与碱反应生成碱金属盐，以后的工序与碱金属盐焙烧水浸提取五氧化二钒的工艺基本一致。但这种提钒工艺设备腐蚀严重、钒液杂质较多。

由上可见，现有碱金属盐焙烧钒渣水浸提钒工艺较适合于高钒低硅(V₂O₅含量＞10％，硅钒比≤1.1)的钒渣，对于低钒高硅的钒渣采用的是工艺复杂成本较高的酸浸方法。

发明内容

本发明通过提供一种利用钒渣生产五氧化二钒的方法，克服了上述技术问题中一个或多个。该方法包括以下步骤：

a、向钒渣中加入碱金属盐，充分混匀，得到混合物；

b、将步骤a所得到的混合物置于焙烧炉内进行氧化焙烧，获得钒渣熟料；

c、焙烧后的钒渣熟料出炉，快速冷却，并进行水浸；

d、过滤步骤c所得的混合物，得到滤液；

e、除去滤液中的杂质；

f、调节步骤e所得滤液的pH值，加入铵盐进行沉钒，过滤得到多钒酸铵滤饼或偏钒酸铵滤饼；

g、煅烧步骤f所得的沉钒滤饼，得到五氧化二钒，

其中，步骤a使用的钒渣中五氧化二钒的含量为2.0％～8.0％。

根据本发明的一方面，步骤a使用的钒渣中二氧化硅的含量与五氧化二钒的含量之比为1.6～15。

根据本发明的一方面，所述碱金属盐可为钠盐和钾盐中的至少一种，所述钠盐可包括碳酸钠、氯化钠，所述钾盐可包括碳酸钾、氯化钾。

根据本发明的一方面，步骤a中加入的碱金属盐的质量与钒渣中五氧化二钒的质量的比值可以为1.8～2.5。

根据本发明的一方面，步骤b可包括连续的第一阶段、第二阶段和第三阶段，第一阶段为使步骤a所得到的混合物的温度由第一温度升高至第二温度的阶段，第二阶段为使所述混合物的温度由第二温度升高至第三温度的阶段，第三阶段为保持第三温度的阶段，其中，第一温度为将步骤a所得到的混合物置于焙烧炉内时所述混合物的温度，第三温度为焙烧过程中焙烧炉内的最高温度，第一阶段的升温速率大于第二阶段的升温速率。

根据本发明的一方面，入炉温度≤第一阶段所述混合物的温度＜700℃，700℃≤第二阶段所述混合物的温度≤第三阶段的保温温度，750℃＜第三阶段的保温温度≤820℃。

根据本发明的一方面，第一阶段的升温速率为0℃/min～200℃/min，第二阶段的升温速率为0℃/min～3℃/min。

根据本发明的一方面，钒渣中90％以上的氧化亚铁可在第一阶段被氧化。