[发明专利]一种将提钒尾渣资源化、减量化、无害化处理的方法

说明书

本发明公开了一种将提钒尾渣资源化、减量化、无害化处理的方法。通过对提钒尾渣的成分分析，采用火法和湿法相结合的方法资源化、减量化、无害化处理提钒尾渣，其工艺过程为加热溶解‑加碱脱氨‑过滤‑硫酸制备硫酸铵‑钠化焙烧提钒‑蒸发浓缩‑离心分离。本发明工艺设计合理，充分利用了各化学元素及其化合物在不同状态条件下的性质，实现了提钒尾渣中N、Na、V、Cr等元素的分离回收，具有很高的经济效益。本发明是一种环境友好，资源利用率高的方法，该方法不仅可以解决五氧化二钒和高价铬的回收，还能使其他硫酸钠和硫酸铵等物质有合理的去向。此方法具有工业化应用价值。

技术领域

本发明涉及一种将提钒尾渣资源化、减量化、无害化处理的方法，属于资源利用技术领域。

背景技术

在提钒的过程中，钒钛磁铁矿中的五氧化二钒经过钠化焙烧的工艺提取后，在尾渣中依然有较高含量的五氧化二钒存在。这些五氧化二钒随着工艺流程流出，最后存在沉钒废液中，沉钒废液经过蒸发结晶，最后形成提钒尾渣。因每批次原矿中五氧化二钒含量不同，因此每批次提钒尾渣中五氧化二钒的含量不同。在提取五氧化二钒的过程中，因为尾渣成分不同于原矿，在提取工艺上存在一定差异，并存在一定技术难度。

提钒尾渣中的主要成分是硫酸钠晶体，也有少量硫酸铵。还含有钙、镁、铝、铁、硅、钒、铬等的氧化物及其他形式化合物。这些成分来源于原矿石。

目前，国内对于一些提钒尾渣的处理方法比较多，方法也相差甚大。但是绝大部分方法缺少对提钒尾渣整体的把控，多为几个步骤或者几种金属氧化物或者化合物的资源化、减量化、无害化处理。其中，处理回收五氧化二钒和还原高价铬的方法是重点。多数工艺采用火法对五氧化二钒进行钠化焙烧，使五氧化二钒转化成可溶钒酸盐，再采用湿法酸浸或者碱浸使得钒进入液相，最后通过萃取或者沉淀法等沉钒。

《钢铁钒钛》2015年6月第36卷第3期中总结了很多提钒尾渣再提钒技术的研究成果。其中常压酸浸提钒方法，使用HF酸破坏矿物硅酸盐矿物晶体结构，同时溶解原料中难溶性高价钒，采用氧化剂 NaClO将钒氧化后转化为在硫酸溶液中更稳定存在的 VOSO₄，可采用硫酸－氢氟酸－次氯酸钠组合，实现常压下攀钢提钒尾渣中钒的提取。也有常压酸浸提钒加入含氟助浸剂CaF₂强化提钒。此外还有加压酸浸提钒方法，通过单因素对比试验确定增加硫酸质量浓度和反应液固质量比对浸出有利。再对矿物进行磨细处理，能显著增加钒浸出率。

昆明理工大学论文《钠化提钒尾渣脱钠试验研究》中提到，提钒尾渣是炼钢炉渣（V₂O₅的含量10%-18%）经过钠盐焙烧-水浸-沉淀-碱溶-铵盐沉钒，最终得到偏钒酸铵经过热解得到钒氧化物以后所得到的废渣，其中大部分的可溶性钒已被提取，尾渣中残留的钒以酸碱不溶性低价钒的形式存在，这部分钒的含量在1.5%，远高于一般含钒精矿中V₂O₅的品位。文中提到，对于这部分提钒尾渣中的钒，进行钠化焙烧，此工艺是传统的提钒工艺，钒的提取率高，但是能耗高且会造成环境二次污染。

国外对提钒尾渣回收残钒的研究较少，一般采用碳热还原回收其中的钒，其次就是将钒富集到铁水中先生产含钒生铁，再通过感应炉将钒氧化使其进入到钒渣中，得到含钒量较高的钒渣来回收钒。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺设计合理、可有效实现提钒尾渣的资源化、减量化、无害化。采用火法-湿法相结合的工艺，高效回收提钒尾渣中的V、Cr、Na等元素。

本发明是一种将提钒尾渣资源化、减量化、无害化处理的方法，具体步骤如下：

S1、加热溶解：向提钒尾渣中加水，再加热并搅拌使尾渣中可溶成分溶解，得到混合物，其中混合物中剩余固体以金属氧化物形式存在；