[发明专利]一种含铬钒渣提钒及联产铬基合金的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含铬钒渣高效提钒及联产铬基合金的工艺方法。

背景技术

钒和铬是国家重要的战略资源，钒产品和铬产品在国民经济中的位置不可替代。由含钒矿物(如钒钛磁铁矿)冶炼成铁水，再氧化吹炼得到的钒含量较高的钒渣是我国目前提钒的主要原料。不同含钒矿物吹炼得到的钒渣成分差异较大，但都会与钒同时伴存铬、铁等有价金属组分，具有很高的资源利用价值。普通钒渣含V 5～15％，Cr 0.5～6％，TFe 25～40％，Si 5～15％，同时还有少量Al、Ca和Mg等金属。以攀枝花红格地区的钒钛磁铁矿为原料冶炼得到的钒渣中V 5～10％，Cr 5～15％，TFe 25～40％，Si 5～15％。开发含铬钒渣中钒、铬等有价组份高效分离技术，实现有价组份资源化利用，具有重要意义。

从钒渣中提钒的传统工艺为钠化焙烧-水浸法，其主要原理是以碳酸钠、氯化钠或者硫酸钠等钠盐作为添加剂，在700～900℃焙烧，过程中各种物相分解以及低价态组份氧化成高价态组份，其中钒被氧化成五价并与钠形成钒酸钠，水浸钒焙砂得到偏钒酸钠溶液，根据溶液杂质含量情况进行蒸发浓缩，加铵盐沉偏钒酸铵，或调整溶液pH至酸性水解沉钒以及沉多钒酸铵，再碱溶粗钒，得到高浓度钒溶液，加铵盐沉偏钒酸铵，最后煅烧偏钒酸铵，可制得高纯度五氧化二钒产品。钠化焙烧-水浸法的钒提取率小于80％，资源利用率低，且焙烧时产生氯气、二氧化硫等污染气体，后续工艺流程长，废水中有大量芒硝，废水处理能耗较大。

目前常见方法还有钙化焙烧-酸浸或碳酸化浸出提钒方法，该方法是焙烧时加入钙源，生成钒酸钙，再利用碳酸钙及硫酸钙溶度积小于钒酸钙，采用硫酸化或弱碱性碳酸化浸出，比如CN 101161831A，CN 103305684 A，CN 103305706 A等。但是钙化焙烧也存在钒回收率较低、通常需较高焙烧温度等问题。

CN 101412540A公开了一种酸浸提钒工艺，将钒渣用强酸浸取，萃取富集钒，反萃得到高浓度钒溶液，但酸浸液中金属杂质较多，酸性废水处理困难。

为了实现含铬钒渣中钒、铬的同步提取，CN 102127654A，CN 102127656A，CN 102531056A提出了以氢氧化钠熔盐(或溶液)为反应液相介质分解含铬钒渣并制备钒酸钠与铬酸钠的工艺方法。其基本过程为：含铬钒渣在液相介质中进行氧化分解，钒渣中的钒、铬被氧化并形成钒酸钠与铬酸钠，反应后将浆料稀释并过滤分离尾渣后得到含钒、铬的碱性溶液。对含钒、铬碱性溶液先进行冷却结晶制备钒酸钠晶体，而后蒸发结晶制备铬酸钠晶体。该方法中钒、铬的提取率较高，但是该方法钒、铬分离不彻底，存在钒、铬产品互相夹带的问题，且所得产品为正钒酸钠，不利于后续产品转化，尾渣没有完全解毒。此外，该方法中氢氧化钠反应介质需蒸发浓缩后才可循环回用，过程能耗较高。

发明内容

本发明的目的在于实现含铬钒渣中钒、铬等有价组份高效分离，同时避免现有技术的其他不足，提供一种含铬钒渣高效提钒及联产铬基合金的工艺方法。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种含铬钒渣高效提钒及联产铬基合金的工艺方法，所述工艺方法包括以下步骤：

(1)将钒渣选择性氧化得到焙砂；

(2)将步骤(1)所得焙砂用浸取剂浸取提钒，液固分离后得到含钒浸出液和提钒尾渣；

(3)向步骤(2)所得提钒尾渣中任选地加入铬铁矿后，与还原剂和造渣剂混合配料，冶炼，制备铬基合金。

本发明首先将钒渣进行选择性氧化得到焙砂，使其中的钒被氧化为五价，而铬不被氧化。然后用浸取剂浸出其中的钒，含钒浸出液经产品转化制备钒系列产品，提钒尾渣选择性加入铬铁矿后，与还原剂及造渣剂还原冶炼制备不同类型的铬基合金，实现含铬钒渣中钒与铬、铁的高效分离与资源化利用。

优选地，步骤(1)所述的钒渣经破碎、球磨和筛分处理。

优选地，步骤(1)选择性氧化时可加入添加剂。优选地，所述添加剂为钙盐和/或镁盐，优选为碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、碳酸镁、氧化镁或氢氧化镁中的任意一种或至少两种的混合物。

本发明步骤(1)采用选择性氧化工艺，仅使钒氧化为五价，而铬不氧化。此外，通过加入适量的添加剂，可以使含铬钒渣选择性氧化过程中的钒部分以(偏)钒酸钙和/或(偏)钒酸镁形式存在，有利于破坏钒渣晶体结构，使钒更容易氧化浸出。