[发明专利]一种从含钒原料焙烧熟料浸出溶液中结晶分离偏钒酸铵的方法

说明书

本发明涉及一种从含钒原料焙烧熟料浸出溶液中结晶分离偏钒酸铵的方法，所述方法为：将含钒原料焙烧熟料经草酸铵浸出后得到的浸出液固液分离，得到循环液和晶渣混合物；将所得晶渣混合物进行溶钒，完全溶解后固液分离，得到尾渣和结晶前液；将得到的结晶前液进行蒸发结晶，结晶完成后固液分离，得到偏钒酸铵晶体和结晶母液。本发明采用蒸发结晶的方法实现了草酸铵溶液体系偏钒酸铵的分离，偏钒酸铵几乎可以全部结晶析出。在结晶过程中，蒸发能耗低，不易结垢，经过蒸发结晶后得到的草酸铵溶液可以返回铵盐浸出，实现介质的循环利用。本发明整个工艺操作简单，对环境友好，反应介质可以在整个流程中循环使用，具有良好的经济效益和应用前景。

技术领域

本发明属于钒化工冶金技术领域，具体涉及一种偏钒酸铵的结晶方法，尤其涉及一种从含钒原料焙烧熟料浸出溶液中结晶分离偏钒酸铵的方法。

背景技术

钒渣是对含钒铁水在提钒过程中经氧化吹炼得到的或含钒铁精矿经湿法提钒所得到的含钒渣的统称，是重要的提钒原料。传统钒渣提钒方法为钒渣钠化焙烧-水浸提钒，该方法是在750-850℃添加钠盐(如食盐、芒硝、纯碱等)焙烧，使钒渣中的钒铁尖晶石氧化为可溶性的钒酸钠，水浸后钒酸钠进入溶液。钠化焙烧过程钒回收率低，经多次焙烧后钒的回收率也仅为80％，且焙烧过程会产生有害的SO₂、HCl、Cl₂等侵蚀性气体，污染环境；同时在后续的钒酸钠浸出液沉钒过程会产生大量的高盐氨氮沉钒废水(含Na⁺、NH₄⁺)，治理成本很高。

针对钠化焙烧过程废水废气污染问题，CN103937978A、CN04003442A、CN103952565A提出了含钒原料经高温焙烧后用铵盐溶液或者氨水浸出提钒的方法。含钒原料中的低价钒经高温焙烧氧化成五价钒，在铵盐溶液或氨水浸出过程钒以偏钒酸铵的形式进入液相，经固液分离得到含钒浸出液，浸出液经冷却结晶得到偏钒酸铵产品。该方法氨浸操作工艺简单，设备要求低，钒浸出率高，偏钒酸铵产品纯度高，不产生高盐氨氮废水，过程清洁。但是，含钒原料通常采用高浓度的氨水或碳铵溶液作为浸出剂，铵根离子浓度为50-400g/L。氨水或者碳铵溶液都不稳定，尤其在高温50-95℃、高浓度的条件下，很容易分解产生氨气，造成氨水或铵盐的大量浪费，恶化操作环境。

为了降低氨气挥发给操作带来的困扰，CN105779758A和CN105779757A提出了以草酸铵溶液作为浸出液处理含钒原料焙烧熟料的方法，基于草酸铵的不挥发性，可实现浸出操作的安全友好操作。

草酸铵浸出后，偏钒酸铵和草酸铵混合在一起。针对草酸铵溶液体系偏钒酸铵的分离问题，工业生产过程中，常采用自然降温的方法进行结晶分离，但其降温速率非常慢，降温时间非常长，结晶效率低下。如果采用换热器进行冷却降温，则在换热界面存在偏钒酸铵的过饱和度，偏钒酸铵细晶很容易结在换热器表面，造成换热面结垢，严重影响换热器的换热效果，如不进行及时处理很容易造成换热器完全堵塞，导致操作中断。

除此之外，如果对含有草酸铵和偏钒酸铵的结晶母液不进行及时有效的回收利用，将造成潜在的环境问题，而且造成钒和铵盐浸出剂的浪费。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种从含钒原料焙烧熟料浸出溶液中结晶分离偏钒酸铵的方法，采用蒸发结晶的方法实现了草酸铵溶液体系偏钒酸铵的分离，整个结晶分离过程清洁、高效、不结垢、节能，具有良好的经济效益和应用前景。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种从含钒原料焙烧熟料浸出溶液中结晶分离偏钒酸铵的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将含钒原料焙烧熟料经草酸铵浸出后得到的浸出液固液分离，得到循环液和晶渣混合物；

(2)将步骤(1)所得晶渣混合物进行溶钒，完全溶解后固液分离，得到尾渣和结晶前液；