[发明专利]一种利用含钒钛转炉渣的湿法提钒方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金及固体废物处理技术领域，涉及含钒钛转炉渣的处理技术。

背景技术

我国蕴藏着储量丰富的钒钛磁铁矿资源，其中四川攀枝花地区含钒（V₂O₅）1475万t，钛（TiO₂）5.93亿t，分别占全国钒、钛储量的87%和94%。含钒铁水经过LD转炉冶炼并通入氧化性气氛氧化而得到含钒钛转炉渣为目前提钒主要原料，渣中钒含量为1.8%~10.2%（以五氧化二钒计），钛含量为5.5%～18.2%（以二氧化钛计）。大量转炉渣在生产之后堆积，目前国内外报道尚没有可以大规模应用于工业生产的经济有效、低能耗的方式来回收钒、钛等有价金属，不仅浪费了宝贵的二次资源，而且造成了环境的污染。转炉渣作为一种有回收价值的冶金二次资源，在以低碳生活为背景的今天，回收渣中有价金属，有着十分重要的经济效益与社会意义。

目前报道的以转炉钒渣及含钒石煤矿为原料的提钒工艺中，多采用加碱盐焙烧的方法破坏原料的矿相结构，使其变得易于浸出。经过焙烧后的原料，多与钠盐结合，生成水溶性的钒酸盐，也有工艺与钙盐结合，生成可溶性钒酸钙。钠化焙烧过程，使用的钠盐主要为NaCl，少数情况下使用Na₂SO₄或Na₂CO₃；钙化焙烧过程，主要适用CaO或者CaCO₃；还有使用钠盐与钙盐混合焙烧以及空白焙烧等方法。相比较而言，使用NaCl焙烧效果较好，对各类钒钛渣的适应性较强，并且焙烧矿经水浸或酸浸钒的回收率较高。但焙烧烟气含有Cl₂、HCl等有害气体，严重污染大气环境，随着湿法冶金强化浸出技术的提高，该工艺将逐渐被不经过焙烧的直接浸出技术所取代。

对于含钒浸出液，目前多采用溶剂萃取法进行净化、富集，但溶剂萃取法条件要求苛刻，一般要经过6～7级以上的萃取和反萃取，而且萃取过程中易形成第三相造成萃取剂失效，且有机萃取剂易挥发，劳动条件差。相对来说，离子交换法则可以大大简化工艺流程，降低生产成本，改善工作环境，而且得到的富集液中杂质含量更低。将含钒浸出液经过氧化预处理，并调节pH值范围，形成多钒酸根离子，多钒酸根离子基团的交换势远远大于其他阴离子的交换势，故用离子交换树脂可以将多钒酸根离子与溶液中的其他阴离子基团以及金属阳离子很好地分离，为后步工序提供更好的沉钒溶液。

还有文献报道，针对低品味含钒矿物黑页岩型石煤（五氧化二钒品味在0.80%~0.85%以上具有开采价值），在压力场下采用不经过焙烧的酸浸技术处理，是对传统技术的一种提高。但其在浸出过程中加入了萤石矿与石煤混合，在以硫酸为浸出剂的情况下，萤石矿会与硫酸反应形成氢氟酸，虽然有利于将低价钒氧化物从复杂硅酸盐相中解离出来，但由于引入氟离子，对周围环境造成极大的污染，同时对设备有着极强的腐蚀性，不适合大规模使用。