[发明专利]钒钛磁铁矿中回收钒的方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，尤其是一种钒钛磁铁矿中回收钒的方法。

背景技术

钒钛磁铁矿经磁选分离后得到的铁精矿中主要成分是铁和钛，钒在矿石中品位很低，约为0.5%～0.8%。目前从铁精矿中提钒主要有两种方法，一种是直接从铁精矿中提钒；另一种是先经炼铁、炼钢再从炉渣中提钒。直接从铁精矿中提钒研究较多的是钠化氧化提钒，铁精矿经过1200℃左右Na₂SO₄焙烧、水法提钒，钒的回收率可达80%，突出的缺点是浸后球团不能单独进高炉冶炼。从钒渣中提钒是我国钒钛磁铁矿提钒的主要工艺，即钒渣经回转窑钠化焙烧、水浸、净化、沉钒的工艺，此工艺与钢铁冶炼流程相衔接，缺点是钒的总收率低，从精矿到钒铁过程中钒的回收率为43%～49%，一部分钒未经充分提取损耗到高炉渣、电炉渣及钢渣中了。

以钒钛磁铁矿为原料生产铁、钒产品的企业目前都采用传统的钒渣钠化焙烧工艺从钒渣中提钒，如我国的攀钢、承钢，南非海威尔德、新西兰钢铁公司等。钠化焙烧的工艺基本原理是以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。

公开号CN101215005A提出了一种利用钒渣生产五氧化二钒的方法，其将钒渣与钠盐（碳酸钠、氯化钠）或钾盐（碳酸钾、氯化钾）混合后焙烧，该专利适用于高硅低钒钒渣，焙烧温度为700～820℃，多温段焙烧，通过控制温度制度及盐配比，可以防止炉料烧结，使工艺顺行，亦降低了焙烧保温时间，尾渣中V₂O₅含量可达到0.5～1%。公开号CN1884597A一种提钒钠化焙烧复合添加剂、公开号CN86108218A 回转窑一次焙烧钒渣—水浸提钒方法，均都对钠化焙烧工艺的添加剂及温度制度进行了不同改进，基本原理都是通过使用不同配比的添加剂（Na₂CO₃、NaCl、Na₂SO₄、Na₂SO₃等）及不同的温度制度来对钒的提取率、焙烧时间、炉料烧结等指标进行改进和提高。以上工艺与传统的钠化焙烧原理、操作过程、操作温度基本相同，无法避免焙烧温度过高等传统工艺的问题。

公开号CN101161831A提出了一种钒渣钙化焙烧的方法，其将高钙钒渣或普通钒渣与石灰或石灰石混匀后进行钙化焙烧；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。这种方法依然存在钒钛磁铁矿中的一部分钒损耗到高炉渣、电炉渣及钢渣之中的不足之处。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种回收钒后得到的铁矿渣可以直接应用于高炉冶炼的钒钛磁铁矿中回收钒的方法。

为解决上述技术问题，本发明的工艺步骤为：

（1）将钒钛磁铁矿、钙质添加剂与粘结剂混合造球或压块后烘干，然后氧化焙烧，得到焙烧熟料；

（2）所述的焙烧熟料利用含有CO₃^2-的浸出液进行碳酸化浸出，然后进行固液分离，得到含钙铁矿渣和含钒铬的溶出液；

（3）所述的溶出液加入带NH₄⁺的试剂进行氨沉，得到钒酸氨；或溶出液加入酸液直接酸化得到V₂O₅。

优选的，所述步骤（1）中的钙质添加剂为CaO、CaCO₃、CaSO₄、Ca(OH)₂、CaCl₂、石灰石、白云石中的一种或几种，或配加有CaF₂的上述钙质添加剂，所述钙质添加剂的添加量为钒钛磁铁矿重量的1%～20%；所述的粘结剂为淀粉、糊精、高岭土、膨润土、硅酸盐、水泥中的一种或几种，所述粘结剂的添加量为钒钛磁铁矿重量的0.1%～10%；所述步骤（1）中采用氧气、空气、富氧空气和臭氧中的一种或几种进行氧化焙烧，氧化焙烧温度为700～1400℃，氧化焙烧时间为0.1～10h。