[发明专利]钒铬渣提钒及尾渣还原磁选冶炼铬铁合金的方法

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及化工和冶金领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种钒铬渣提钒及尾渣还原磁选冶炼铬铁合金的方法。

背景技术

钒和铬是重要的战略元素，在冶金和化工领域均有广泛的用途。提钒最重要的原料是钒渣，我国的攀钢和承钢都是使用钒钛磁铁矿生产的钒渣进行提钒，其钒产量占国内钒产品总量的80％；铬则主要由铬铁矿提炼获得，但我国是一个贫铬的国家，97％的铬矿都依赖于进口。值得注意的是，攀枝花红格地区的高铬型钒钛磁铁矿中铬含量高达900万吨，该地区的矿石冶炼后将获得高铬型钒渣(下面称为钒铬渣)，其铬含量(5％-13％)是普通钒渣的近10倍，具有较大的应用价值。

迄今为止，钒铬渣中钒、铬提取及分离尚未有工业化生产的工艺技术，其主要的技术难点在于钒、铬难于实现高效提取且分离困难，钒铬资源的高效、清洁利用更是一大难题。目前，从钒铬渣中提取、分离钒铬的技术思路主要有直接酸浸法、亚熔盐法、钙化和/或钠化两次焙烧法、混合钠盐焙烧法。

中国专利CN104357671使用硫酸浸取钒铬渣获得钒、铬溶液，随后加入氢氧化钠获得钒铬沉淀浆液，再加入双氧水或通入氧气、空气氧化浆液中的钒、铬，调节pH值进行沉钒、煅烧获得五氧化二钒；沉钒后的母液先结晶分离出硫酸钠，再用氢氧化钠溶液除去铬溶液中的杂质，最后浓缩获得铬酸钠晶体。该专利不需焙烧可降低能耗，但存在工艺流程长、硫酸对设备腐蚀严重等问题。

中国专利CN101812588，CN102127654，CN102676808将钒铬渣加入到氢氧化钠或氢氧化钾的亚熔盐中，并通入氧化性气体进行液相氧化反应，反应结束进行稀释得到含氢氧化钠(或氢氧化钾)、钒酸钠(或钒酸钾)、铬酸钠(或铬酸钾)的溶液及尾渣，固液分离得到钒、铬溶液和尾渣，随后分步结晶依次获得铬酸钾和钒酸钾。上述专利可在较低温度下提取出钒、铬，但存在碱耗大、结晶分离夹带严重、碱液循环利用困难等问题。

中国专利CN103924096，CN104178637提出将钒铬渣先与钙盐进行钙化焙烧，再酸浸提钒；随后将提钒尾渣与钠盐进行钠化焙烧，水浸提铬；中国专利CN103614566也提出了使用碳酸钠为添加剂，进行先低温(700-850℃)后高温(800-1050℃)两次焙烧，然后两次水浸分别提取钒和铬。上述专利通过不同的焙烧条件实现钒、铬的分离，并分别回收钒和铬，可避免钒铬同时进入溶液而带来的分离困难的问题，但两步焙烧能耗高、钙化提钒(或钠化提钒)时部分铬将会进入含钒浸出液对后续沉钒和废水循环利用造成困难。

中国专利CN104480313，CN104762484提出同时使用碳酸钠和氢氧化钠为添加剂，与钒铬渣进行高温焙烧-水浸，获得钒铬溶液，可高效率的提取钒和铬。上述专利可通过一步焙烧同时提钒和铬，但存在添加剂用量大、浸出液中钒铬分离困难等问题。

中国专利CN104313361提出了使用钙盐或镁盐为添加剂与钒铬渣一起焙烧选择性氧化其中的钒，然后使用氨水、铵盐或碳酸钠、碳酸氢钠溶液为浸取剂提钒，含铬尾渣与一定比例的铬铁矿混合后冶炼铬铁合金或硅铬合金。该专利较好的实现了钒、铬分离，而且含铬尾渣也得到了无害化的综合利用。但是，目前尚未见钒铬渣直接焙烧-酸浸提钒-尾渣还原-磁选-冶炼铬铁、炉渣无害化综合利用的相关报道。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种钒铬渣提钒及尾渣还原磁选冶炼铬铁合金的方法，通过直接焙烧-酸浸提钒-尾渣还原-磁选-冶炼铬铁、炉渣无害化综合利用的方式使钒铬渣得到充分的利用。

为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：

一种钒铬渣提钒及尾渣还原磁选冶炼铬铁合金的方法，它包括以下步骤：

(1)焙烧

钒铬渣在750-950℃直接焙烧2-3h，得到焙烧熟料；本步骤钒铬渣直接焙烧，没有添加任何添加剂；

(2)浸出

将所述焙烧熟料用pH值为0.5-1.5的酸液在20-80℃浸取30-120min提钒，浸取时液固质量比为2-6:1，过滤获得含钒溶液和含铬尾渣；

(3)沉钒与煅烧

向所述含钒溶液中加入铵盐，加铵系数为0.3-2，在pH值为1-3、温度为20-100℃的条件下沉钒20-180min，过滤后将沉淀进行煅烧制备五氧化二钒；

(4)尾渣还原与破碎