[发明专利]一种从铬泥中提取钒和铬的方法

说明书

本发明涉及一种从铬泥中提取钒和铬的方法，所述方法包括：将铬泥、稳定剂和碱液混合，之后依次进行加压氧化反应和固液分离，得到尾渣和含钒溶液；其中，所述加压氧化反应中的氧化介质通过曝气装置提供。本发明中通过在反应中引入稳定剂来强化曝气装置中形成气泡的性能，同时稳定剂的引入可以显著降低尾渣中的钠含量，从而实现铬泥中钒和铬的高效回收。

技术领域

本发明涉铬泥回收领域，具体涉及一种从铬泥中提取钒和铬的方法。

背景技术

目前，钒钛磁铁矿是我国提钒的主要原料，它是一种共伴生矿石，其中含有铁、钒、铬等价值元素。目前，以冶炼钒钛磁铁矿为主的冶金企业生产工艺流程一般为：高炉含钒铁水—转炉提钒(得到钒渣，钒渣送钒化工厂生产钒制品)—半钢炼钢—钢水精炼—连铸—轧钢，从上述工艺流程中看出，利用含钒铁水经转炉提钒后得到中间产品铬泥进行提钒是提取钒钛磁铁矿中钒的主要手段。在利用铬泥提钒的过中，由于铬和部分钒无法被提取，会产生一定量的含铬固体废弃物，被称为铬泥。由于含有剧毒性物质铬，铬泥是一种极难处理的固体危险废弃物，对环境污染严重。目前国内对于铬泥的处理主要是致力于资源化研究。

为实现铬泥的再利用，CN103131852A提出一种含铬钒污泥的利用方法，将含钒铬污泥通过烘烤、加工等工艺将污泥转化为含钒铬泥球后，返回炼钢LF炉精炼工序，对其中的V、Cr元素进行微合金化，实现含钒铬污泥的无害化处理。然而含钒铬污泥中杂质元素较多，返回炼钢会造成精炼工序中的杂质积累，增加炼钢过程的能耗，影响钢种品质。CN108588427A提出一种利用提钒废水处理沉淀的铬泥的资源化利用方法，主要是将铬泥焙烧、洗涤、过滤后，将所得固体制为三氧化二铬颗粒，利用该颗粒作为生产含铬钢材的原料。但是该工艺需要经过高温焙烧，极大地增加了处理过程的能耗，并且利用该方法生产的三氧化二铬颗粒纯度不高，生产所得的钢材品质较低。

提取铬泥中的钒、铬等价值元素同样具有重要的经济价值和环保效益。钠化焙烧工艺是从含钒固废中提取钒的主流工艺，其基本原理是以Na₂CO₃为添加剂，通过高温钠化焙烧(750-850℃)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，得到含钒的浸取液，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，单次焙烧钒回收率为70％左右，经多次焙烧后钒的回收率也仅为80％；焙烧温度高(750-850℃)，且需多次焙烧，能耗偏高；在焙烧过程中会产生有害的HCl、Cl₂等侵蚀性气体，污染环境。

CN1884597A和CN86108218A等虽然对钠化焙烧工艺的添加剂及温度制度进行了不同改进，但基本原理相同，无法避免焙烧温度过高等传统工艺的问题。CN101161831A提出了一种钙化焙烧的方法，与钠化焙烧工艺相比，钙化焙烧时无需经过低温到高温逐步升温的过程，而是直接高温焙烧，使焙烧炉的温度更容易控制，并且缩短了焙烧时间，设备的产能也有所提高。但钙化焙烧的焙烧温度仍然很高(600-950℃)。

为了提高资源利用率、降低反应能耗，湿法提钒逐渐发展成为一种清洁、节能的新方法。CN107201445A提出了一种采用氢氧化钠溶液为浸出液，双氧水为氧化剂，分两步从含钒铬泥中浸出钒铬元素的工艺。先以氢氧化钠溶液对铬泥进行碱浸处理以提取钒，固液分离后，利用双氧水对浸出尾渣进行氧化处理后进一步碱浸提取铬。然而该工艺过程较为复杂，浸出过程需要氮气保护且双氧水消耗量较大，工艺成本高。而且该工艺过程目前尚停留在微小型实验阶段，能否应用于大型工业处理仍需实验验证。CN108998676A提出了一种从含钒铬泥中回收钒、铁和铬元素的新方法，该方法采用硫酸溶液从含钒铬泥中深度浸出铁、钒和铬元素，再在高温高压条件下从含有钒、铁和铬元素的硫酸溶液中除铁脱钒，对于除铁脱钒产物则通过碱浸的方法分离钒和铁元素，从而实现铁、钒和铬元素的有效分离。但是该工艺硫酸和碱液的消耗量大，工艺成本高，且生产所得的硫酸铬和氧化铁红纯度不高，需进一步提纯精炼。

发明内容