[发明专利]一种钒渣钠化焙烧提钒工艺钒液提钒的方法

说明书

技术领域

本发明属于钒化工冶金技术领域，尤其涉及一种钒渣钠化焙烧提钒工艺钒液提钒的方法。

背景技术

五氧化二钒生产的传统方法是钒渣钠化焙烧-铵盐沉钒法，其中65%以上的钒产品来自于此方法。铵盐沉淀法有两种：一种是先将含五价钒的溶液的pH值调至8.5～9.5，然后按溶液中V₂O₅与铵盐的质量比1:1.3～1.5加入铵盐沉淀析出偏钒酸铵；另一种是采用分步调解溶液的pH值至1.5～2.5，加入铵盐沉淀析出多钒酸铵，后将得到的偏钒酸铵或多钒酸铵经煅烧得到五氧化二钒。

该工艺的主要不足为：(1)钒渣中钒主要以钒铁尖晶石结构存在，化学矿相稳定，难以分解；在气-固焙烧反应过程中，氧气传质效果差，即使采用多次高温焙烧，钒的单程回收率也只有80%；此工艺无法避免该不足。(2)钒渣中含有较多的含硅低熔点物质，提高反应温度将导致结圈，影响窑的操作，限制了反应温度的进一步提高，因此难以通过提高温度的方法提高钒的提取率。(3)铵沉过程会产生大量的高盐度、含氨氮废水，单位钒产品（以五氧化二钒计）废水产生量为约40吨，严重污染环境；吨钒铬废水治理成本在3000元左右，治理代价大。

中国专利CN 101157478A提出了一种多钒酸铵的制备方法，以传统的钠化焙烧-水浸工艺生产的含钒溶液为原料，先使钒与加入的氯化钙或硝酸钙生成钒酸钙，然后用碳酸氢铵转溶，钒进入溶液，钙生成更难溶的碳酸钙，分离后的钒液用硫酸调节pH，沉淀得到多钒酸铵。该工艺与传统工艺相比，可将多钒酸铵中的碱含量降到0.1%以下，并且沉钒废水中氨含量降至传统工艺的60%～75%。但还是存在氨氮废水的排放问题。

中国专利CN 103803649A一种用酸性钒液沉钒的方法，酸性钒液中的钒含量为5.0～50.0g/L，杂质磷的含量为0.02～1.90g/L，一次性地将酸性钒液pH值调节到0.5～2.5，然后置于密闭的水热反应釜内；将所述酸性钒液升温至100℃～180℃，以进行沉钒反应；对沉淀物进行煅烧，制得五氧化二钒。该方法可以实现钒的无铵沉钒，但由于钒液显酸性，而现有钒渣钠化焙烧工艺得到的钒液显碱性，所以该方法不适合现有工艺流程。

鉴于现有钒渣钠化焙烧-水浸提钒利用技术进展难以满足钒化工清洁生产的战略要求，因此必须研发从源头实现钒液中钒高效回收的方法，开发解决环境污染的钒液提钒清洁生产技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种钒渣钠化焙烧提钒工艺钒液提钒的方法，废水零排放，工艺流程短，操作简便，生产成本低的钒液提钒方法。

为解决上述技术问题，本发明一种钒渣钠化焙烧提钒工艺钒液提钒的方法采取下述工艺步骤：

（1）向钒渣钠化焙烧-水浸提钒工艺得到的钒液加钙沉钒，滤过得到钒酸钙和沉钒后液；

（2）所述钒酸钙用硫酸溶液转溶，沉淀过滤，得到转溶溶液和滤渣，其中的钒元素进入硫酸溶液，钙以硫酸钙形式固化在渣中；

（3）所述转溶溶液添加除杂剂，搅拌过滤，得到净化钒液；

（4）所述净化钒液调节pH值，静置，过滤沉淀，得上清液和沉淀物红饼，脱水烘干后，得到粉状钒产品。

本发明所述步骤（1）中的钙质添加剂为CaO或石灰乳，添加量为钒液中V、Si、P元素总摩尔量的0.5~2.0倍，钙化沉钒温度为40~90℃。

本发明所述步骤（2）中的钒酸钙转溶用硫酸调节pH值为4.0~7.0，转溶过程液固比为5-10:1，反应温度为40~90℃，转溶时间为10 ~60 min。

本发明所述步骤（3）中的除杂剂为硫酸铝、氢氧化铝、硫酸镁中的任意一种或几种。

本发明所述步骤（4）中的pH调节剂为硫酸，调节pH值为1.5~3.0，反应温度为50~90℃，反应时间为10~60 min。

本发明所述步骤（2）、（3）可以进行合并，在钒酸钙转溶过程添加除杂附加剂一步实现钒的转溶和钒液净化，简化工艺流程。

本发明所述步骤（1）中的沉钒后液可返回钒渣熟料水浸流程中循环使用，所述步骤（4）中的上清液可返回钒酸钙酸化转溶流程中循环使用。

本发明所述步骤（4）中的调节净化钒液pH值过程，添加铵盐沉钒，得到多钒酸铵产品。

本发明所述步骤（1）中钒液为碳酸钠、钒酸钠、硅酸钠、磷酸钠的混合溶液。