[发明专利]处理钒铬渣的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及金属冶炼领域，具体而言，本发明涉及处理钒铬渣的方法和系统。

背景技术

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，铬与钒在原矿中的含量相当。国内对这种红格钒钛磁铁矿的处理方法为首先经过高炉冶炼成含钒铬铁水，然后在转炉中氧化吹炼出转炉钒铬渣(简称钒铬渣)。转炉钒铬渣为钒、铬含量相当或低钒高铬的高铬型钒渣，其铬含量约为5～13％，是普通钒渣的近10倍，具有较大的应用价值。现有技术直接对该钒铬渣进行高温氧化钠化焙烧-水浸处理，得到低钒高铬溶液，其中含有较多的硅、铁、铝、磷等杂质，后续沉钒所得产品的纯度不高，且得到的高铬溶液中含有的少量钒难以去除，采用现有技术无法获得合格的铬产品。

中国专利CN103924096A公开了一种回收钒铬资源的方法，该方法将钒铬渣先通过氧化钙化焙烧-酸浸提铬，酸浸渣再通过氧化钠化焙烧-水浸提钒。该方法没有考虑到氧化钙化焙烧中钒铬渣中的钒会与氧化钙形成酸溶性的钒酸钙，酸浸时钒酸钙和铬酸钙会一同进入酸浸液中，实际上根本达不到钒铬分离的目的，而且也没有回收钒铬渣中的铁资源。

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。该方法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。

因此，现有的处理钒铬渣的手段仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出处理钒铬渣的方法和系统。采用该方法可以实现钒铬渣中铁、铬和钒元素的综合回收利用，获得高品质的铬铁合金和五氧化二钒产品，且工艺流程短，适合工业化推广。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种处理钒铬渣的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：将钒铬渣、还原煤、粘结剂和助熔剂进行混合，以便得到混合物料；将所述混合物料进行成型，以便得到球团；将所述球团进行还原处理，以便得到金属化球团；将所述金属化球团进行分离处理，以便得到铬铁合金和富钒渣；将所述富钒渣与钠盐混合并进行氧化钠化焙烧处理，以便得到水溶性钒酸钠熟料；将所述水溶性钒酸钠熟料进行水浸提钒处理，以便得到五氧化二钒和尾渣。

由此，根据本发明实施例的处理钒铬渣的方法通过将钒铬渣、还原煤、粘结剂和助熔剂混合，并将得到的混合物料成型得到球团，再将球团进行还原处理，利用还原煤将球团中的铁、铬氧化物还原为单质，得到金属化球团，进而将金属化球团进行分离处理，分别得到铬铁合金产品和富钒渣；进一步地，通过将富钒渣与钠盐混合并进行氧化钠化焙烧处理，得到水溶性钒酸钠熟料，再通过将水溶性钒酸钠熟料进行水浸提钒处理，得到五氧化二钒产品和尾渣。由此，本发明实施例的处理钒铬渣的方法通过将铬、铁与钒分步还原，首先得铬铁合金产品，而进一步处理富钒渣，得到五氧化二钒产品，从而实现钒铬渣中铁、铬和钒元素的综合回收利用，且工艺流程短，适合工业化推广。

另外，根据本发明上述实施例的处理钒铬渣的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，将所述钒铬渣、所述还原煤、所述粘结剂和所述助熔剂按照质量比100:(6～12):(2～5):(5～15)进行混合。由此，可以显著提高后续还原处理得到的金属化球团的金属化率，提高铬铁的回收率。

在本发明的一些实施例中，所述还原处理是在1300～1400摄氏度的温度下完成的。由此，可以进一步提高后续还原处理得到的金属化球团的金属化率，提高铬铁的回收率。

在本发明的一些实施例中，将所述富钒渣与所述钠盐按照质量比100:(5～20)进行混合。由此，可以显著提高制备得到的五氧化二钒产品的品质。

在本发明的一些实施例中，所述钠盐包括选自碳酸钠、氯化钠和硫酸钠中的至少之一。由此，可以进一步提高制备得到的五氧化二钒产品的品质。

在本发明的一些实施例中，所述氧化钠化焙烧处理是在600～900摄氏度的温度下进行1～2h完成的。由此，可以进一步提高制备得到的五氧化二钒产品的品质。