[发明专利]从含钒来源提取五氧化二钒V2O5的方法

说明书

技术领域

本发明涉及从含钒来源提取五氧化二钒V₂O₅的方法。

背景技术

五氧化二钒V₂O₅主要在化学工业中用作催化剂和用于生产铁钒。

在过去，已经有很大的兴趣从不同来源回收钒或者氧化钒。具体地，用于从铁原料选择性预氧化钒的不同途径已经受到很多关注，例如，EP 235 291、EP 134 351、US 4 071 355和GB 1 281 203披露了从熔融的金属回收氧化钒。

发明内容

本发明的一般目的是提供用于从各种来源以五氧化二钒的形式提取钒的可选生产途径。该目的和其它目的通过权利要求1中限定的方法实现。本发明的优选实施方案在从属权利要求中指定。

本发明的发明人已经发现，可通过蒸发这种氧化物以五氧化二钒V₂O₅的形式提取钒。具体而言，要求保护的方法包括以下步骤：

提供含钒的来源，

如果需要的话，将所述来源中的至少部分的钒转化成V₂O₅，由此提供V₂O₅来源，

将所述来源加热至至少1000℃的温度，

从所述经加热的来源蒸发V₂O₅，和

回收所述经蒸发的V₂O₅。

在权利要求中限定本发明。

具体实施方式

基本上，任何含钒的来源可在要求保护的方法中使用。然而，从实践的观点来看，含钒的来源适合选自：矿石、矿渣、灰烬和通过煅烧来自废石油炼制催化剂的硫化钒形成的V₂O₅，因为这些是最重要的来源。如果在所述来源中的钒不是五氧化二钒V₂O₅的形式，那么必须将至少部分的钒转化成V₂O₅。在大部分情况中，将所有的钒转化成V₂O₅。这通过煅烧硫化物或者通过将低级氧化物(V^3+/V⁴⁺)氧化成五氧化物(V⁵⁺)进行。

优选地，所述矿石选自铁砂、磁铁矿、赤铁矿、钛-铁磁铁矿和钒-钛磁铁矿；矿渣选自转化器矿渣、埋弧炉矿渣、铸钢桶渣和通过从铁原料选择性氧化钒得到的矿渣；和灰烬选自石油焦炭灰烬，具体为飞灰和锅炉灰烬。

蒸发受氧化气氛促进，并且蒸发随着氧气分压的增加而增加，使得氧气富集的空气和纯氧气得到比空气高的蒸发能力。

蒸发可从固体和/或液体的含V₂O₅的来源进行。主要供应来源是来自钢铁工业的矿渣。在这种情况中，矿渣应为液体并且优选将氧化气体吹入或者吹过液体矿渣浴，所述液体矿渣浴保持在1200℃至1900℃，优选为1450℃至1700℃。矿渣通常包含以下组分CaO、MgO、MnO、SiO₂、TiO₂、FeO_x和VO_x中的至少三种，其中x表示氧不需要化学计量和可存在超过一个价态。钒可具有三个价态：V³⁺、V⁴⁺和V⁵⁺。高矿渣碱度使高级钒氧化态稳定，使得应预期V⁴⁺/V⁵⁺成为主要氧化还原对。

灰烬如石油焦炭灰烬可任选与一种或者多种组分混合，所述组分选自CaO、MgO、MnO、SiO₂、TiO₂、Al₂O₃和FeO_x，并经受至少部分熔融，其中所述灰烬/矿渣混合物为液体或者固体-液体混合物并保持在1200℃至1900℃，优选为1450℃至1700℃，以及其中将氧气或者氧气富集的空气吹过矿渣浴，从而产生和蒸发V₂O₅。