[发明专利]一种钒钛磁铁矿的直接提钒的方法

说明书

本发明提供了一种钒钛磁铁矿的直接提钒方法，所述方法包括：以钒钛磁铁矿和炭基添加剂的混合物为原料进行钙化焙烧，之后将钙化焙烧产物进行后处理，得到含钒液。所述方法钒的回收率高；浸出液杂质含量少，经过简单除杂即可制得高纯钒制品；不产生废气，操作工艺简单，设备要求低，工艺成本低；提钒过程不影响炼铁，提钒后尾渣不含钠盐，可以直接配矿炼铁，从而实现钒钛磁铁矿资源的综合利用。

技术领域

本发明属于钒化工冶金技术领域，涉及一种钒钛磁铁矿的直接提钒方法。

背景技术

目前从铁精矿中提钒主要有两种方法，一种是钒钛磁铁矿经炼铁、炼钢后从吹炼炉渣中提钒；另一种是直接从钒钛磁铁矿精矿中提钒。

钒渣提钒是我国钒钛磁铁矿提钒的主流工艺，即钠化焙烧-水浸-净化-沉钒的工艺。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提钒。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，单次焙烧钒回收率约为70％，由于工艺流程长，从钒钛磁铁矿到最终五氧化二钒整个工艺流程钒的回收仅为50％，造成钒资源的浪费。

另外一种钒钛磁铁矿提钒方法是直接从矿中提钒，这种方法的优点是钒的总回收率高，可达60％以上。直接从铁精矿中提钒研究较多的是钠化氧化提钒。CN 101168802A公开了一种综合回收钒钛磁铁精矿中铁、钒、钛的方法，该方法以硫酸钠为焙烧添加剂，在1200-1300℃下焙烧25-60℃，焙烧后熟料水浸后提钒，尾渣造球后在转底炉中还原，回收铁水和钛渣。该方法的缺点是，焙烧温度高，钒转化率低，并且随着矿中钒含量的增加钒损失率越高。窑尾气产生有害气体SO₂，而且浸出后尾渣含钠，不能进行配矿炼铁，否则腐蚀高炉炉衬。

CN 102690944A提出了一种综合回收高钒钒钛磁铁矿中钒、钛、铁的方法，首先向高钒钒钛磁铁矿中添加钠盐或者钙盐中的任一种，用转底炉焙烧后用酸浸出，分离浸出液和残渣，浸出液制得钒产品；尾渣制成还原性球团，在转底炉内快速还原，在燃气熔分炉或者电炉内熔化分离得到含钒铁水和钛渣，含钒铁水通过转炉吹氧提钒，分离出钒渣和生铁，钒渣破碎后返回同高钒钒钛磁铁矿一起进行混料后焙烧、酸浸提钒。该方法将钒钛磁铁矿提钒和钒渣提钒相结合，可明显提高钒的回收率，但该方法用酸作为钒浸取剂，钒液中杂质含量高，产品纯度低。而且沉钒含酸和钠盐的混合废液处理困难。

CN 102703688 A提出了一种钒钛磁铁矿钙化焙烧后用碳酸盐浸出提钒的方法，该方法用钙盐替代钠盐焙烧，解决了尾渣含钠问题，尾渣可以回收利用，但是焙烧后熟料采用碳酸钠或碳酸氢钠作为浸取剂，采用铵盐作为沉钒剂，导致沉钒后废液为含NH₄⁺和Na⁺的混盐，废液处理难度大、处理成本高。

针对目前提钒工艺普遍存在的高酸性或高盐度废水问题，CN 102560086A、CN101168802A、CN104003442A、CN 104294047A、CN 104831090A及CN 103952565A等提出钒渣空白焙烧或钙化被烧后采用铵盐(或氨水)浸取剂浸出提钒的方法，该种方法偏钒酸铵可以直接在浸出液中结晶析出，结晶后液可以循环利用，可彻底解决沉钒废水问题，而且浸出后尾渣不含钠盐，可以直接配矿炼铁。但该系列方法存在的主要问题是以易分解铵盐(碳酸铵、碳酸氢铵或氨水)作为浸取剂，浸取剂浓度高，氨气挥发严重，并且液固比大(通常为2:1-10:1)，导致试剂消耗大，操作环境恶劣。而且，类似方法直接用于钒钛磁铁矿的焙烧过程效果较差。