利用钒渣生产五氧化二钒的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用钒渣生产五氧化二钒的方法，该方法包括以下步骤：ａ．向钒渣中加入碱金属盐，充分混匀，得到混合物；ｂ．将步骤ａ所得到的混合物置于焙烧炉内进行氧化焙烧，获得钒渣熟料；ｃ．焙烧后的钒渣熟料出炉，快速冷却，并进行水浸；ｄ．过滤步骤ｃ所得的混合物，得到滤液；ｅ．除去滤液中的杂质；ｆ．调节步骤ｅ所得滤液的ｐＨ值，加入铵盐进行沉钒，过滤得到多钒酸铵滤饼或偏钒酸铵滤饼；ｇ．煅烧步骤ｆ所得的沉钒滤饼，得到五氧化二钒，其中，步骤ａ使用的钒渣中五氧化二钒的含量为２．０％～８．０％。该方法简单易用、设备要求低、操作方便、物耗成本低的优点，且弃渣中五氧化二钒的残留量为０．５５％～１．０％，具有很好的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用钒渣生产五氧化二钒的方法，更具体地讲，涉及一种利用高硅低钒钒渣生产五氧化二钒的方法。
技术介绍
用钒渣(含钒钢渣)作为原料生产五氧化二钒的方法是工业上生产五氧化二钒的一种重要方法。低钒钒渣产生于含钒铁水的炼钢过程，钒品位一般为2％～8％(以V2O5计，下同)，其余为铁、硅、镁、铝、钙等的氧化物。由低钒钒渣提取五氧化二钒，尤其是由二氧化硅含量相对五氧化二钒含量较高的高硅低钒钒渣提取五氧化二钒仍是当今世界较突出的难题。马鞍山钢铁集团公司曾经利用高硅低钒钒渣提取五氧化二钒，但由于硅含量较高未取得满意的效果，目前国内外还未有过高硅低钒钒渣碱金属盐焙烧水浸提取五氧化二钒的工业生产报道。通常，这样的钒渣需要酸浸才能达到比较好的技术经济指标。在CN86108218“回转窑一次焙烧钒渣-水浸提钒方法”中公开了由钒渣提取五氧化二钒的方法：钒渣进窑的温度为230℃～300℃，钒渣出窑温度在550℃以上，窑中最高温度为700℃～800℃，最高温度保温时间1～3小时，水浸，弃渣不用二次焙烧或多次焙烧，弃渣含五氧化二钒量的小于1.43％，钒渣中钒的转化率达90％～95％。但此方法所用钒渣需满足标准钒渣要求(实施例中钒渣五氧化二钒含量为19％)，硅钒比(二氧化硅的含量与五氧化二钒的含量之比)≤1.1，此类标准钒渣入炉温度还有较严格的控制，否则会有较严重的烧结影响钒的氧化和浸出。在CN1082617“一种处理钒渣提取五氧化二钒的方法”中也公开了钒渣提取五氧化二钒的方法，并且用富氧提高钒的氧化。此方法所用钒渣仍需满足标准钒渣要求(实施例中钒渣五氧化二钒含量为16.5％)，硅钒比也较低≤1.1。在CN1936037“在压力场下从转炉炼钢提钒渣中氧化转化浸出钒的方法”中公开了将钒渣酸浸提取五氧化二钒的方法：用硫酸直接破坏钒铁尖晶石将-->钒浸出，浸出液中的钒为四价的低价钒，经氧化变为五价钒，再与碱反应生成碱金属盐，以后的工序与碱金属盐焙烧水浸提取五氧化二钒的工艺基本一致。但这种提钒工艺设备腐蚀严重、钒液杂质较多。由上可见，现有碱金属盐焙烧钒渣水浸提钒工艺较适合于高钒低硅(V2O5含量＞10％，硅钒比≤1.1)的钒渣，对于低钒高硅的钒渣采用的是工艺复杂成本较高的酸浸方法。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种利用钒渣生产五氧化二钒的方法，克服了上述技术问题中一个或多个。该方法包括以下步骤：a、向钒渣中加入碱金属盐，充分混匀，得到混合物；b、将步骤a所得到的混合物置于焙烧炉内进行氧化焙烧，获得钒渣熟料；c、焙烧后的钒渣熟料出炉，快速冷却，并进行水浸；d、过滤步骤c所得的混合物，得到滤液；e、除去滤液中的杂质；f、调节步骤e所得滤液的pH值，加入铵盐进行沉钒，过滤得到多钒酸铵滤饼或偏钒酸铵滤饼；g、煅烧步骤f所得的沉钒滤饼，得到五氧化二钒，其中，步骤a使用的钒渣中五氧化二钒的含量为2.0％～8.0％。根据本专利技术的一方面，步骤a使用的钒渣中二氧化硅的含量与五氧化二钒的含量之比为1.6～15。根据本专利技术的一方面，所述碱金属盐可为钠盐和钾盐中的至少一种，所述钠盐可包括碳酸钠、氯化钠，所述钾盐可包括碳酸钾、氯化钾。根据本专利技术的一方面，步骤a中加入的碱金属盐的质量与钒渣中五氧化二钒的质量的比值可以为1.8～2.5。根据本专利技术的一方面，步骤b可包括连续的第一阶段、第二阶段和第三阶段，第一阶段为使步骤a所得到的混合物的温度由第一温度升高至第二温度的阶段，第二阶段为使所述混合物的温度由第二温度升高至第三温度的阶段，第三阶段为保持第三温度的阶段，其中，第一温度为将步骤a所得到的混合物置于焙烧炉内时所述混合物的温度，第三温度为焙烧过程中焙烧炉内的最高温度，第一阶段的升温速率大于第二阶段的升温速率。-->根据本专利技术的一方面，入炉温度≤第一阶段所述混合物的温度＜700℃，700℃≤第二阶段所述混合物的温度≤第三阶段的保温温度，750℃＜第三阶段的保温温度≤820℃。根据本专利技术的一方面，第一阶段的升温速率为0℃/min～200℃/min，第二阶段的升温速率为0℃/min～3℃/min。根据本专利技术的一方面，钒渣中90％以上的氧化亚铁可在第一阶段被氧化。根据本专利技术的一方面，第二阶段可至少耗时：(第三阶段的保温温度(℃)一700℃)/3℃/min，第三阶段可耗时30min至60min。根据本专利技术的一方面，步骤c可包括：在pH≥7.5的条件下水浸，如果pH＜7.5，则加入适量的碱调节pH，使得能够在pH≥7.5的条件下进行浸出。根据本专利技术的一方面，步骤f可包括：调节步骤e所得滤液的pH值至1.7～2.2，加入铵盐进行沉钒，过滤得到多钒酸铵滤饼；或者将步骤e所得滤液的pH值调至8.0～9.0，加入铵盐进行沉钒，过滤得到偏钒酸铵滤饼。附图说明从结合附图的下面的描述中，本专利技术的这些和/或其它目的及优点将变得清楚且更易于理解，在附图中：图1是对高硅低钒钒渣进行保温焙烧实验的保温温度与氧化率之间的关系的曲线图，其中，在每一温度下保温30min；图2是对高硅低钒钒渣进行保温焙烧实验的保温温度与氧化率之间的关系的曲线图，其中，在每一温度下保温90min。具体实施方式根据本专利技术的利用钒渣生产五氧化二钒的方法包括以下步骤：a、向钒渣中加入碱金属盐，充分混匀，得到混合物；b、将步骤a所得到的混合物置于焙烧炉内进行氧化焙烧，获得钒渣熟料；c、焙烧后的钒渣熟料出炉，快速冷却，并进行水浸；d、过滤步骤c所得的混合物，得到滤液；e、除去滤液中的杂质；f、调节步骤e所得滤液的pH值，加入铵盐进行沉钒，过滤得到多钒酸铵滤饼或偏钒酸铵滤饼；-->g、煅烧步骤f所得的沉钒滤饼，得到五氧化二钒，其中，该方法采用五氧化二钒的含量为2.0％～8.0％的钒渣作为原料。本专利技术的方法可适用于高硅低钒钒渣，例如，可适用于二氧化硅的含量与五氧化二钒的含量之比为1.6～15的钒渣。钒渣的氧化焙烧就是将钒渣破碎到一定粒度，与碱金属盐混合后在氧化气氛焙烧炉内加热，使钒完成氧化并转化为可溶性钒酸盐的过程。本专利技术的方法对钒渣的粒度没有严格限制，现有生产工艺中的-120目占70％即可。步骤a中采用的碱金属盐可以为能够促进钒的氧化并与钒化合生成可溶性盐的任何碱金属盐，例如钠盐或钾盐。优选地，本专利技术采用碳酸钠、碳酸钾、氯化钠和氯化钾中的至少一种作为在步骤a中添加的碱金属盐，可以使用一种碱金属盐，也可以使用多种碱金属盐的混合物。根据本专利技术的方法，将钒渣与碱金属盐的混合物置于焙烧炉内时该混合物的温度(即入炉温度)不需要严格控制；即，室温≤入炉温度＜700℃即可。在氧化焙烧过程中，特别是在高硅低钒钒渣的氧化焙烧过程中，经常会出现炉料烧结的问题。炉料烧结会使钒的转化率降低，且可能造成生产不能正常运行。本专利技术通过在预定的温度制度下进行氧化焙烧并严格控制碱金属盐的加入量来防止产生烧结，下面将详细阐述防止烧结的这两种手段。本专利技术对一种高硅低钒钒渣(下面的表1中的2#钒渣)进行了保温焙烧实验，实验结果示出在图1和图2中。如图1所示，将该钒渣先后在700℃和750℃保温30min，亚铁的氧化率可以由50％升高至80％，而钒的氧化率升高较小，仅由51％升高至54％，即使当亚铁氧化率达到87％后，再继续保温一小时才能将钒氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用钒渣生产五氧化二钒的方法，包括以下步骤：　　　　ａ、向钒渣中加入碱金属盐，充分混匀，得到混合物；　　　　ｂ、将步骤ａ所得到的混合物置于焙烧炉内进行氧化焙烧，获得钒渣熟料；　　　　ｃ、焙烧后的钒渣熟料出炉，快速冷却，并进行水浸；　　　　ｄ、过滤步骤ｃ所得的混合物，得到滤液；　　　　ｅ、除去滤液中的杂质；　　　　ｆ、调节步骤ｅ所得滤液的ｐＨ值，加入铵盐进行沉钒，过滤得到多钒酸铵滤饼或偏钒酸铵滤饼；　　　　ｇ、煅烧步骤ｆ所得的沉钒滤饼，得到五氧化二钒，　　　　其特征在于，步骤ａ使用的钒渣中五氧化二钒的含量为２．０％～８．０％。

【技术特征摘要】
1.一种利用钒渣生产五氧化二钒的方法，包括以下步骤：a、向钒渣中加入碱金属盐，充分混匀，得到混合物；b、将步骤a所得到的混合物置于焙烧炉内进行氧化焙烧，获得钒渣熟料；c、焙烧后的钒渣熟料出炉，快速冷却，并进行水浸；d、过滤步骤c所得的混合物，得到滤液；e、除去滤液中的杂质；f、调节步骤e所得滤液的pH值，加入铵盐进行沉钒，过滤得到多钒酸铵滤饼或偏钒酸铵滤饼；g、煅烧步骤f所得的沉钒滤饼，得到五氧化二钒，其特征在于，步骤a使用的钒渣中五氧化二钒的含量为2.0％～8.0％。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a使用的钒渣中二氧化硅的含量与五氧化二钒的含量之比为1.6～15。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱金属盐为钠盐和钾盐中的至少一种，所述钠盐包括碳酸钠、氯化钠，所述钾盐包括碳酸钾、氯化钾。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中加入的碱金属盐的质量与钒渣中五氧化二钒的质量的比值为1.8～2.5。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b包括连续的第一阶段、第二阶段和第三阶段，第一阶段为使步骤a所得到的混合物的温度由第一温度升高至第二温度的阶段，第二阶段为使所述混合物的温度由第二温度升高至第三温度的阶段，第三阶段为保持第三温度的阶段，其中，第一温...

【专利技术属性】
技术研发人员：边悟，孙朝晖，彭毅，张帆，付自碧，张林，董艳华，周宗权，李纪仁，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]