[发明专利]环保型钠化法提钒工艺

说明书

技术领域：

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种环保型钠化法提取五氧化二钒的工艺。

背景技术：

钒是一种重要的有色金属，钒及其合金被广泛应用于冶金、石油化工、国防工业等领域。钠化法提钒由于投资小，工艺简单，钒的回收率较高，是现有国内钒厂普遍采用的一种提钒方法。但是、目前钠化法提钒由于采用氯化钠作为焙烧添加剂，以平窑作为焙烧炉，所以在焙烧过程中会因氯化钠的分解而产生氯气，氯气在无处理排入大气时又会和空气中的水汽反应生成盐酸，盐酸密度比空气大，会沉降止地面，造成严重污染，烧死附近草木，严重时造成人畜伤害。焙烧料浸出后现有大多离子树脂交换提钒，由于离子树脂只吸附偏钒酸根离子，并且只能吸附钒浓度3克/升左右的浸出液，如果钒浓度高的话还必须稀释至合适浓度，于是浸出液中的其它成分(主要是钠盐)就随水排放掉，以每生产一吨五氧化二钒计算，需用清水300吨，10吨左右的氯化钠、3吨左右的氯化铵，提钒过后的废液300吨左右因无有效处理方法或因处理成本过高而直接排放，此排放的废水中含有大量的盐分、氯化铵，还有多种有害重金属离子，因此其造成的污染相当严重，国家有关部门还就此发文将平窑焙烧钠法提钒列入禁止项目。

发明内容：

本发明的目的在于针对上述缺陷公开一种高效、节能环保的钠化法提钒工艺。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案如下：

传统火法焙烧提钒流程为：钒矿制粉、以12％氯化钠为添加剂拌料、人工盘球、平窑培烧、水浸、离子交换、氯化铵沉钒制取偏钒酸铵、偏钒酸铵烘焙制取五氧化二钒。本发明主要特点在于利用高效立式焙烧炉替代传统火法焙烧提钒流程中的平炉进行焙烧，利用纯碱替代大部分氯化钠作为焙烧添加剂，利用罐式循环堆浸工艺来代替水浸和离子交换步骤，同时，利用炉子产生的高温废气以曝气蒸发器处理沉钒废水，回收废水中钠盐。其工艺流程为：钒矿制粉、以蒸发处理工段回收废盐3％和纯碱5％为添加剂拌料、立式焙烧炉焙烧、罐式循环堆浸、氯化铵沉钒制取偏钒酸铵、偏钒酸铵烘焙制取五氧化二钒。

在焙烧流程中利用高效立式焙烧炉替代平炉；

目前我国大多数钒厂都是采用五六十年代所发明的焙烧炉既平炉，其操作复杂，工艺落后，由于采用大量氯化钠作为焙烧添加剂，烟气污染严重，对钒的回收率很低，只能达到50％左右。新型高效立式焙烧炉具有占地小、产量高(是平炉的5-10倍)、电子控温，可实现半自动化或自动化操作，对钒的回收率比平炉提高20％-30％，可达到80％左右。

优化添加剂配方以减少污染物排放；

焙烧添加剂主要采用纯碱即碳酸钠5％，再配以本工艺蒸发处理工段回收的废盐3％左右为焙烧添加剂，可大大降低污染。

利用罐式循环堆浸工艺来代替酸浸萃取或离子交换步骤；

平炉工艺基本上都是将焙烧料放入水泥池中水浸或稀酸浸取，将浸出液稀释后以萃取或离子交换树脂吸附钒酸根离子，而其它离子包括大量的钠离子、钙离子、镁离子、锰、铁，铬甚至铅锌镉等离子都随水排放掉，因此工艺对当地环境造成极大污染。罐式循环堆浸工艺的原理是：设置多个并列的圆形或方形堆浸罐，罐高度和直径依据企业的地理条件和设计日产量来设计，比如日产焙烧料100吨，即可制作储量100吨左右的堆浸罐，堆浸罐可以钢板焊制或混凝土浇筑成型，大型堆浸罐可用钢板焊制后在钢板内壁砌筑砖体或混凝土浇筑以保护钢制罐体。堆浸罐的下部设有排料口和排水口，每个堆浸罐下在罐壁外设一小型贮水池，容积约为1m³左右，作为此罐渗出液暂存池。将焙烧完成的焙烧料装入堆浸罐中，用净水均匀喷淋，喷淋水日用水量为罐容积的20％左右，且在24小时内均匀喷下，使浸出液从堆浸罐底部排出。将上一步骤中的浸出液及时化验检测，将其中五氧化二钒浓度达到50克/升(设定值高低可适当调整)以上的渗流液输入到高浓水池做沉淀处理，低于50克/升(设定值高低可适当调整)以下的渗流液作为第二个储料罐的喷淋水使用，以此类推，直到第一个储料罐下部排出的渗流液中五氧化二钒浓度低于0.03克/升(设定值高低可适当调整)时即可停止喷淋。停止喷淋后，将放料门打开排出浸泡过的焙烧料，同时将下一个储料罐的喷淋水改为清水喷淋，依次循环类推。