[其他]五氧化二钒的生产方法

说明书

五氧化二钒的制备方法包括将下列组成（重量％）的含钒矿渣混合来制备原料：氧化钙３～４０；氧化镁２～１５，氧化钒１４～３０；氧化硅１２～３２；其余是铁、钛、铬、锰、铝和磷的氧化物。矿渣中二氧化硅与钙镁氧化物总合的重量比为０．７５～０．８５。制得的原料在氧化性气氛中焙烧。将焙烧料沥滤。把含有五氧化二钒的溶液与滤饼分离。将溶液中的五氧化二钒以钒酸铵形式沉淀，再经分离、干燥和焙烧得五氧化二钒。

本发明属于化学和冶金领域，更具体地说，涉及到可用于制造备合金、硬化剂和催化剂的五氧化二钒的生产方法。生产五氧化二钒的基本原料是在加工含钒0.5～2（重量）%的钛磁铁矿石时所得的含钒冶金矿渣。

苏联已经开发并在工业上实现了通过火法冶金途径同时回收铁和钒的钛磁铁矿石综合处理方法。南非共和国和中国采用相似的流程来加工钛磁铁矿石（参阅K.M.索柯洛娃：“国外钒的生产和消费”，墨色冶金情报研究所所报，1981年第10期（894），第3～15页）。按照这一流程，钛磁铁矿石被加工成一种钒铁，这种钒铁在转炉中用一种气态氧化剂进行氧化，进一步加工成钢和含钒矿渣。所得的含钒矿渣是生产五氧化二钒的原料。

从转炉矿渣生产五氧化二钒的方法由下列几个步骤组成：矿渣焙烧前的预处理（破碎、磨碎、分离、与反应物混合），氧化焙烧，用溶剂（水、酸类和碱类的溶液）对焙烧料进行沥滤，将五氧化二钒从溶液中沉淀出来，干燥，熔融，并将所得五氧化二钒造粒。

〈＆＆〉法，基本上是重复上述流程的各个主要步骤。

从钛磁铁矿石中回收钒的湿式冶金方法的最简单的实施方案已在芬兰开发出来并得到实施（参阅H..勒基舍夫等：“黑色冶金中的钒”，莫斯科，冶金出版社，1983，第192页）。原料矿石中含有少量硅和钙的氧化物可得到下列组成（重量）%的铁-钒浓缩物：67～67.7Fe，0.58SiO₂，2.8TiO₂，0.96～1.12V₂O₅，0.2CaO。从这种浓缩物中，可在取消火法冶金富化步骤的情况下将钒回收。这种现有的加工方法的实质可归结为将含纯碱（2%）的球团矿进行氧化焙烧，随后生产钒酸钠，经过常规操作（沉淀、洗涤、干燥、熔融）从中得到含五氧化二钒95%或95%以上的产品;钒回收率为77.5%。但是，这种方法的独特之处是原料组成要符合工艺的要求，在大多数情况下，钛磁铁矿的特点是钙和硅的氧化物含量较高，因此，这种方法不适用于加工上述原料。

鉴于这种情况，已经开发出一种从转炉含钒矿渣中生产五氧化二钒的方法，其中包括：含钒矿渣原料焙烧前的预处理，预处理后的矿渣在活性反应介质存在下焙烧，焙烧料的沥滤，从滤饼中分离出所得的钒溶液，五氧化钒的沉淀、干燥和熔融（参阅H..勒基舍夫等：“黑色冶金中的钒”，莫斯科，冶金出版社，1983，第31页）。这样做，可使65～85%的钒被萃取到水溶液中。但是，铝酸盐、钛酸盐、硅酸盐也同钒一起转入溶液中，生成可溶性玻璃，后者水解后会生成胶状沉淀物。这会妨碍矿泥的过滤，并使五氧化二钒最终产品受到硅、铝和其它元素氧化物的污染。这样制备的产品含有80～85%，最高可达87～88.0%的五氧化二钒。为了保证转入五氧化二钒的钒收率高，这一方法要求一些表征原料和整个方法的基本参数实现优化。因此，在焙烧前预处理（相分离、破碎）、焙烧（烧结性能降低）、沥滤（提高钒的萃取率，改进矿泥的过滤性能）时，含钒矿渣在化学和矿物学组成、粒度、孔隙率、机械强度、密度等方面都应具有良好的性质。为此，适当选择原料和含钒矿渣组成具有重要意义。

本发明的目的是使用一些能够得到较高纯度的含钒溶液并能改进最终产品质量的原料，来生产五〈＆＆〉实现的，这种方法包括：将含钒矿渣与纯碱混合来制备原料，原料在氧化性气氛中焙烧;焙烧料的沥滤，将所生成的含钒溶液与滤饼分离并使五氧化二钒从这种溶液中沉淀出来;其中，按照本发明，原料的制备方法是将10～40（重量）%的纯碱与60～90（重量）%的含钒矿渣混合，含钒矿渣的组成（重量）%如下：

氧化钙 3～40

氧化镁 2～15

氧化钒 14～30

氧化硅 12～32

其余是铁、钛、铬、锰、铝和磷的氧化物，