[发明专利]一种钒渣清洁提钒的方法

说明书

本发明针对现有提钒方法的不足，提供了一种从钒渣中清洁提钒的方法，通过对焙烧添加剂的选择和对浸出液中杂质金属离子的回收，降低生产成本、增加环境友好度，建立“三废”零排放的钒渣提钒新方法。

技术领域

本发明属于冶金二次资源再利用技术领域，涉及一种钒渣清洁提钒的方法，具体涉及钒渣镁化焙烧-酸浸提钒以及后续钒、锰、镁的沉淀与循环利用方法。

背景技术

钒是一种有色金属，因其具有优良的强度、硬度及抗疲劳效应，钒被广泛地应用于钢铁、化工、航空等领域。我国钒钛磁铁矿资源丰富，位居世界第三，只要分布在四川攀枝花-西昌地区和河北承德大庙等地区。钒渣是提钒的主要原料，钒钛磁铁矿经过高炉冶炼获得含钒铁水，再经转炉氧化富集到保护渣中，获得所谓的钒渣。钒渣中的钒主要是以尖晶石FeV₂O₄的形式存在。

钒渣提钒有多种方法，目前工业普遍使用的方法是钠化焙烧和钙化焙烧钠化焙烧是将钠盐和钒渣混合焙烧，将低价钒转化为可溶性的钒酸钠盐而后浸出。然而在钠化焙烧时由于NaCl、Na₂SO₄等钠盐的分解会产生Cl₂、SO₂等有害气体，同时由于钠盐熔点较低，在焙烧过程中会造成物料烧结，阻碍钒的进一步氧化，从而降低钒的浸出率。此外，钠化焙烧提钒工艺会产生大量难以处理或循环利用的硫酸钠-硫酸铵复盐或废水，既浪费资源、又造成了环境负担。钙化焙烧工艺是将钒渣与氧化钙或碳酸钙混合后进行氧化焙烧，使钒渣中的低价钒转化为钙盐(包括偏钒酸钙、正钒酸钙和焦钒酸钙)，然后采用硫酸进行浸出。钙化焙烧提钒工艺产生了大量以硫酸钙为主要成分的提钒尾渣，由于其难以利用而仅能堆砌处置。由此可见，当前钒渣提钒工艺产生大量固废和废水的根本原因是由焙烧添加剂引起的。欲抑制钒渣提钒工艺产生“三废”，须从焙烧添加剂种类着手解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种钒渣清洁提钒的方法，其特征在于，包括以下步骤:

(1)将钒渣和含镁化合物混合，然后对所得混合物料进行焙烧，得到焙烧熟料。所述含镁化合物选自氧化镁、碳酸镁、硫酸镁；

(2)将步骤(1)得到的焙烧熟料和含硫酸的溶液进行酸浸，固液分离后得到含钒浸出液。

(3)将步骤(2)得到的含钒浸出液加入(NH₄)₂SO₄，获得沉钒液和沉淀物。焙烧沉淀物制得五氧化二钒。

(4)向步骤(3)所得沉钒液中加入氨水，调节pH为7；

(5)测定调节pH后的沉钒液中的Mn²⁺浓度，加入氨水，获得沉锰液和沉淀；滤出沉淀获得氢氧化锰；本步骤加入氨水中的N的物质的量是Mn²⁺的4～8倍，加入氨水时控制pH在8-10之间。

(6)将步骤(5)所得沉锰液，通入氨气，直到沉淀不再析出；获得余液和沉淀；焙烧沉淀制得氧化镁；氨气流量为10-100ml/min。

(7)将所述余液采用结晶法析出硫酸铵晶体。

进一步，步骤(1)所述焙烧添加剂为镁化合物，镁化合物为氧化镁、碳酸镁和硫酸镁中的一种。

进一步，步骤(1)混合物料中，含镁化合物与钒渣的质量比例是6％-16％。

进一步，步骤(1)所述焙烧的温度为800℃-1000℃，焙烧的时间为1h-2h。

进一步，步骤(2)所述含硫酸的溶液的pH为0.5-1，浸出的温度为50℃-90℃，浸出的时间为0.5h-1h，浸出液固比为3-20:1，液体单位以ml计，固体单位以g计(可按照比例换算为更大的单位)。