[发明专利]一种利用钒液除杂钒泥制备五氧化二钒的方法

说明书

本发明涉及一种利用钒液除杂钒泥制备五氧化二钒的方法，所述方法为：将钒液除杂钒泥与铵盐溶液混合后进行水热反应，反应完成后固液分离，得到含钒浸出液和尾渣；将含钒浸出液冷却结晶后得到偏钒酸铵，所得偏钒酸铵煅烧后得到五氧化二钒产品。本发明利用铵盐溶液配合水热反应对钒液除杂钒泥进行铵化浸出，实现了对钒液除杂钒泥中的钒元素进行了高效浸出，钒浸出率可达90％以上，经后续结晶、煅烧处理后得到纯度＞99％的五氧化二钒产品，所得产品附加值高，经济和环境效益显著，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于钒化工领域，具体涉及一种利用钒液除杂钒泥制备五氧化二钒的方法。

背景技术

钒具有优异的强度、延展性、耐热性，能够显著改善钢的性能，是生产高强钢不可缺少的重要元素，广泛应用于钢铁、化工、航空航天、军工、电子技术、原子能等重要领域，被称为“现代工业的味精”。此外，随着资源、能源及环境压力的逐步增大，钒的应用已渗透到科学技术的各个领域，包括催化剂、电池、储氢材料、发光材料、颜料等。

钒渣钠化焙烧提钒是国内外钒生产所采用的主流提钒工艺，钒渣经过钠化焙烧、浸出、溶液净化、沉钒及煅烧等主要工序制得片状或粉状五氧化二钒。其中，溶液净化工序中产生的沉淀物称为除杂钒泥，除杂钒泥中含有一定量的钒元素和较高含量的硅和磷，直接当做废弃物处理造成了资源浪费，同时增加了环保压力。

耿立唐等提出了一种处理除杂钒泥的方法，将除杂钒泥与提钒二次渣以一定比例混合，然后加入NaOH或者Na₂CO₃进行钠化焙烧(参见“钒化工流程高效提取钒元素”，耿立唐，李兰杰等，《过程工程学报》，2017，17(4):744-750)。该方法存在的问题是当固态混料不均匀时，除杂钒泥难以和NaOH或者Na₂CO₃充分接触，造成钒回收率降低；此外，该方法的浸出液中硅、磷含量较高，后续制备钒产品的纯度较低。

我国钒化工行业每年产生约2.5万吨除杂钒泥，具有较高的回收利用价值，因此，开发一种高效回收利用钒液除杂钒泥的方法，对于提高钒化工行业的经济效益和社会效益，有着重要的意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用钒液除杂钒泥制备五氧化二钒的方法，实现了对钒液除杂钒泥中的钒元素进行了高效浸出，钒浸出率可达90％以上，经后续结晶、煅烧处理后得到纯度＞99％的五氧化二钒产品，所得产品附加值高，经济和环境效益显著，具有良好的应用前景。

本发明提供了一种利用钒液除杂钒泥制备五氧化二钒的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将钒液除杂钒泥与铵盐溶液混合后进行水热反应，反应完成后固液分离，得到含钒浸出液和尾渣；

(2)步骤(1)得到的含钒浸出液冷却结晶后得到偏钒酸铵，所得偏钒酸铵煅烧后得到五氧化二钒产品。

钒液除杂钒泥中含有较多的硅、磷，常规的提钒方法对其进行浸出时，难以有效除去其中的硅和磷，进而影响了产品的纯度。本发明利用铵盐溶液配合水热反应的方式对钒液除杂钒泥进行浸出，能够有效避免硅、磷进入浸出液中，进而实现了对钒液除杂钒泥中的钒元素的高效浸出，其浸出率可达90％以上，经过后续结晶和煅烧处理后，得到了纯度在99％以上的五氧化二钒产品。

根据本发明，在与铵盐溶液混合前，将步骤(1)所述钒液除杂钒泥干燥并破碎至粒度＜100μm。

根据本发明，步骤(1)所述铵盐为碳酸铵、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵或硫酸氢铵中的任意一种或至少两种的组合，优选为碳酸氢铵；例如可以是碳酸铵、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵或硫酸氢铵中的任意一种，典型但非限定性的组合为：碳酸铵和碳酸氢铵，硫酸铵和氯化铵，碳酸铵和硫酸氢铵，碳酸铵和氯化铵，氯化铵和硫酸氢铵等，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。