一种高效提取提钒尾渣中铬的清洁工艺方法技术

一种高效提取提钒尾渣中铬的清洁工艺方法，提钒尾渣用低浓度氢氧化钠浸出硅的同时加入硅固定剂，将硅转化为碱浸提铬过程中的惰性化合物，再经碱浸提铬得到硅含量较低的铬酸钠碱性液和富铁尾渣，从而实现提钒尾渣中铬的高效提取及有价组分的综合利用。本发明专利技术可实现提钒尾渣中铬的高效提取，铬提取率大于85％，且所得铬酸钠碱性液硅含量较低。

【技术实现步骤摘要】
一种高效提取提钒尾渣中铬的清洁工艺方法
本专利技术属于湿法冶金与铬化工
，具体地，本专利技术涉及一种从提钒尾渣中高效提取铬的清洁工艺方法。
技术介绍
钒和铬是国家重要的战略资源，钒产品和铬产品在国民经济中的位置不可替代。由含钒矿物(如钒钛磁铁矿)冶炼成铁水，再氧化吹炼得到的钒含量较高的钒渣是我国目前提钒的主要原料。不同含钒矿物吹炼得到的钒渣成分差异较大，但都会与钒同时伴存铬、铁等有价金属组分，具有很高的资源利用价值。经多种方法提取钒渣中的钒后，得到含铁、硅、铬等金属的提钒尾渣。普通钒渣提钒后所得尾渣中Cr0～2wt％，Si4～16wt％，TFe25～30wt％，同时还有少量Al、Ca、Mg等金属。以攀枝花红格地区的钒钛磁铁矿为原料冶炼提钒后所得尾渣中Cr4～15wt％，Si6～15wt％，TFe15～37wt％。加上提钒尾渣体量庞大，开发提钒尾渣中铬的高效提取利用，具有重要意义。目前回收有价元素铬制备铬盐产品的方法主要包括焙烧法和液相氧化法两大类。由于提钒尾渣中同时含有一定量的硅，直接采用液相氧化法提铬，硅也消耗碱，使得在相同碱浓度下铬的浸取率大幅度降低。如CN101817561B采用液相氧化法提铬，用30wt％～80wt％氢氧化钠溶液浸取，浸出液加除杂剂除杂，该浸出液碱浓度高，硅的脱除率较低，影响铬盐产品质量。因此，采用液相氧化钒提铬前硅的脱除具有重要意义。提钒尾渣用低浓度氢氧化钠浸出时，铬不会进入液相，而硅则会进入液相，从而可以达到预脱硅的目的。将碱浸液液固分离后，再向滤液中加入硅固定剂，脱硅后滤渣再用液相氧化法提铬时铬的浸出率可以大幅度提高。如CN101591023A与CN102249253A为高铝粉煤灰脱硅，采用的就是先碱浸脱硅，再加固硅剂进行固硅的两步法。但这种方法需要两步液固分离，并得到水合硅酸钙，需要再处理，流程复杂。本专利技术采用将硅的浸出与固定合为一步，在提钒尾渣用低浓度氢氧化钠浸出硅的同时加入硅固定剂，将硅转化为碱浸提铬过程中的惰性化合物，不仅消除了提铬过程硅的影响，提高了铬的提取率，而且流程更简便。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种高效提取提钒尾渣中铬的清洁工艺方法，可实现提钒尾渣中铬的高效提取。为达上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种提取提钒尾渣中铬的清洁工艺方法，包括以下步骤：(1)将提钒尾渣与氢氧化钠溶液混合加热，同时加入硅固定剂固硅，液固分离后得到含氢氧化钠的浸液和脱硅渣；(2)步骤(1)所得脱硅渣与氢氧化钠溶液混合，然后在氧化剂作用下碱浸提铬，液固分离后得到碱浸液和碱浸渣；(3)步骤(2)所得碱浸渣与醇混合并持续搅拌进行醇洗脱碱，液固分离后得到醇洗液和碱浸渣；(4)步骤(3)所得碱浸渣进行水溶提铬，液固分离后得到铬酸钠碱性液和渣；(5)步骤(4)所得渣经逆流洗涤后得到提铬尾渣；(6)处理步骤(4)所得铬酸钠碱性液制得重铬酸钠(红矾钠)母产品。提钒尾渣用低浓度氢氧化钠浸出硅的同时加入硅固定剂，将硅转化为碱浸提铬过程中的惰性化合物，再经碱浸提铬得到硅含量较低的铬酸钠碱性液和富铁尾渣，从而实现提钒尾渣中铬的高效提取及有价组分的综合利用。作为优选技术方案，本专利技术所述的方法，步骤(1)所述的提钒尾渣经球磨或破碎。优选地，所述提钒尾渣的粒度为100～250目，优选为200～250目。优选地，所述氢氧化钠溶液的浓度为10～20wt％，优选为10～15wt％。优选地，所述提钒尾渣与氢氧化钠溶液的质量体积比(g:mL)为1:8～1:20g/mL，优选为1:15～1:20g/mL。优选地，所述硅固定剂为生石灰和/或将生石灰打浆制得的石灰乳。优选地，所述硅固定剂的添加量为使其中的Ca与含铬钒渣中SiO2的摩尔比为0.7:1～1.5:1，优选为1:1～1.2:1。优选地，所述石灰乳中生石灰CaO与水的质量比为1:4～1:6。优选地，所述加热的温度为90～150℃，优选为90～100℃。优选地，所述固硅的反应时间为0.5～4h，优选为1～2h。优选地，所述含氢氧化钠的浸液返回用于配制步骤(1)中氢氧化钠溶液。本专利技术的方法选择的固硅剂可以使硅形成硅酸钙类化合物，该类化合物在碱浸提铬过程中为惰性组分，避免了直接碱浸提铬过程中因硅含量高带来的碱耗大、液相量多、铬酸钠碱性液含硅等缺点，还有利于提高铬的提取率。将硅的浸出与固定合为一步，在提钒尾渣用低浓度氢氧化钠浸出的同时加入硅固定剂，流程更短，且可以调节反应平衡、降低溶液中的硅浓度，达到更好的固硅效果。作为优选技术方案，本专利技术所述的方法，步骤(2)中所述碱浸提铬在密闭反应釜中进行。优选地，所述氢氧化钠溶液的浓度为30～60wt％，优选为30～50wt％。优选地，所述脱硅渣与氢氧化钠溶液的质量体积比(g:mL)为1:10～1:20g/mL，优选为1:10～1:15g/mL。优选地，所述碱浸提铬的反应温度为240～300℃，优选为240～260℃。优选地，所述碱浸提铬的反应时间为2～6h，优选为2～4h。优选地，所述氧化剂为空气、氧气、富氧空气、臭氧、次氯酸钠、高锰酸钾、焦硫酸钾中的一种或两种以上的混合物。优选地，所述碱浸液与步骤(3)醇洗液精馏所得碱液返回用于配制步骤(2)中所需的氢氧化钠溶液。作为优选技术方案，本专利技术所述的方法，步骤(3)所述的醇为醇或醇与水的混合物，优选为甲醇和/或乙醇，或甲醇和/或乙醇与水的混合物。优选地，所述碱浸渣与醇的质量体积比(g:mL)为1:2～1:6g/mL，优选为1:2～1:3g/mL。优选地，所述醇洗脱碱的温度为30～60℃，优选为30～40℃；时间为0.5～3h，优选为0.5～1h。优选地，所述醇洗液经精馏提碱。优选地，所述精馏提碱过程为常压或减压精馏。优选地，所述精馏的温度为65～85℃，优选为65～70℃。优选地，将蒸出的醇组份冷凝后返回至步骤(3)循环使用。作为优选技术方案，本专利技术所述的方法，步骤(4)中所述水溶提铬的液固比为3:1～6:1mL/g，优选为3:1～4:1mL/g。优选地，所述水溶提铬的温度为20～95℃，优选为60～80℃；时间为20min～1h，优选为20～30min。作为优选技术方案，本专利技术所述的方法，步骤(5)所述逆流洗涤为多级逆流洗涤，优选为2～5级，进一步优选为3～4级。优选地，所述洗涤的液固比为3:1～6:1mL/g，优选为3:1～4:1mL/g。优选地，所述洗涤的温度为20～90℃，优选为40～80℃。优选地，所得洗涤液返回步骤(4)进行水溶提铬。作为优选技术方案，本专利技术所述的方法，步骤(6)所述处理为：步骤(4)所得铬酸钠碱性液经中和除杂、酸化、蒸发冷却结晶等产品转化步骤后制得重铬酸钠(红矾钠)母产品。本专利技术的方法选择液相氧化法提取固硅后渣中的铬，得到硅含量较低的铬酸钠碱性液和富铁尾渣。与已有技术方案相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)资源利用率高：本专利技术铬的提取率大于85％，氢氧化钠碱性液循环使用，富铁尾渣易于后续综合利用；(2)铬酸钠碱性液硅含量较低；(3)流程短、清洁无污染：废水实现近零排放，终渣实现资源化，生产清洁无污染。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式为更好地说明本专利技术，便于理解本专利技术的技术方案，下面对本专利技术进一步详细说明。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提取提钒尾渣中铬的清洁工艺方法，包括以下步骤：(1)将提钒尾渣与氢氧化钠溶液混合加热，同时加入硅固定剂固硅，液固分离后得到含氢氧化钠的浸液和脱硅渣；(2)步骤(1)所得脱硅渣与氢氧化钠溶液混合，然后在氧化剂作用下碱浸提铬，液固分离后得到碱浸液和碱浸渣；(3)步骤(2)所得碱浸渣与醇混合并持续搅拌进行醇洗脱碱，液固分离后得到醇洗液和碱浸渣；(4)步骤(3)所得碱浸渣进行水溶提铬，液固分离后得到铬酸钠碱性液和渣；(5)步骤(4)所得渣经逆流洗涤后得到提铬尾渣；(6)处理步骤(4)所得铬酸钠碱性液制得重铬酸钠母产品。

【技术特征摘要】
1.一种提取提钒尾渣中铬的清洁工艺方法，包括以下步骤：(1)将提钒尾渣与氢氧化钠溶液混合加热，同时加入硅固定剂固硅，液固分离后得到含氢氧化钠的浸液和脱硅渣；(2)步骤(1)所得脱硅渣与氢氧化钠溶液混合，然后在氧化剂作用下碱浸提铬，液固分离后得到碱浸液和碱浸渣；(3)步骤(2)所得碱浸渣与醇混合并持续搅拌进行醇洗脱碱，液固分离后得到醇洗液和碱浸渣；(4)步骤(3)所得碱浸渣进行水溶提铬，液固分离后得到铬酸钠碱性液和渣；(5)步骤(4)所得渣经逆流洗涤后得到提铬尾渣；(6)处理步骤(4)所得铬酸钠碱性液制得重铬酸钠母产品；步骤(1)中所述提钒尾渣与氢氧化钠溶液的质量体积比为1:15～1:20g/mL；步骤(1)中所述氢氧化钠溶液的浓度为10～15wt％且不包括10wt％；步骤(1)中所述硅固定剂为生石灰和/或将生石灰打浆制得的石灰乳；所述硅固定剂的添加量为使其中的Ca与含铬钒渣中SiO2的摩尔比为0.7:1～1.5:1；步骤(2)中所述氢氧化钠溶液的浓度为30～60wt％；步骤(2)中所述脱硅渣与氢氧化钠溶液的质量体积比为1:10～1:20g/mL；步骤(2)中所述碱浸提铬在密闭反应釜中进行；步骤(4)中所述水溶提铬的液固比为3:1～6:1mL/g。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的提钒尾渣经球磨或破碎。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述提钒尾渣的粒度为100～250目。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述提钒尾渣的粒度为200～250目。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石灰乳中生石灰CaO与水的质量比为1:4～1:6。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅固定剂的添加量为使其中的Ca与含铬钒渣中SiO2的摩尔比为1:1～1.2:1。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述加热的温度为90～150℃。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述加热的温度为90～100℃。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述固硅的反应时间为0.5～4h。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述固硅的反应时间为1～2h。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述含氢氧化钠的浸液返回用于配制步骤(1)中氢氧化钠溶液。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述氢氧化钠溶液的浓度为30～50wt％。13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述脱硅渣与氢氧化钠溶液的质量体积比为1:10～1:15g/mL。14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述碱浸提铬的反应温度为240～300℃。15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述碱浸提铬的反应温度为240～260℃。16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述碱浸提铬的反应时间为2～6h。17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐红彬，田颖，张红玲，段少勇，裴丽丽，付云枫，余开平，张懿，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11