一种从含钒转炉钢渣中提取五氧化二钒的方法技术

本发明专利技术涉及一种从含钒转炉钢渣中提取五氧化二钒的方法，本发明专利技术采用的技术方案主要是用钛白废酸提取转炉钢渣。该工艺的最大特点是以废治废，节省了钛白废酸的治理成本；用钛白废酸浸出转炉钢渣提取其中的钒，大大降低了转炉钢渣提钒的成本，并可使钛白废酸得到回收利用。用该工艺提取转炉钢渣中的钒，钒浸出率可达８０％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从含钒转炉钢渣中提取五氧化二钒的工艺。
技术介绍
目前，在钢铁冶炼过程中产生了大量的含钒转炉钢渣，由于其中的氧化钙含量高，钒含量低，采用传统的钠化焙烧—水浸提钒工艺，难以有效地将其中的钒提出；而如果采用硫酸浸出工艺，则硫酸消耗大，经济上不可行，因此未对该工艺进行实际应用何优化深入研究。也就是说目前尚未有经济、合理的工艺来提取转炉钢渣中的钒，因此，大量的转炉钢渣中的钒没有得到有效地回收，处于废弃状态，污染环境。目前以含钒石煤为原料的生产工艺中，有使用P204萃取—硫酸反萃—氧化—沉钒的工艺，但该工艺适用于溶液中杂质种类和含量较少的情况，含钒转炉钢渣中含大量Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+、Mn2+、SO42-等杂质，同时还含有与钒含量相当的TiO2+等，成分相当复杂，采用现有的萃取—反萃工艺难以将钒与其它杂质分离。另一方面，国内钛白粉生产以硫酸法钛白工艺为主，每生产一吨钛白粉会产生200g/l～300g/l的废硫酸7t，本领域一般称为钛白废酸，目前多数钛白废酸以石灰中和法简单处理了事，甚至不加处理直接排入江河，严重污染环境。因此，本领域急需开发一种能同时高效处理上述两种废弃材料的方法。
技术实现思路
本专利技术针对转炉钢渣氧化钙含量高，采用硫酸浸出工艺耗酸量大的特点，提出了一种以废治废的工艺，即用钛白废酸浸出转炉钢渣，这不仅节省了钛白废酸的治理成本，也使转炉钢渣硫酸浸出工艺经济上可行。该工艺有工艺流程短、产业化设备简单等特点。结合本专利技术的目的，通过以下技术解决方案来实现：一种从含钒转炉钢渣中提取五氧化二钒的方法，该方法包括以下步骤：a、将转炉钢渣破碎；b、将破碎的转炉钢渣加入到搅拌状态下的钛白废酸中反应；c、将酸浸反应浆料固液分离，固液分离后的固体用于制造建筑砖材；d、除去步骤c中固液分离后的溶液中的三价铁，然后调节溶液的pH＝1.5～3.0；e、对调节pH后的溶液固液分离；-->f、对步骤e固液分离后得到的溶液进行萃取—反萃；g、按理论量的1.3～1.6倍加入氧化剂将反萃液中的四价钒氧化为五价，沉钒，即得。其中，上述方法步骤a中转炉钢渣破碎的大小为0.3mm以下。其中，上述方法步骤b中所述钛白废酸的浓度为200～300g/l。其中，上述方法步骤b中将转炉钢渣加入到钛白废酸中时，体系的搅拌速度控制在300～600rpm。反应体系的温度为常温即可。其中，上述方法步骤b中钛白废酸与转炉钢渣反应时，转炉钢渣加入量为控制反应终点溶液pH＝0.5～2.5。其中，上述方法步骤b中钛白废酸与转炉钢渣的反应时间为40min～120min。其中，上述方法步骤d中溶液除三价铁的方法是添加铁粉还原。本专利技术中所述的除三价铁是指将三价铁还原。其中，上述方法步骤d中用来调节溶液pH值的碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、石灰乳、碳酸钠中的至少一种。其中，上述方法步骤f中萃取所用的萃取剂为P204∶溶剂油∶TBP体积比为10～20∶75～88∶2～5的混合物。P204即为二(2乙基己基)磷酸、TBP为磷酸三丁酯。其中的溶剂油优选为260号溶剂油(又称磺化煤油)或普通煤油。进一步的，上述方法步骤f中反萃所用的反萃剂为1.2～1.8mol/L的硫酸或盐酸。优选为使用1.5mol/L的硫酸或盐酸。其中，上述方法步骤g中的氧化剂可使用氯酸钠、过氧化氢、次氯酸钠或过硫酸铵中的至少一种。本专利技术针对转炉钢渣中氧化钙含量高，且采用硫酸浸出工艺耗酸量大的特点，采用以废治废的思想，即用主要用钛白废酸浸出转炉钢渣。其中对具体的工艺步骤及参数以及萃取剂等原料进行了优化，达到了预期的效果。本专利技术方法不仅节省了钛白废酸的治理成本，也使转炉钢渣的治理成本大为降低，既回收了有用的品位在98％以上的五氧化二钒，也大大降低了污染物的排放量，所产生的经济效益可弥补三废处理增加的相应成本。本专利技术方法工艺流程短、反应条件温和、设备简单，具有很好的应用前景。附图说明图1表示的是本专利技术方法的简要流程具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地说明，其中所用的P204、TBP和磺化煤油均为普通-->市售工业级产品。实施例一取粉碎到-60目，全钒(TV)含量为0.707％的转炉钢渣50g，加入到250ml硫酸浓度为208g/l的钛白废酸中，常温搅拌40min，过滤、洗涤后将残渣烘干。残渣重52.1g，TV含量为0.120％，钒浸出率82.31％。浸出液体积270ml，TV浓度为1.13g/l。实施例二取粉碎到-60目，TV含量为0.707％的转炉钢渣50g，加入到200ml硫酸浓度为278g/l的钛白废酸中，常温搅拌120min，过滤、洗涤后将残渣烘干。残渣重52.8g，TV含量为0.111％，钒浸出率83.47％。浸出液体积235ml，TV浓度为1.29g/l。实例三按实施例一、二的具体方法重复处理多次，将各次所得的含钒溶液混合。所得混合液的体积为5300ml，主要成分为：TV＝1.32g/l、Fe3+＝9.75g/l、Ca2+＝0.559g/l、Mg2+＝19.53g/l、Fe2+＝53.50g/l、Al3+＝3.75g/l、SiO2＝0.172g/l、Ti＝4.01g/l、Mn2+＝2.68g/l、P＝0.688g/l。实施例四取实施例三中多次转炉钢渣与钛白废酸反应所得的含钒溶液2000ml，其主要成分为：TV＝1.32g/l、Fe3+＝9.75g/l、Ca2+＝0.559g/l、Mg2+＝19.53g/l、Fe2+＝53.50g/l、Al3+＝3.75g/l、SiO2＝0.172g/l、Ti＝4.01g/l、Mn2+＝2.68g/l、P＝0.688g/l。向该溶液加入铁粉11.7g，常温搅拌4小时，加入石灰乳调节溶液pH＝2.32后过滤，滤液用由15％P204+5％TBP+80％磺化煤油组成的萃取剂萃取，然后用1.5mol/l的硫酸反萃，反萃液加入氯酸钠氧化后沉钒，得到多钒酸铵4.61g，进一步在600～800℃下加热熔化，得到片状五氧化二钒3.96g，其品位为98.7％。实例五取实施例三中制备的转炉钢渣与钛白废酸反应所得的含钒溶液2000ml，其主要成分为：TV＝1.32g/l、Fe3+＝9.75g/l、Ca2+＝0.559g/l、Mg2+＝19.53g/l、Fe2+＝53.50g/l、Al3+＝3.75g/l、SiO2＝0.172g/l、Ti＝4.01g/l、Mn2+=2.68g/l、P＝0.688g/l。将该溶液煮沸腾，用碳酸钠调节溶液pH＝1.65，搅拌条件下加入硫酸钠12.36g，反应2小时，加入石灰乳调节溶液pH＝2.50后过滤，滤液用由15％P204+5％TBP+80％磺化煤油组成的萃取剂萃取，然后用1.5mol/l的硫酸反萃，反萃液加入氯酸钠氧化后沉钒，得到多钒酸铵4.69g，进一步在600～-->800℃下加热熔化得到片状五氧化二钒4.10g，其品位为98.5％。本专利技术针对转炉钢渣氧化钙含量高，采用现有硫酸浸出工艺耗酸量大的特点，采用以废治废的思想，即主要用钛白废酸浸出转炉钢渣，并对其中具体的工艺步骤及参数以及萃取剂等原料进行了优化，使钒浸出率可达80％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含钒转炉钢渣中提取五氧化二钒的方法，其特征在于包括以下步骤　ａ、将转炉钢渣破碎；　ｂ、将破碎的转炉钢渣加入到搅拌状态下的钛白废酸中反应；　ｃ、将酸浸反应浆料固液分离，固液分离后的固体用于制造建筑砖材；　ｄ、除去步骤ｃ中固液分离后的溶液中的三价铁，然后调节溶液的ｐＨ＝１．５～３．０；　ｅ、对调节ｐＨ后的溶液固液分离；　ｆ、对步骤ｅ固液分离后得到的溶液进行萃取－反萃；　ｇ、按理论量的１．３～１．６倍加入氧化剂将反萃液中的四价钒氧化为五价，沉钒，即得。

【技术特征摘要】
【权利要求1】一种从含钒转炉钢渣中提取五氧化二钒的方法，其特征在于包括以下步骤a、将转炉钢渣破碎；b、将破碎的转炉钢渣加入到搅拌状态下的钛白废酸中反应；c、将酸浸反应浆料固液分离，固液分离后的固体用于制造建筑砖材；d、除去步骤c中固液分离后的溶液中的三价铁，然后调节溶液的pH＝1.5～3.0；e、对调节pH后的溶液固液分离；f、对步骤e固液分离后得到的溶液进行萃取—反萃；g、按理论量的1.3～1.6倍加入氧化剂将反萃液中的四价钒氧化为五价，沉钒，即得。【权利要求2】根据权利要求1所述的从含钒转炉钢渣中提取五氧化二钒的方法，其特征在于：步骤a中转炉钢渣破碎的大小为0.3mm以下。【权利要求3】根据权利要求1所述的从含钒转炉钢渣中提取五氧化二钒的方法，其特征在于：步骤b中所述钛白废酸的浓度为200～300g/l。【权利要求4】根据权利要求1所述的从含钒转炉钢渣中提取五氧化二钒的方法，其特征在于：步骤b中将转炉钢渣加入到钛白废酸中时，体系的搅拌速度控制在300～600rpm。【权利要求5】根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭毅，汪智德，付自碧，彭绍强，刘泽贵，范振武，周宗权，薛继成，边悟，漆明强，钱强，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院，攀钢集团钢城企业总公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]