[发明专利]湿法从高硅高碳钒矿中回收钒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从高硅高碳钒矿中回收钒的方法，具体涉及一种从高硅高碳钒矿中湿法回收钒的方法，属于湿法冶金技术领域。

背景技术

钒是一种质地坚硬，高熔点，无磁性，有韧性的浅灰色金属。钒的用途非常广泛，在钢铁工业中，钒钢具有强度大、韧性、耐磨性及耐蚀性好的特点，此外钒还是多种合金的重要组成部分。在化工中主要应用的钒制品有深加工产品V₂O₅，NH₄VO₃(偏钒酸铵)，NaVO₃及KVO₃等。它们分别应用于催化剂、陶瓷着色剂、显影剂、干燥剂及生产高纯氧化钒或钒铁的原料。世界上已经探明的钒资源储量有98％共生于钒钛磁铁矿，主要分布于南非、俄罗斯、美国、中国。各个国家依据钒矿资源的不同，其提钒的工艺也大不相同，国外主要是从原油中来提钒，我国主要是从钒钛磁铁矿和石煤中来提取钒。

我国从高品位钒钛磁铁矿中提取钒，主要是从钒钛磁铁矿炼铁后的尾矿中回收，在进行钢铁冶炼过程中，钒进入到炼铁渣中，再从含钒渣中提取钒。石煤也是一种非常重要的钒资源，其为含碳量少、发热值低的劣质无烟煤，又是一种低品位多金属共生矿。石煤提钒的传统工艺为钠盐焙烧法。该法通过焙烧石煤，使其中的低价钒转化为高价钒，高价钒再与钠盐结合生成水溶性的钒酸盐。具体的方法是先将焙烧后的矿料用水浸或酸浸，再按“沉淀粗钒-粗钒碱溶-沉偏钒酸铵-热分解-精钒”的步骤得到精钒产品。该方法的优点是工艺流程简单，生产条件要求低，设备要求不高，建厂时间短，成本较低。其弊端是会排出大量的富含对周边环境造成严重污染的HCl、Cl₂等腐蚀性气体的废气，且还存在回收率低、资源综合利用差，全流程总回收率低于45％的不足，我国已基本禁止该工艺方法。此外，从石煤中提取钒的方法还有无盐焙烧法和钙盐焙烧法。无盐焙烧的方法和钠盐焙烧的方法相同，只是在焙烧中没有加钠盐，从而大大减少了废气的产生。但是石煤结构复杂，用此方法钒的浸出率较低。钙盐焙烧是用钙盐代替钠盐，在焙烧过程中不产生HCl、Cl₂等有害气体，消除了钠盐焙烧工艺的含氯废气污染问题，转化率较无盐焙烧大幅度提高。该技术具有较好的技术指标和环境效益，但钙盐焙烧提钒工艺对焙烧物有一定的选择性，对一般矿石存在转化率低、成本偏高等问题。特别是对硅、碳含量较高的高硅高碳的碳酸盐及硅酸盐混合型钒矿，由于此类钒矿中钒为低价态的特征，即以V₂O₃和VO₂的形式存在，用以上方法来提取钒时，钒的回收率一般只能达到34-46％，且成本较高，不适于大批量的生产。例如，我国某钒矿床典型的化学成分见表1。

表1