[发明专利]一种钒渣深度提钒方法

说明书

技术领域

本发明属于钒化工冶金技术领域，涉及一种钒渣深度提钒方法。

背景技术

钒作为一种重要的战略性稀有金属，被广泛应用于钢铁、化工、医药、航空航天等领域。目前，国内外主要采用的钒渣提钒工艺是钠化焙烧工艺，以钠盐为添加剂，先通过高温焙烧将钒渣中的低价钒氧化为水溶性的五价钒钠盐，焙烧产物直接水浸得到含钒浸取液，除杂后通过酸溶液调节溶液pH值，加入铵盐沉钒制得偏钒酸铵沉淀，最后经煅烧得到V₂O₅。

在上述钒渣提钒工艺中，钠盐添加剂多以Na₂CO₃配一定量的焙烧附加剂NaCl或者Na₂SO₄，用来强化对钒矿物(钒铁尖晶石)的破坏。添加焙烧附加剂NaCl或Na₂SO₄，在焙烧过程中会生HCl和SO₃两种气体，容易腐蚀余热锅炉、风机和烟道等；另外，Cl^￣的引入会增加后续处理设备的负荷。提钒尾渣是钒渣经数次提取V₂O₅之后的残余渣，提钒尾渣中V₂O₅的质量分数约在1.5％左右，钒含量较高。提钒尾渣每年约有数百万吨直接排放，不仅造成钒资源严重浪费，且占用土地、污染环境。现有技术处理提钒尾渣多采用二次焙烧工艺，即钒渣经一次焙烧水浸后的二次渣返回回转窑重新焙烧，该工艺钒提取率小于40％，钒利用率低，且能耗大，成本高，经济效益并不理想。

提钒尾渣深度提钒的传统处理方法主要是钠化焙烧提钒工艺，还有少部分采用高温碳化还原法。中国专利公开号为CN103643045A的专利提出了一种提钒尾渣的处理方法，向提钒尾渣中添加还原剂和粘结剂后压制成球，在800℃-1000℃焙烧还原得到磁化球团，球团经破碎磁选后，得到非磁性料，再通过酸浸、过滤和沉钒制成钒产品。该还原焙烧工艺存在反应温度高，工艺流程复杂，能耗高，生产成本高，钒回收率低的问题。中国专利公开号为CN103642962A的专利提出了一种提钒尾渣的处理方法，其向提钒尾渣中添加还原剂、熔剂和添加剂，经电弧冶炼得到铁水和熔渣；熔渣经过浇注、保温长晶、切割打磨和退火之后得到钒钛微晶黑瓷。该工艺存在流程长，操作复杂，且不能大量消耗工业生产中产生的提钒尾渣等问题。

因此，如何研究一种工艺流程简单，能耗低且可使钒渣进行深度提钒的方法是亟需解决的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种钒渣深度提钒方法，该方法操作简单，能耗低，绿色环保，成本低，能够深度提钒，提高钒提取率。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种钒渣深度提钒方法，包括以下步骤：

S1、焙烧：将钒渣和焙烧剂碳酸钠混合，焙烧，得到焙烧熟料；

S2、水浸提取：将步骤S1得到的焙烧熟料与热水混合，搅拌浸提，固液分离后得到碱性含钒溶液和一次尾渣；

S3、酸浸提取：将步骤S2得到的一次尾渣与酸溶液混合，搅拌酸浸，固液分离后得到酸性含钒溶液；

S4、混合并调节pH值：将步骤S3得到的酸性含钒溶液加入步骤S2得到的碱性含钒溶液中进行混合，得到pH值为4-6的混合液；

S5、除杂：在步骤S4得到的混合液中加入除杂剂进行除杂，经固液分离后得到纯净的钒液；

S6、一次沉钒：在步骤S5得到的钒液加入硫酸，调节混合液的pH值在1.9-2.1，向混合液中加入沉淀剂，固液分离后得到沉淀母液和含钒沉淀物；

S7、获得产品：将步骤S6得到的含钒沉淀物进行煅烧，得到粉状钒产品。

根据本发明，在步骤S1中，所述焙烧剂与钒渣的摩尔比为(1-2):1，优选为(1.2-1.4):1；

步骤S2中的所述碱性含钒溶液中钒元素的含量为20-40g/L。

根据本发明，在步骤S1中，焙烧温度为600℃-900℃，优选为800℃-850℃，焙烧时间为2h-8h，优选为4h-6h。

根据本发明，在步骤S2中，焙烧熟料与热水的液固比为(2-6)ml:1g，优选为4ml:1g，水浸的温度为70℃-100℃，优选为80℃，水浸的时间为10min-60min，优选为30min。