[发明专利]一种碳酸铵浸出钒渣熟料提钒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳酸铵浸出钒渣熟料提钒的方法，属于钒的湿法冶金技术领域。

 

背景技术

钒渣是指含钒的铁水经过转炉吹炼等方法氧化成为富含钒氧化物以及铁氧化物的一种炉渣，是提钒的主要原料之一。传统的钠化焙烧、水浸提钒工艺在焙烧过程中添加钠盐（苏打、食盐），产生侵蚀性气体（HCl、Cl₂、SO₂、SO₃等）对环境造成的污染较大。并且该工艺不适用于含钙较高的钒渣，钙在焙烧过程中易与五氧化二钒生成不溶于水的钒酸钙或含钙的钒青铜，水浸时这部分钒留在渣中造成钒损失。

近年来环境友好型的钙化焙烧、酸浸工艺越来越受到重视。钒渣和作为钙源添加剂的石灰质原料一起焙烧，使钒转化成可溶于酸的钒酸钙，再用酸液（一般为硫酸）浸出。酸浸工艺得到的钒浸出率较高，但是其他杂质元素如铁、锰及磷等也大量进入浸出液中，若不净化去除它们，就会影响产品质量。特别是溶液中的磷会与钒形成一种复杂而稳定的络合物H₇[P(V₂O₅)₆]，对酸性铵盐沉钒影响极大。酸性铵盐沉钒是基于在酸性钒溶液中，多钒酸盐和铵盐作用生成六聚钒酸铵沉淀，而酸性钒溶液中V₂O₅/P摩尔比小于178时，沉钒时会偏向于生成可溶的十二钒酸盐而非六聚钒酸铵沉淀，造成钒的损失。因此，酸浸后需要在沉钒之前净化溶液，无论是沉淀净化、萃取净化，还是离子交换净化等净化方式，都会增加工艺流程和生产成本。另外，钙化焙烧、碳酸钠浸出工艺有人做过探索研究，钒的浸出率可达90%以上，但是浸出液中还是存在Si和P等杂质元素。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种碳酸铵浸出钒渣熟料提钒的方法，本方法使钒渣中的钒能够较完全的进入浸出液中，同时减少杂质元素（特别是磷）进入溶液，利于制取高纯度的钒成品。

本发明的技术方案为：一种碳酸铵浸出钒渣熟料提钒的方法，将CaO/V₂O₅的摩尔比为2～3的钒渣在700℃～900℃下钙化焙烧，钒渣熟料磨细筛分后用碳酸铵溶液浸出，过滤得到含钒浸出液，含钒浸出液通过沉钒工艺即可得到钒成品。

进一步地，碳酸铵溶液浸出时，碳酸铵溶液浓度为200～800g/L，碳酸铵溶液与钒渣熟料液固比为5～30，浸出温度60℃～98℃，浸出时间30min～120min。

钒渣熟料磨细筛分后粒径为0.0374mm～0.1060mm。

浸出结束后不待冷却立即进行过滤得到含钒浸出液，过滤后的钒渣再用60℃～98℃的20～100g/L碳酸铵溶液洗涤1～5次，洗涤液加入含钒浸出液中。

本发明的有益效果是：本方法浸出操作工艺简单，设备要求低，工艺成本低；此外，浸出剂的成本低，且可循环使用，从而降低生产成本。本方法能得到较好的钒浸出率，可使钒的浸出率达到90%以上，同时减少杂质元素特别是磷进入浸出液，磷的浸出率低于10%。浸出后含钒液酸碱度及成分适宜，可简化净化过程，利于下步沉钒及制取高纯度钒制品。

 

具体实施方式

研究适合的浸出剂和浸出工艺，在保证钒的浸出率较高的基础上控制浸出液中杂质元素特别是磷的含量是本发明的目的所在。

本发明的浸出剂为碳酸铵溶液。通过碳酸铵浸出钒渣熟料提钒的具体实现工艺为：将CaO/V₂O₅的摩尔比为2～3的钒渣在700℃～900℃中进行钙化焙烧。上述钒渣可以是提钒过程中铁水吹炼得到的满足CaO/V₂O₅的摩尔比为2～3的高钙钒渣，也可是在普通钒渣的基础上添加石灰或石灰石等石灰质原料使其CaO/V₂O₅的摩尔比为2～3。将经过钙化焙烧的钒渣熟料磨细筛分，取200目筛下物，使钒渣熟料的粒径小于0.0750mm。也可根据需要用400目、300目或140目筛下物，使粒径为0.0374mm～0.1060mm。

然后按照液固比为5～30将200～800g/L的碳酸铵溶液与钒渣熟料混合，在恒温加热磁力搅拌水浴锅中浸出，浸出温度为60℃～98℃，浸出时间为30min～120min。