[发明专利]从含钒钢渣中绿色清洁提钒的方法

说明书

本发明涉及从含钒钢渣中绿色清洁提钒的方法，属于提钒化工技术领域。本发明所要解决的技术问题是含钒钢渣中钙含量高，在提钒过程中存在提取率低、成本高。本发明公开了从高钙钒渣中绿色清洁提钒的方法，步骤包括含钒钢渣经破碎、高温煅烧得到焙烧熟料，对被烧熟料先用盐酸浸出除钙镁，得到低钙残渣和氯化钙浸出液，然后对低钙残渣用硫酸浸出得到高浓度含钒浸出液，最后加入沉钒剂进行沉钒得到多钒酸铵。本发明对钢渣中的钒进行了有效的提取，同时可对钢渣中的钙进行回收利用，工艺简单易用、适应范围广、成本低。

技术领域

本发明属于提钒化工技术领域，具体涉及从含钒钢渣中绿色清洁提钒的方法。

背景技术

我国钒的储量居世界第四位，全国有10多个省市(区)都有钒矿物资源，但主要集中在四川攀枝花地区和河北承德地区，尤其是攀枝花地区的钒储量相当丰富，已探明的钒钛磁铁矿储量近100亿吨，五氧化二钒储量为1578万吨，约占全国储量的55％，世界储量的11％。在进行高炉流程提钒过程中时，有10％～15％钒进入了脱磷渣，即形成了特别难处理的含钒钢渣。此外，在某些钢铁企业中，也使用部分钒钛磁铁矿进入高炉，由于加入的钒钛矿比例较低，达不到铁水吹炼钒渣的条件，在进行脱磷的过程中，钒进入了脱磷渣中，也形成了大量的含钒钢渣，造成了钒资源的大量浪费。

在《铁平衡条件下改质含钒钢渣中钒与磷的分布》中针对含钒钢渣中钒回收问题，研究了铁平衡条件下碱度对钢渣中的钒和磷的影响。试验结果表明：碱度大于1.8，磷固溶于硅酸二钙相，钒固溶于硅酸二钙相和RO相中；碱度在1.3～1.5，磷大量溶于液相，少量固溶于正硅酸盐固溶体相，钒集中在尖晶石相；碱度为1时，磷集中在液相相中，钒大部分富集于尖晶石相，一部分溶解于液相。

在《含钒钢渣在熔融NaOH体系中的焙烧过程》研究了含钒钢渣在熔融NaOH体系中的焙烧过程，考察焙烧温度、碱矿比(NaOH与含钒钢渣的质量比)、焙烧时间对含钒钢渣中钒提取率的影响；获得最佳反应条件，并对反应机理进行解析，建立反应动力学模型。研究结果表明：含钒钢渣在熔融NaOH体系中的焙烧过程最佳反应条件为焙烧温度450℃，碱矿比5:1，焙烧时间60min，在此条件下，钒提取率稳定在90％以上。对钒提取率影响最大的为碱矿比，其次是焙烧温度和焙烧时间；含钒钢渣在熔融NaOH体系中焙烧过程受固体产物层扩散控制，表观活化能为39.4k J/mol，动力学方程为2/31-2a/3-(1-a)(28)1.239exp[-39.4/(RT)]t。

发明内容

本发明解决的技术问题是含钒钢渣中钙含量高，在提钒过程中存在提取率低、成本高。

本发明提供从含钒钢渣中绿色清洁提钒的方法，步骤包括含钒钢渣经破碎、高温焙烧得到焙烧熟料，对被烧熟料先用盐酸浸出除钙镁，得到低钙残渣和氯化钙浸出液，然后对低钙残渣用硫酸浸出得到高浓度含钒浸出液，最后进行沉钒。

具体包括以下步骤：

a.含钒钢渣经破碎、高温焙烧得到焙烧熟料；

b.将步骤a所得焙烧熟料与水混合，加入盐酸调节pH为5～9，进行浸出，经液固分离得到低钙残渣和氯化钙浸出液；

c.将步骤b所得低钙残渣与水混合，加入硫酸调节pH为0.5～4，进行浸出，得到高浓度含钒浸出液；

d.调节高浓度含钒浸出液的pH，加入沉钒剂进行沉钒。

其中，步骤a中将含钒钢渣破碎到粒径不大于0.125mm；焙烧温度控制在850～950℃。

其中，步骤b中先将一部分焙烧熟料与水混合，加入盐酸调节pH为5～9，进行浸出，经液固分离得到低钙残渣和氯化钙浸出液，将氯化钙浸出液作为浸出剂，在相同浸出条件下对剩余焙烧熟料进行分批次浸出，每次浸出后得到的氯化钙浸出液用于下批次焙烧熟料的浸出。

其中，步骤b中所述水与焙烧熟料的液固比为0.5～10；步骤b中浸出温度为10～100℃。