[发明专利]一种由钒钛磁铁矿制取五氧化二钒的方法

说明书

本发明涉及一种由钒钛磁铁矿制取五氧化二钒的方法，所述方法包括如下步骤：(1)将钒钛磁铁矿、添加剂及粘结剂混合并造球，之后进行焙烧，得到熟料；(2)将步骤(1)得到的熟料利用铵盐介质浸出，固液分离后滤液经结晶得到偏钒酸铵晶体，煅烧后得到五氧化二钒。通过对添加剂的设计，同使利用焙烧及铵盐介质浸出之间协同效果提高钒的回收效果并显著降低浸出过程杂质的浸出，实现钒钛磁铁矿中钒的高效提取，浸出率高，使得尾渣中含钒量小于0.4wt％。

技术领域

本发明涉及提钒领域，具体涉及一种由钒钛磁铁矿制取五氧化二钒的方法。

背景技术

目前从铁精矿中提钒主要有两种方法，一种是钒钛磁铁矿经炼铁、炼钢后从吹炼炉渣中提钒；另一种是直接从钒钛磁铁矿精矿中提钒。

钒渣提钒是我国钒钛磁铁矿提钒的主流工艺，即钠化焙烧-水浸-净化-沉钒的工艺。以钒钛磁铁矿为原料生产铁、钒产品的企业目前都采用传统的钒渣钠化焙烧工艺提钒。钠化焙烧的工艺基本原理是以Na₂CO₃为添加剂，通过高温钠化焙烧将低价态的钒转化为水溶性五价钒的钠盐，再对钠化焙烧产物直接水浸，得到含钒浸取液，后加入铵盐制得多钒酸铵沉淀，经还原焙烧后获得钒的氧化物产品。钠化焙烧工艺钒回收率低，单次焙烧钒回收率约为70％，由于工艺流程长，从钒钛磁铁矿到最终五氧化二钒整个工艺流程钒的回收仅为50％，造成钒资源的浪费。

另外一种钒钛磁铁矿提钒方法是直接从矿中提钒，这种方法的优点是钒的总回收率高，可达60％以上。直接从铁精矿中提钒研究较多的是钠化氧化提钒。CN101168802A公开了一种综合回收钒钛磁铁精矿中铁、钒、钛的方法，该方法以硫酸钠为焙烧添加剂，在1200-1300℃下焙烧，焙烧后熟料水浸后提钒，尾渣造球后在转底炉中还原，回收铁水和钛渣。该方法的缺点是，焙烧温度高，钒转化率低，并且随着矿中钒含量的增加钒损失率越高。窑尾气产生有害气体SO₂，而且浸出后尾渣含钠，不能进行配矿炼铁，否则腐蚀高炉炉衬。

CN102690944A提出了一种综合回收高钒钒钛磁铁矿中钒、钛、铁的方法，首先向高钒钒钛磁铁矿中添加钠盐或者钙盐中的任一种，用转底炉焙烧后用酸浸出，分离浸出液和残渣，浸出液制得钒产品；尾渣制成还原性球团，在转底炉内快速还原，在燃气熔分炉或者电炉内熔化分离得到含钒铁水和钛渣，含钒铁水通过转炉吹氧提钒，分离出钒渣和生铁，钒渣破碎后返回同高钒钒钛磁铁矿一起进行混料后焙烧、酸浸提钒。该方法将钒钛磁铁矿提钒和钒渣提钒相结合，可明显提高钒的回收率，但该方法用酸作为钒浸取剂，钒液中杂质含量高，产品纯度低。而且沉钒含酸和钠盐的混合废液处理困难。

CN102703688A提出了一种钒钛磁铁矿钙化焙烧后用碳酸盐浸出提钒的方法，该方法用钙盐替代钠盐焙烧，解决了尾渣含钠问题，尾渣可以回收利用，但是焙烧后熟料采用碳酸钠或碳酸氢钠作为浸取剂，采用铵盐作为沉钒剂，导致沉钒后废液为含NH⁴⁺和Na⁺的混盐，废液处理难度大、处理成本高。

针对目前提钒工艺普遍存在的高酸性或高盐度废水问题，CN102560086A、CN101168802A、CN104003442A、CN104294047A、CN104831090A及CN103952565A等提出钒渣空白焙烧或钙化被烧后采用铵盐(或氨水)浸取剂浸出提钒的方法，该种方法偏钒酸铵可以直接在浸出液中结晶析出，结晶后液可以循环利用，可彻底解决沉钒废水问题，而且浸出后尾渣不含钠盐，可以直接配矿炼铁。但该系列方法存在的主要问题是以易分解铵盐(碳酸铵、碳酸氢铵或氨水)作为浸取剂，浸取剂浓度高，氨气挥发严重，并且液固比大(通常为2:1-10:1)，导致试剂消耗大，操作环境恶劣。而且，类似方法直接用于钒钛磁铁矿的焙烧过程效果较差。