[发明专利]一种清洁生产五氧化二钒的方法

权利要求书

1.一种清洁生产五氧化二钒的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，原料预处理：将高钙钒渣破碎后与焙烧添加剂均匀混合，加入水，制得生料球，粒径为8～12mm；其中，添加剂为CaO或CaCO₃，质量比m₁∶m₂为0～1，质量比m₃∶m₄为0.02～0.05，m₁为添加剂中含有的CaO质量，m₂为高钙钒渣中的V₂O₅质量，m₃为水的质量，m₄为高钙钒渣与添加剂质量之和；

步骤2，焙烧：以1～5℃/min的升温速率加热生料球至800～950℃，保温15～240min，得到焙烧熟料球；

步骤3，稀酸浸出：将焙烧熟料球破碎后用稀硫酸溶液浸出，过滤得到钒浸出液和滤渣，滤渣用水洗涤；其中，稀酸浸出的液固比为(1∶1)～(5∶1)，浸出pH为2.00～3.00，浸出温度为25～80℃，浸出时间为10～60min；浸出过程中采用机械搅拌并调节浸出液pH恒为2.00～3.00；

步骤4，钒液净化：向钒浸出液添加氟盐，控制体系pH值，去除钒浸出液中的杂质Ca、Mg、Al、Si，得到钒净化液；

步骤5，沉钒：钒净化液采用水解沉钒或铵盐沉钒，过滤后分别得到偏钒酸或多钒酸铵以及沉钒余液，干燥偏钒酸或多钒酸铵以去除自由水；

步骤6，热解：热解偏钒酸或多钒酸铵，热解温度为200～600℃，热解时间为2～3h，得到粉末状V₂O₅；

步骤7，沉钒余液中回收Mn：向步骤5得到的沉钒余液中，加入草酸或草酸铵回收其中Mn²⁺，控制体系pH值，得到水合草酸亚锰沉淀和滤液。

2.如权利要求1所述的清洁生产五氧化二钒的方法，其特征在于，所述的步骤1中，高钙钒渣中V₂O₅质量含量为1～15％，CaO质量含量为6～10％，高钙钒渣中含有元素Fe、V、Mn、Ca、Mg、Al、Cr、Si、Ti、P；将高钙钒渣破碎至100～400目。

3.如权利要求1所述的清洁生产五氧化二钒的方法，其特征在于，所述的步骤2使高钙钒渣中钒转化为钒酸钙。

4.如权利要求1所述的清洁生产五氧化二钒的方法，其特征在于，所述的步骤3中将焙烧熟料球破碎至100～400目；浸出过程中用5～50％的稀硫酸溶液调节浸出体系pH恒为2.00～3.00；提钒尾渣返回高炉或直接还原，直接还原温度小于等于1100℃，还原时间1～3h，金属化率＞95％。

5.如权利要求1所述的清洁生产五氧化二钒的方法，其特征在于，所述的步骤4中，钒浸出液净化过程中氟盐加入量是按摩尔比，n₁∶n₂为2.0～3.0，n₁为氟盐中含F元素的摩尔数；n₂为钒浸出液中Ca元素摩尔数与钒浸出液中Mg元素摩尔数之和；采用稀硫酸溶液或氨水调节钒浸出液pH为3.50～5.00，反应温度为室温～65℃，时间为10～60min，去除其中杂质Ca、Mg、Al、Si。

6.如权利要求1所述的清洁生产五氧化二钒的方法，其特征在于，所述的步骤4中，氟盐为NH₄F、NH₄HF₂、MnF₂或MnNH₄F₃中一种或几种；净化后含钒溶液中V⁵⁺浓度为18～22.2g/L，Ca²⁺浓度小于等于50mg/L，Mg²⁺浓度小于等于50mg/L，Al²⁺浓度小于等于2mg/L，Si⁴⁺浓度小于等于800mg/L。

7.如权利要求1所述的清洁生产五氧化二钒的方法，其特征在于，所述的步骤5中，水解沉钒是将钒净化液加热至90℃～沸腾温度，保温1～3h，并调节钒净化液pH为1.50～2.00，得到偏钒酸沉淀和沉钒余液；其中，钒净化液的pH值用稀硫酸或氨水溶液调节，沉钒余液中Mn²⁺浓度为2～9g/L。