[发明专利]钒渣钙锰复合焙烧提钒的方法

说明书

本发明属于化工和冶金领域，具体涉及一种钒渣钙锰复合焙烧提钒的方法。针对现有方法钒浸出率还有待提高、提钒废水处理复杂、处理成本高的问题，本发明提供了一种钒渣钙锰复合焙烧提钒的方法，包括以下步骤：a、以含钙、锰的化合物为添加剂，与钒渣精粉充分混匀后焙烧得熟料；b、将熟料进行一次浸出，得到一次含钒浸出液和一次浸出尾渣；c、将一次浸出尾渣进行二次浸出，得到二次含钒浸出液和二次浸出尾渣；d、向一次含钒浸出液中加入浓硫酸，调节溶液pH＝1.5～2.2，加热至80℃～100℃，保温30～120min，得到五氧化二钒。本发明使得钒综合浸出率达到94～97％，含钒浸出通过沉钒、煅烧得到五氧化二钒，实现钒的高效回收。

技术领域

本发明属于化工和冶金领域，具体涉及一种钒渣钙锰复合焙烧提钒的方法。

背景技术

钒是重要的战略元素，在冶金和化工领域均有广泛的用途。钒渣是最重要的提钒原料，其占钒产品总量的80％。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，新西兰钢铁公司等均采用上述工艺。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85％；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。钒渣钙化焙烧提钒是一种清洁提钒的工艺，其以石灰石为添加剂，通过氧化焙烧、硫酸浸出、沉钒获得氧化钒产品，生产过程不排放有害气体、废水系统内循环、尾渣返高炉循环利用，具有显著的经济效益和环保效益。目前，经过持续的技术优化，钒渣钙化提钒的钒收率可达82％，与钠化工艺相比仍有一定的差距。

因此，开发新的焙烧体系从钒渣中高效、清洁提钒具有重要的意义。

专利CN109811123A公开了一种提钒方法，将含钒精粉、钙离子添加剂和镁离子添加剂在充分混匀后，在高温炉中焙烧得到复合焙烧熟料，熟料经破碎后酸浸得到含钒滤液。钒渣通过与钙和镁添加剂复合焙烧，可将钒浸出率提升至91％以上，有效提高钒收率。

采用钒渣与钙、镁添加剂复合焙烧，可有效提高钒浸出率，但镁添加剂焙烧后在酸浸过程将以硫酸镁的形式进入含钒浸出液，沉钒后废水中的硫酸镁往往只能采用氨水或液碱调pH值至＞10，形成氢氧化镁沉淀并固液分离后才能循环使用沉钒废水。上述废水处理方式成本高，氨或碱耗量大、引入的铵根离子或钠离子对废水循环均有不利影响，导致工业实施存在一定困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：现有对钒渣提钒的方法中钒浸出率还有待提高、提钒废水处理复杂、处理成本高的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：提供一种钒渣钙锰复合焙烧提钒的方法。该方法包括以下步骤：

a、以含钙、锰的化合物为添加剂，与钒渣精粉充分混匀后，于750℃～1000℃下焙烧30～240min，焙烧结束后降温至＜600℃时取出，冷却至室温，得到熟料；

b、将熟料按液固比2～4︰1，在温度30℃～60℃、pH值2.5～3.0，搅拌条件下一次浸出，得到一次含钒浸出液和一次浸出尾渣；

c、将一次浸出尾渣按液固比1～3︰1，在温度30℃～60℃、pH值0.5～2.0，搅拌下二次浸出，得到二次含钒浸出液和二次浸出尾渣；

d、向步骤b所得的一次含钒浸出液中加入浓硫酸，调节溶液pH值为1.5～2.2，加热至80℃～100℃，保温30～120min，过滤，得到水合五氧化二钒，熔化得到片状五氧化二钒。

其中，上述钒渣钙锰复合焙烧提钒的方法中，步骤a所述的含钙、锰的化合物包括：氧化钙、氢氧化钙、石灰石、一氧化锰、二氧化锰或碳酸锰中的至少一种。