[发明专利]一种从含钒钛渣中提取钒和钛的方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，具体地，本发明涉及一种从含钒钛渣中提取钒和钛的方法。

背景技术

钒钛磁铁矿为我国重大特色多金属共伴生矿产资源，我国钒钛磁铁矿已探明储量100亿吨，远景储量达300亿吨以上，主要分布在四川攀西、河北承德、辽宁朝阳、广东、新疆等地区。我国的钒钛资源主要赋存于钒钛磁铁矿中，钒钛磁铁矿中钛、钒储量分别占全国储量的90.5％和62％。目前，我国钒钛磁铁矿的一般处理工艺为：钒钛磁铁矿经选矿分离后得到含钒铁精矿和钛铁矿精矿。钛铁矿精矿用于生产钛渣或采用硫酸法制备钛白粉，含钒铁精矿工业上采用“高炉-转炉”流程回收铁和钒。钒钛磁铁矿中钒资源综合利用率仅42％，钛资源回收率不足14％，资源浪费严重。非高炉路线近年来备受关注，被认为是最有可能实现铁、钒、钛综合利用的技术路线，国内外多家科研单位和企业对含钒铁精矿的非高炉路线做了大量研发工作，与高炉法相比，非高炉法制备出的含钒钛渣中TiO₂品位有所提高，但含钒钛渣含有大量的钙、镁、硅、铝等杂质、矿物结构稳定，目前尚无经济、高效工艺处理此类含钒钛渣，仅少量掺杂作为硫酸法钛白的原料或利用传统高温钠化焙烧的提钒工艺提取钒，提钒工艺存在流程较长、能耗较高、污染重等问题。

含钒钛渣是含钒铁精矿经非高炉路线还原后所得，其组分与含钒铁精矿、钛精矿等原矿物组成不同，主要矿物组成为黑钛石、硅酸盐相和玻璃相，钒主要赋存在黑钛石中，极少量赋存在硅酸相中，钛主要以其氧化物形式赋存在黑钛石和钛铁矿中，黑钛石常压下不溶于盐酸、磷酸、苛性碱和冷硫酸等，对王水、SnCl₂、HgCl₂等也无反应，矿相稳定，常规浸出方法难以破坏黑钛石结构，难以实现钒的高效浸出与钒、钛、铁等有价组元的选择性浸出。本发明提出的湿法处理非高炉路线生产的含钒钛渣提取钒和钛，可实现钒的高效浸出与钒、钛、铁等有价组元的选择性浸出，实现钒、钛的清洁-高效提取，具有工业操作性、环境友好等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种清洁-高效的从含钒钛渣中提取钒和钛的方法，同时具有工业操作性、环境友好等优点。

本发明的从含钒钛渣中提取钒和钛的方法，包括以下步骤：

(1)将含钒钛渣和氧化剂与盐酸混合，在50～250℃下浸出1～10h，过滤后获得含钒酸浸液和富钛料；其中，所述盐酸与含钒钛渣的液固比为20:1～1:1，氧化剂质量是含钒钛渣质量的1％～20％；

(2)将步骤(1)获得的含钒酸浸液加热、搅拌，加入还原剂将酸浸液中的Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ)，获得还原溶液；

(3)将步骤(2)获得的还原溶液利用碱性物质调节pH值至0～3，获得萃原液；

(4)将步骤(3)获得的萃原液与萃取剂混合，进行萃取，获得含钒有机相；

(5)将步骤(4)获得的含钒有机相与酸性溶液混合，进行反萃，获得钒溶液；

(6)将步骤(5)得到的钒溶液制备成钒酸铵或五氧化二钒；

(7)将步骤(1)获得的富钛料水洗、过滤后与碱性溶液混合，其中，所述碱性溶液与富钛料的质量液固比为1:1～10:1，50～150℃反应5～120min后过滤并水洗，获得水洗钛渣；

(8)将步骤(7)获得的水洗钛渣与稀酸溶液混合进行酸洗，调节洗涤溶液pH值至4～6，酸洗后过滤、烘干得到酸溶性钛渣。

根据本发明的从含钒钛渣中提取钒和钛的方法，所述含钒钛渣是含钒铁精矿(钒钛磁铁精矿)经非高炉路线还原后所得，含钒钛渣其组分与含钒铁精矿、钛精矿等原矿物组成不同，主要矿物组成为黑钛石、硅酸盐相和玻璃相，钒主要赋存在黑钛石中，极少量赋存在硅酸相中，钛主要以其氧化物形式赋存在黑钛石和钛铁矿中，黑钛石常压下不溶于盐酸、磷酸、苛性碱和冷硫酸等，对王水、SnCl₂、HgCl₂等也无反应，矿相稳定、杂质含量高，常规浸出方法难以破坏黑钛石结构，难以实现钒的高效浸出与钒、钛、铁等有价组元的选择性浸出。

所述含钒钛渣主要成分包括：TFe的质量含量为：5％～40％，TiO₂的质量含量为：10％～60％，V₂O₅的质量含量为：0.5％～5％。

根据本发明的从含钒钛渣中提取钒和钛的方法，其中，优选地，步骤(1)所述盐酸质量浓度为10％～36％。