[发明专利]高浓度钒液沉钒的方法

说明书

本发明公开了一种高浓度钒液沉钒的方法，属于钒冶金化工技术领域。本发明为了弥补现有高浓度钒液沉钒技术的不足，提供了一种高浓度钒液沉钒的方法，包括：将高浓度钒液调节至弱酸性，然后加热，并加入三聚氰胺，搅拌并调节至强酸性，保温反应后，经静置、固液分离，得钒沉淀物，钒沉淀物经过高温氧化煅烧制备得到五氧化二钒产品。本发明采用三聚氰胺作为沉钒剂与钒作用生成钒沉淀物，使绝大部分的钒进入沉淀中，实现了高浓度钒液的有效沉钒，并有效避免了Cr、S、Na杂质对钒产品质量的影响，得到了质量合格的钒产品，且沉钒剂三聚氰胺用量少，成本低，不会产生氨氮废水，对环境友好，为高浓度钒液的钒沉淀提供了一条新的工艺路线。

技术领域

本发明属于钒冶金化工技术领域，具体涉及一种高浓度钒液沉钒的方法。

背景技术

钒是一种战略资源，普遍使用在冶金、化工、航空航天等方面。在钢的合金化中，钒是应用量较大的元素，同时也是低合金化和合金钢最有效的元素之一。近年来随着含钒钢筋在建筑用钢筋上的崛起，带动钒的需求量大增，同时，随着钒在化工、电子、宇航和陶瓷等工业领域用量的不断增大，钒市场前景较为乐观。目前主要的钒渣提钒工艺有：钒渣钠化焙烧-水浸-酸性铵盐沉钒，钒渣钙化焙烧-酸浸-铵盐沉钒，以及钒渣亚熔盐法提钒。其中，工业上最为广泛采用的是钒渣钠化焙烧-水浸-酸性铵盐沉钒工艺。此工艺主要包括钒渣预处理、钠化焙烧、、沉钒、粉钒熔片等工序。

目前，工业上从钠化钒液中回收钒采用的是酸性铵盐沉钒工艺，因其沉钒速度快、产品纯度高、沉钒率高、铵盐消耗较低等优势，被国内外广泛采用。但酸性铵盐沉钒的不足表现为以下两点：①沉钒浓度受到溶液中硫酸钠盐浓度的限制，溶液中的钒与钠以一定比例存在，在调节pH过程中，容易产生水解物或杂多酸等沉淀，沉淀物较多，溶解速度远小于沉淀速度，形成的水解物消耗掉了溶液中的钒酸根与铵根，沉钒率低。由于钒浓度过高，沉钒前期成核过多，晶体颗粒大小不均匀，吸附性强，杂质被夹带、吸附进产品中，难以洗涤，致使产品纯度低。因此，目前工业上采用的酸性铵盐沉钒的钠化钒液钒浓度瓶颈为30g/L左右(以TV计)，不能满足钒浓度高于30g/L的钒溶液有效沉钒。②采用酸性铵盐沉钒后得到的钒酸铵在煅烧过程中分解的氨气需进一步回收，且沉钒废水中的氨氮含量高，后续经过蒸发浓缩工艺得到硫酸钠与硫酸铵的混合盐，难以分离提纯，利用价值低。

经过对钒渣钠化球团化焙烧提钒工艺进行分析发现，制约其工艺得到推广进行产业化应用的主要是高浓度钒液沉钒工序。针对高浓度钒液沉钒，国内外学者对此进行了相关研究，但目前报道的均是采用酸性铵盐沉钒或水解沉钒。

“高浓度钒液沉钒工艺研究”(夏清荣.高浓度钒液沉钒工艺研究[J].钢铁钒钛,1996(03):46-50.)报道，采用酸性铵盐沉钒方法，从含钒30g/L左右的高浓度钒液中沉淀多钒酸铵，钒产品质量达到了国家标准，但整个流程并未完整阐述，且研究的影响因素少，并未在实际生产中得到应用。

“高浓度沉钒工艺研究”(卢明亮,马瑞峰,徐雪峰,梁婧宇,张国杰,徐佳.高浓度沉钒工艺研究[J].河北冶金,2015(02):13-15.)报道，以25～30g/L钒原液为研究对象，进行高浓度钒液沉钒研究。同样也是以酸性铵盐沉钒工艺，通过控制钒液pH值、加铵系数、加酸温度等制备钒酸铵，虽然可减少工序的水耗量，但仍会产生大量氨氮废水。

“高浓度钠化钒液制备多钒酸铵的研究”报道(郭继科.高浓度钠化钒液制备多钒酸铵的研究[J].钢铁钒钛,2017,38(03):13-20.)，以高浓度钠化钒液为研究对象，采用“滴加法”对高浓度钒液进行沉钒研究，其实质上也是酸性铵盐沉钒，整个工艺流程十分复杂，尤其是高浓度钒液需要用蠕动泵精确控制进液速度和滴加时间，更使得该工艺无法实现产业化应用。