[发明专利]一种钒渣提钒的方法

说明书

技术领域

本发明属于钒渣提钒技术领域，更具体地讲，涉及一种通过浓硫酸来直接处理钒渣的提钒方法。

背景技术

我国钒的储量居世界第四位，全国有10多个省市(区)都有钒矿物资源，但主要集中在四川攀枝花地区和河北承德地区，尤其是攀枝花地区的钒储量相当丰富，已探明的钒钛磁铁矿储量近100亿吨，五氧化二钒储量为1578万吨，约占全国储量的55wt％，约占世界储量的11wt％。

在利用钒钛磁铁矿进行转炉提钒时，不仅将钒富集到钒渣中，大量的钛、铬、锰、铁也并存于钒渣中。钠化焙烧提钒是目前含钒原料提钒应用较多的工艺，其基本原理是以钠盐为添加剂，通过焙烧将低价态的钒转化为含五价钒的水溶性钒酸钠，再对钠化焙烧产物直接水浸，可得到含钒及少量杂质的浸取液，经过除磷后加入铵盐制得多钒酸铵沉淀，焙烧后可得到纯度大于98％的五氧化二钒。但该工艺有几大缺点：a、在焙烧钒渣的过程中会产生很多有害气体，如氯气、二氧化硫、氯化氢，不仅严重污染环境，而且腐蚀设备；b、钠化焙烧工艺铵沉过程要排放大量含钒、高氨氮的废水，不但严重污染环境，而且治理废水的成本大；c、钒的回收率低，平均为80％左右，而且对其中的钛、锰、铬、铁等产品没有回收，造成了资源的浪费。

现有技术中还有利用钒渣NaOH亚熔盐法提钒的方法，其通过破坏石英和铁橄榄石相的包裹实现钒渣中钒的高效浸出。但就该亚熔盐法而言，其存在以下缺点：a、氢氧化钠、氢氧化钾为强碱，对设备的腐蚀很严重且对其回收困难较大；b、亚熔盐法较普通的钠盐法提钒有很大进步，但是对钒中重要的钛、锰、铁资源得不到有效利用，造成资源的浪费；c、经强碱处理后的钒渣，由于含有钠、钾，给尾渣处理带来了很大的难度。

因此，需要提供一种既能高效利用钒渣中的钒资源，又能避免尾渣中含有大量的钠、钾的提钒方法。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的在于解决上述技术问题中的一个或多个。

本发明的目的在于提供一种既能高效利用钒渣中的钒资源，又能避免尾渣中含有大量的钠、钾的提钒方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种钒渣提钒的方法，所述方法包括以下步骤：a、将钒渣破碎并将破碎后的钒渣与催化剂混合，之后加入浓硫酸进行100～500℃下的高温浸出反应，过滤得到含钒浸出液和尾渣；b、调节所述含钒浸出液的pH值至1～4，再利用第一萃取剂对调节pH值后的含钒浸出液进行萃取，得到含钒萃取有机相和水相；c、利用第二萃取剂对所述含钒萃取有机相进行反萃取，得到含钒水相；d、将所述含钒水相沉钒后得到多钒酸铵，将多钒酸铵煅烧后得到五氧化二钒，其中，所述催化剂为含四价锰的物料，所述第一萃取剂中至少包括P204，所述第二萃取剂为硫酸、氢氧化钠或氨水中的至少一种。

根据本发明的钒渣提钒的方法的一个实施例，以重量百分比计，所述破碎后的钒渣中粒度为120～200目的钒渣的比重为95％以上。

根据本发明的钒渣提钒的方法的一个实施例，所述含四价锰的物料为二氧化锰、软锰矿、电解锰阳极泥中的一种或多种。

根据本发明的钒渣提钒的方法的一个实施例，在步骤a中，所述钒渣与催化剂的质量比为10～50:1，所述高温浸出反应中的固液比为0.5～3:1，所述高温浸出反应的温度为150～450℃且时间为3～12h。

根据本发明的钒渣提钒的方法的一个实施例，在步骤b中，采用氧化钙、碳酸钙、氢氧化钙中的至少一种来调节所述含钒浸出液的pH值，所述调节pH值后的含钒浸出液中的H+浓度为1～5mol/L。

根据本发明的钒渣提钒的方法的一个实施例，以体积百分比计，所述第一萃取剂中包括10～15％的P204、5～10％的磷酸三丁酯和75～85％的磺化煤油，所述第一萃取剂的皂化度为60～98％。

根据本发明的钒渣提钒的方法的一个实施例，所述第二萃取剂为浓度为0.5～2mol/L的硫酸。

根据本发明的钒渣提钒的方法的一个实施例，在步骤b中，第一萃取剂与含钒浸出液的体积比为1～5:10，萃取时间为5～15min，萃取采用4～8级的逆流萃取。

根据本发明的钒渣提钒的方法的一个实施例，在步骤c中，第二萃取剂与含钒萃取有机相的体积比为5～10:1，反萃取时间为10～30min，反萃取采用1～4级的逆流萃取，反萃取后的含钒水相中的五氧化二钒浓度为10～100g/L。