[发明专利]钙系处理含钒铁水生产含钙钒渣及直接浸出提钒的方法

说明书

本发明公开了一种钙系处理含钒铁水生产含钙钒渣及直接浸出提钒的方法，属于重金属钒冶金技术领域。本发明为现有技术铁水生产含钒浸出液的工序繁多、转炉提钒的钒氧化率低、能耗大等问题，提供了一种转炉铁水加石灰生产含钙钒渣及浸出方法，包括：铁水兑入转炉后，加入冷却剂和石灰，采用顶吹氧气底吹氮气进行吹炼；吹炼结束后，将钒渣留于转炉内，将底吹气体切换为氧气，并加入CaF₂，制得含钙钒渣；含钙钒渣经酸浸，得浸出液。本发明将钙化焙烧和转炉提钒结合，能够减少铁水生产含钒浸出液的工序数量，同时钒渣无需冷却后再焙烧，减少了能源消耗，且显著提高了钒的氧化率和浸出率。

技术领域

本发明属于钒冶金技术领域，具体涉及一种钙系处理含钒铁水生产含钙钒渣及直接浸出提钒的方法。

背景技术

钒(V)是一种过渡族金属元素，其在常温下化学性质较稳定，高温下较活泼。钒因其具有优良的强度、硬度及抗疲劳效应，被广泛应用于钢铁、化工、航空等领域。大约84％的钒用于钢铁作为合金元素溶解到钢中形成VC和VN，细化晶粒，抑制贝氏体和珠光体的发育增加马氏体强度，从而提高钢的硬度、强度、韧性和抗磨损性能。钒用于有色合金主要是以V-Al系合金为代表的结构材料，如优良的高温航空结构材料Ti-6Al-4V、Ti-8Al-1V-Mo和Ti-6Al-6V-2Sn等合金。用于化工领域的钒产品主要有V₂O₅、NH₄VO₃、V₂O₃、VOCl₃及VCl₄等，用作催化剂、着色剂、大容量电池用的电极材料。

钒资源在自然界分布很分散，主要伴生于硫钒矿、铅钒矿、钒云石、钒酸钾铀矿以及钒钛磁铁矿等矿物中。因钒原料种类、矿物特征及其中钒含量差异较大，从含钒物料中提取钒的工艺和方法也多种多样，主要有火法冶炼、湿法浸出和火法-湿法联合提取工艺。火法冶炼通常以钒钛磁铁矿为主要原料，通过高炉或其它炼铁流程得到含钒铁水，再在转炉中吹入氧气使金属中的钒氧化富集到渣中，得到的钒渣或含钒钢渣经过焙烧-浸出或直接浸出的方式进行后续提取。湿法浸出比较适用于废催化剂、飞灰和石油灰渣等废产品，也有少量应用于石煤中、钒钛磁铁矿等原矿，但由于其中钒都主要以难溶的三价钒形式存在，直接浸出较火法冶炼和火法-湿法联合提取工艺回收率更低。火法-湿法联合提取通常需要将钒在氧化气氛下焙烧转化成高价化合物以利于浸出，传统的火法-湿法联合提取工艺有钠盐焙烧-水浸、空白焙烧-酸浸(碱浸)、少盐焙烧-循环浸出以及钙盐焙烧-酸浸(碱浸)等。

CN102086487A公开了一种节能减排的钒渣处理方法，包括以下步骤：首先，将与铁水分离后的1200℃以上的高温液态钒渣置于渣罐中；然后，根据钒渣品位向渣罐中加入钠化合物，然后用水冷超音速或亚音速氧枪向渣罐中供氧，造成强氧化性气氛，同时能起到搅拌作用，促使钒渣中快速生成水溶性钒酸钠，为保证供氧量大于渣中各组分全部氧化成最高价氧化物所需的氧量，需以渣中的FeO/TFe作为检验氧化程度的指标，钒渣中生成的V₂O₅与加入的钠化合物反应生成水溶性钒酸钠，最后，把得到的含有水溶性钒酸钠的渣子，处理得到V₂O₅，其中，钒的溶出率为90～94％。但是上述方法加入了大量的钠化合物：钠化合物中的Na₂O与V₂O₅的摩尔比为1～10，实施例中Na₂O与V₂O₅的摩尔比为2.3～3，这是因为钠化合物在高温下容易分解气化，在高温下加入钠化合物会导致钠化合物的损耗较大；同时上述方法的原料只能使用转炉提钒生产的钒渣，生产路线长，成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术铁水生产含钒浸出液的工序繁多、转炉提钒的钒氧化率低、能耗大等。

本发明为解决上述技术问题，首先提供了一种钙系处理含钒铁水生产含钙钒渣的方法，其包括以下步骤：