[发明专利]一种钙镁复合强化提钒的方法

说明书

本发明涉及一种钙镁复合强化提钒的方法，该方法将含钒精粉料、Ca离子添加物和Mg离子添加物在混料机中充分混匀得到复合料；然后将所述复合料在高温炉中指定温度氧化焙烧一定时间，冷却得到钙镁复合焙烧熟料；然后将所述复合焙烧熟料进行破碎得到复合焙烧熟料细粉；然后将所述复合焙烧熟料细粉采用酸性溶液浸出，过滤得到含钒滤液。该钙镁复合强化的方法不仅能够提高钒渣在焙烧过程的动力学条件，提高钒渣焙烧转化率；而且能够提高焙烧熟料的浸出热力学条件，提高焙烧熟料浸出率。

技术领域

本发明涉及冶金领域，特别涉及一种钙镁复合强化提钒的方法。

背景技术

钒被称为“现代工业的味精”，是重要的战略金属资源，主要应用于钢铁、化学、航空航天、海洋开发、军械、核反应堆等高技术领域。钒作为合金添加剂钒可以显著提高金属材料的强度、韧性、延展性、可塑性等。随着我国深空、深地、深海等一些列重大科技发展规划的实施，高强度优良金属材料的需求越来越大，钒的需求也与日俱增。

钙化提钒是一种清洁的提钒生产工艺。钙化提钒工艺是通过添加石灰或石灰石使含钒原料在回转窑中进行氧化焙烧，将钒转化为酸溶性钒酸钙，然后通过稀硫酸浸出、净化、水解沉钒等环节得到五氧化二钒产品。该工艺不排放有害气体，废水可以全部在提钒厂内循环，而且提钒尾渣不含碱金属，三废处理成本大幅下降。我国于2011年底将该工艺推广到钒渣提钒生产线，在攀钢集团西昌钢钒有限公司钒制品厂应用，设计钒渣年处理能力达16万吨，目前工艺流程已打通。然而，钙化提钒工艺仍存在钒回收率低（70%左右）的致命缺点。

钙化提钒工艺的基本原理是通过高温物相重构使原料中的含钒物相转化为可溶性的钒酸盐。因此，提高高温物相重构过程中可溶性钒酸盐的转化并提高后续浸出过程的溶解率是提高钒回收率的关键。从焙烧过程来看，一是部分钒未能生成可溶性的钒酸盐导致钒转化率不足；二是高温物料烧结导致部分钒被玻璃相包裹无法被有效浸出。从浸出过程来看，一是焙烧过程产生的多种钒酸钙盐在酸中的溶解度存在差异；二是副产物硫酸钙对钒渣熟料的包裹作用，会抑制浸出过程。由于在焙烧阶段受动力学限制，在浸出阶段受热力学与动力学双重限制，导致钙化提钒工艺钒回收率低。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供了一种钒回收率高的钙镁复合强化提钒的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种钙镁复合强化提钒的方法，包括如下步骤：

S1: 将含钒精粉料、Ca离子添加物和Mg离子添加物在混料机中充分混匀得到复合料，Ca离子、Mg离子和V离子的摩尔比为Ca离子+Mg离子：V离子的摩尔比= 0.5~1：1，其中，Mg离子：Ca离子的摩尔比=1~10:1；

S2：将所述复合料在高温炉中指定温度氧化焙烧，冷却得到钙镁复合焙烧熟料，其中，最高焙烧温度不超过850℃，炉内停留时间为1~4h，炉内氧分压为0.15~0.21atm；高温炉可以为回转窑、流化床或多膛炉；

S3: 将所述复合焙烧熟料进行破碎得到复合焙烧熟料细粉；

S4: 将所述复合焙烧熟料细粉采用酸性溶液浸出，过滤得到含钒滤液，然后采用常规方法从含钒滤液中提取氧化钒。所述复合焙烧熟料细粉的浸出在常压耐腐蚀容器中进行，酸性浸出液为稀硫酸溶液，浸出过程pH值在2~4之间，浸出10~60min后过滤得到含钒浸出液，采用常规的水解沉钒法或酸性铵盐沉钒法从该含钒浸出液中提取氧化钒。

作为优选，所述S1中含钒精粉料为钒钛磁铁矿精粉、转炉钒渣、含钒钢渣、含钒页岩中的一种或多种混合原料。

作为优选，所述S1中钙离子添加物为石灰或石灰石，镁离子添加物为氧化镁或菱镁矿粉料。

作为优选，所述S1中复合料的粒度要求是：100%小于200微米，其中80%左右小于100微米。否则在下一步钙镁复合焙烧过程中粒度较大的含钒原料无法充分与Mg离子、Ca离子接触，发生固相反应生成可溶性钒酸盐，导致钒转化率不足。