高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法和系统技术方案

本发明专利技术提出了高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法和系统，其中，高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法包括：(1)将高钙高磷钒渣与硅石和还原煤进行混合处理，以便得到混合物料；(2)将所述混合物料进行还原焙烧脱磷处理，以便得到脱磷焙烧产物；(3)将所述脱磷焙烧产物进行熔分处理，以便得到铁水和低磷钒渣；(4)将所述低磷钒渣与钠盐混合并进行氧化钠化焙烧处理，以便得到水溶性钒酸钠熟料；(5)将所述水溶性钒酸钠熟料进行水浸提钒处理，以便得到五氧化二钒产品。采用该高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法可以有效脱除高钙高磷钒渣中的磷，进而显著提高铁和钒的回收率和品质。

【技术实现步骤摘要】
高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法和系统
本专利技术属于冶金
，具体而言，本专利技术涉及高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法和系统。
技术介绍
钒渣是指含钒铁水经转炉吹炼氧化成为富含钒氧化物以及铁氧化物的一种炉渣，其主要成分有MFe、FeO、SiO2、V2O3、TiO2、CaO、Al2O3、MgO和Cr2O3。世界上约有60％的钒是从钒渣中提取的，现行钒渣的提钒方法是与添加剂混匀后放入回转窑或多膛炉内进行氧化焙烧，得到可溶性的钒酸盐，通过湿法浸出手段将钒从固相转移到液相后再进行沉钒，将沉钒产物煅烧得到V2O5产品。磷是含钒浸出液沉淀中的有害元素，它会与钒在酸性介质中形成稳定而又复杂的络合物磷钒系杂多酸以及它们的盐，此外，还会与溶液中的铁离子和铝离子形成FePO4、AlPO4沉淀，这些都会污染钒酸铵沉淀，严重影响酸性铵盐沉钒的进行。常用的脱磷手段为调节溶液pH在9.5-11.0之间，然后加入适量的钙盐或镁盐形成磷酸盐沉淀，一般要求脱磷后的浸出液P浓度<0.015g/L。普通钒渣中CaO质量分数一般小于3％，P2O5质量分数一般小于0.2％。为了减轻半钢脱磷的负担，含钒铁水吹炼钒渣同时可以加入钙盐进行预脱磷，得到低磷半钢和高钙高磷的特殊钒渣。这种高钙高磷钒渣因自身CaO含量高，钠化焙烧时CaO会与V2O5生成不溶于水的钒酸钙CaO·V2O5或含有钙的钒青钙CaV12O30，CaO的质量分数每增加1％就要带来4.7-9.0％的V2O5损失，因此不宜采用钠化焙烧-水浸提钒工艺；如果采用钙化焙烧-酸浸提钒工艺，会使大量的钙和磷伴随着钒一同进入到浸出液中，由于溶液中有大量钙离子的存在，调节溶液pH在9.5-11.0之间会重新形成钒酸钙沉淀，所以不能采用传统的碱性条件下的脱磷方法，而酸性体系下的脱磷问题尚未攻克。因此，对高钙高磷钒渣脱磷提钒的技术还有待进一步发展。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法和系统，其中高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法可以在高钙高磷钒渣提钒前进行有效脱磷，并且可以有效回收获得高品质的铁和钒，同时还可以进一步提高铁和钒的回收率。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法，包括：(1)将高钙高磷钒渣与硅石和还原煤进行混合处理，以便得到混合物料；(2)将所述混合物料进行还原焙烧脱磷处理，以便得到脱磷焙烧产物；(3)将所述脱磷焙烧产物进行熔分处理，以便得到铁水和低磷钒渣；(4)将所述低磷钒渣与钠盐混合并进行氧化钠化焙烧处理，以便得到水溶性钒酸钠熟料；(5)将所述水溶性钒酸钠熟料进行水浸提钒处理，以便得到五氧化二钒产品。由此，本专利技术实施例的高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法，不仅可以有效脱除高钙高磷钒渣中的磷，避免钒酸钠熟料在水浸提钒时磷进入含钒浸出液中从而严重影响沉钒效果，还可以对高钙高磷钒渣中的铁资源进行回收再利用，最终获得含磷量低的优质铁资源和五氧化二钒产品。根据本专利技术上述实施例的高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述高钙高磷钒渣中CaO的含量为3-25重量％，P2O5的含量为0.2-1重量％，V2O5的含量为5-20重量％，Fe的含量为20-35重量％。由此本专利技术实施例的高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法可以有效针对高钙高磷类钒渣进行处理，进而提高该方法的适用范围。在本专利技术的一些实施例中，所述高钙高磷钒渣中CaO的含量为5-15重量％，P2O5的含量为0.2-0.6重量％，V2O5的含量为5-10重量％，Fe的含量为20-30重量％。由此本专利技术实施例的高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法可以有效针对高钙高磷类钒渣进行处理，进而提高该方法的适用范围。在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，将所述高钙高磷钒渣与所述硅石和所述还原煤按照质量比为100:(5～15):(8～15)进行所述混合处理。由此可以进一步提高后续还原铁和还原脱磷效果。在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中，所述还原焙烧脱磷处理的温度为1200-1400℃。由此，进一步提高还原铁和还原脱磷效果。在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中，所述脱磷焙烧产物的金属化率不低于75％。由此，可以进一步提高铁的回收率。在本专利技术的一些实施例中，步骤(3)中，所述低磷钒渣中P2O5的含量不大于0.1重量％。由此，可以提高后续水浸提钒处理中钒的品质。在本专利技术的一些实施例中，所述低磷钒渣中P2O5的含量不大于0.05重量％。由此，可以提高后续水浸提钒处理中钒的品质。在本专利技术的一些实施例中，步骤(3)中，所述低磷钒渣中Fe含量不大于5重量％，所述高钙高磷钒渣中铁的回收率不低于80重量％。在本专利技术的一些实施例中，步骤(4)中，所述低磷钒渣与钠盐的质量比100:(10～30)。在本专利技术的一些实施例中，步骤(4)中，所述氧化钠化焙烧处理的温度为600-900℃，时间为1-2h。由此，可以进一步提高水溶性钒酸钠熟料的产率，进而提高钒的回收率。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提出了一种实施上述实施例的高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法的系统，该系统包括：混合装置，所述混合装置具有高钙高磷钒渣入口、硅石入口、还原煤入口和混合物料出口，所述混合装置适于将高钙高磷钒渣与硅石和还原煤进行混合处理，以便得到混合物料；还原焙烧脱磷装置，所述还原焙烧脱磷装置具有混合物料入口和脱磷焙烧产物出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连，所述还原焙烧脱磷装置适于将所述混合物料进行还原焙烧脱磷处理，以便得到脱磷焙烧产物；熔分装置，所述熔分装置具有脱磷焙烧产物入口、铁水出口和低磷钒渣出口，所述脱磷焙烧产物入口与所述脱磷焙烧产物出口相连，所述熔分装置适于将所述脱磷焙烧产物进行熔分处理，以便得到铁水和低磷钒渣，所述熔分装置优选燃气熔分炉；氧化钠化焙烧装置，所述氧化焙烧装置具有低磷钒渣入口、钠盐入口、空气入口和水溶性钒酸钠熟料出口，所述低磷钒渣入口与所述低磷钒渣出口相连，所述氧化焙烧装置适于将所述低磷钒渣进行氧化钠化焙烧处理，以便得到水溶性钒酸钠熟料；水浸提钒装置，所述水浸提钒装置具有水溶性钒酸钠熟料入口、五氧化二钒出口和尾渣出口，所述水溶性钒酸钠熟料入口与所述水溶性钒酸钠熟料出口相连，所述水浸提钒装置适于将所述水溶性钒酸钠熟料进行水浸提钒处理，以便得到五氧化二钒和尾渣。由此，通过采用本专利技术上述实施例的高钙高磷钒渣脱磷提钒的系统，不仅可以有效脱除高钙高磷钒渣中的磷，避免钒酸钠熟料在水浸提钒时磷进入含钒浸出液中从而严重影响沉钒效果，还可以对高钙高磷钒渣中的铁资源进行回收再利用，最终获得含磷量低的优质铁资源和五氧化二钒产品。根据本专利技术上述实施例的高钙高磷钒渣脱磷提钒的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述还原焙烧脱磷装置为转底炉，所述熔分装置为燃气熔分炉，所述氧化钠化焙烧装置为回转窑。由此，可以进一步提高高钙高磷钒渣脱磷提钒的效率。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法的流程图。图2是根据本专利技术一个实施例的高钙高磷钒渣脱磷提钒的系统的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法，其特征在于，包括：(1)将高钙高磷钒渣与硅石和还原煤进行混合处理，以便得到混合物料；(2)将所述混合物料进行还原焙烧脱磷处理，以便得到脱磷焙烧产物；(3)将所述脱磷焙烧产物进行熔分处理，以便得到铁水和低磷钒渣；(4)将所述低磷钒渣与钠盐混合并进行氧化钠化焙烧处理，以便得到水溶性钒酸钠熟料；(5)将所述水溶性钒酸钠熟料进行水浸提钒处理，以便得到五氧化二钒产品。

【技术特征摘要】
1.一种高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法，其特征在于，包括：(1)将高钙高磷钒渣与硅石和还原煤进行混合处理，以便得到混合物料；(2)将所述混合物料进行还原焙烧脱磷处理，以便得到脱磷焙烧产物；(3)将所述脱磷焙烧产物进行熔分处理，以便得到铁水和低磷钒渣；(4)将所述低磷钒渣与钠盐混合并进行氧化钠化焙烧处理，以便得到水溶性钒酸钠熟料；(5)将所述水溶性钒酸钠熟料进行水浸提钒处理，以便得到五氧化二钒产品。2.根据权利要求1所述高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述高钙高磷钒渣中CaO的含量为3-25重量％，P2O5的含量为0.2-1重量％，V2O5的含量为5-20重量％，Fe的含量为20-35重量％；优选地，所述高钙高磷钒渣中CaO的含量为5-15重量％，P2O5的含量为0.2-0.6重量％，V2O5的含量为5-10重量％，Fe的含量为20-30重量％。3.根据权利要求1所述高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法，其特征在于，步骤(1)中，将所述高钙高磷钒渣与所述硅石和所述还原煤按照质量比为100:(5～15):(8～15)进行所述混合处理。4.根据权利要求1所述高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述还原焙烧脱磷处理的温度为1200-1400℃。5.根据权利要求1所述高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述脱磷焙烧产物的金属化率不低于75％。6.根据权利要求1所述高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述低磷钒渣中P2O5的含量不大于0.1重量％；优选地，所述低磷钒渣中P2O5的含量不大于0.05重量％。7.根据权利要求1所述高钙高磷钒渣脱磷提钒的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述低磷钒渣中Fe含量不大于5重量％，所述高...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文臣，王静静，李红科，曹志成，汪勤亚，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32