[发明专利]一种以含钒碳灰为原料生产多钒酸铵和高热能碳粉的方法

说明书

本发明公开一种以含钒碳灰为原料生产多钒酸铵和高热能碳粉的方法，属于有色冶金技术领域，首先将含钒碳灰按一定液固比加水混合，混合后加入硫酸搅拌浸出，浸出后过滤，得到一次浸出液和滤渣，滤渣按一定液固比加入水混合后再次加入硫酸搅拌，进行二次浸出，浸出后过滤，得到二次浸出液和滤渣；滤渣过滤烘干后成为高热能碳粉，作为副产品，无废渣产生。二次浸出液返回一次浸出过程作为浸出液，一次浸出液加入氢氧化钠调节pH值后加入铵盐升温沉钒，产出多钒酸铵。本发明反应条件简洁，无需高温高压，对设备要求较低，液体可反复循环，实现零废水排放，减少用酸量，具有占地面积小、工艺简单、生产安全、成本低廉、生产效率高等优点。

技术领域

本发明属于有色冶金技术领域，具体涉及一种以含钒碳灰为原料生产多钒酸铵和高热能碳粉的方法。

背景技术

多钒酸铵主要用于制取五氧化二钒，也用于炼钢添加剂，用作合金添加剂，占五氧化二钒消耗总量的90％以上。

国内生产多钒酸铵的方法主要是用含钒钢渣进行钠化焙烧后再经过湿法浸出，加入硫酸等辅料然后沉出多钒酸铵。缺点在于进行钠化焙烧过程中需要用到煤气或者粉煤燃烧加温，产生大量的烟气，之后的湿法过程中会产生大量的酸性铵盐废水，无法循环重复利用，增加了废水处理的量和成本。

目前生产多钒酸铵的原料大部分是钢渣等，原料及生产成本高并且不易采购。

发明内容

针对现有技术中生产多钒酸铵存在的问题，为了拓宽现有生产多钒酸铵原料渠道，降低多钒酸铵的生产成本，本发明的目的是提供一种工艺简单、高效低成本的多钒酸铵的生产方法。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种以含钒碳灰为原料生产多钒酸铵和高热能碳粉的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1：将含钒碳灰和水按固液比1：(1.5-2)的比例混合，得到混合液；

步骤2：按含钒碳灰与硫酸固液比为5：1的比例，向步骤1得到的混合液中加入硫酸，常温搅拌30分钟进行一次浸出，浸出后经过滤设备进行液固分离，得到一次浸出液和滤渣；

步骤3：将一次浸出液投入到反应釜中，搅拌并加入氧化剂氧化30分钟，氧化后加入氢氧化钠调节pH值为1.5-2，按溶液中五氧化二钒V₂O₅金属量的1倍加入沉钒剂，然后升温至80℃以上，保温1小时后，自然冷却至80℃以下，过滤，过滤后的固体即为产品多钒酸铵，液体为沉钒上清液，沉钒上清液作为二次浸出滤渣的洗水使用；

步骤4：将一次浸出过滤后的滤渣与水按固液比1：1的比例混合，得到混合液，按硫酸与步骤1中所述含钒碳灰的液固比为1：4，加入硫酸，常温搅拌30分钟进行二次浸出，浸出后经过滤设备进行液固分离，得到二次浸出液和滤渣；

步骤5：二次浸出液返回一次浸出过程作为浸出液，循环重复利用；

步骤6：二次浸出滤渣洗涤后的洗水返回二次浸出过程作为浸出液，循环重复利用，洗涤后的滤渣烘干即为高热能碳粉。

上述技术方案中，所述含钒碳灰中五氧化二钒V₂O₅含量为3％-5％，碳C含量为55％-60％，铁Fe含量为10％-17％。

上述技术方案中，一次浸出液硫酸浓度为15g/L-30g/L。

上述技术方案中，二次浸出液硫酸浓度为90g/L-120g/L。

上述技术方案中，初始一次浸出加酸量为钒碳灰与硫酸按固液比为5：1；二次浸出液返回一次浸出过程作为浸出液，循环重复利用，即循环开始后再次生产多钒酸铵和高热能碳粉的一次浸出不需要加酸，利用二次浸出液的残留酸进行浸出。

上述技术方案中，所述沉钒剂为硫酸铵。