一种从非高炉钛渣中回收钒的方法技术

本发明专利技术公开了一种从非高炉钛渣中回收钒的方法，属于钒资源回收技术领域。本发明专利技术以钒钛铁精矿非高炉钛渣为原料，采用钛白生产过程的废酸预浸出非高炉钛渣，预浸过程实现钒、钛行为的有效控制：强化镁铝硅酸盐中钒的浸出，抑制非高炉钛渣中TiO

Method for recovering vanadium from non blast furnace titanium slag

The invention discloses a method for recovering vanadium from non blast furnace titanium slag, belonging to the technical field of vanadium resource recovery. The present invention in vanadium titanium iron concentrate non blast furnace titanium slag as raw material, using waste acid pre leaching titanium dioxide production process non blast furnace titanium slag, effectively control the prepreg process of vanadium and titanium behavior: aluminum magnesium silicate leaching of vanadium in titanium slag in blast furnace, the suppression of non TiO

【技术实现步骤摘要】
一种从非高炉钛渣中回收钒的方法
本专利技术属于钒资源回收
，涉及一种从渣中回收钒的工艺，具体涉及一种钒钛磁铁矿非高炉冶炼流程中利用直接还原钛渣回收钒的新方法。
技术介绍
钒的应用十分广泛，在钢铁、有色金属、化工、合金、超导材料、汽车等工业领域都是不可或缺的重要元素。钢铁、有色金属以及合金中加入一定量的钒，可以改变其微观结构，大大提高钢的耐磨性、红硬性，减轻材料重量，延长使用寿命；在化工工业中制造钒催化剂，价格便宜，性能稳定，抗中毒性能强；同时，钒化合物多彩的颜色可以用来制造颜料、油漆等；在超导材料中，钒与硅、镓化合物均有较高的超导转变临界温度的特性。因此，钒矿资源的综合开发利用具有非常重要的战略意义和产业需求。四川攀西地区是我国钒矿资源最丰富的地区，V2O5储量占全国的58.4％。攀西钒资源主要赋存在钒钛磁铁矿中，铁、钒、钛相互共生，经过四十多年的开发，目前已形成了以铁为主，综合回收钒钛的技术体系，攀西地区已成为我国重要的钒资源基地和钒生产基地。现有的开发体系，钒钛磁铁矿选矿获得钒钛铁精矿，经高炉炼铁后获得含钒铁水，目前钒主要从含钒铁水中回收，钒钛铁精矿中约70％的钒进入含钒铁水。30％的钒进入到高炉炼铁渣中，是一种严重的钒资源浪费。钒、钛综合利用率低，已成为高炉炼铁流程难以克服的问题。近年来，为了提高钒钛铁精矿的综合利用水平，围绕钒钛铁精矿直接还原工艺的开发我国开展了大量的工作，开发了转底炉、隧道窑、回转窑、多管式竖炉等煤基直接还原，或车底炉等气基直接还原技术。直接还原后排出的物料经电炉熔分或磨选分离得到还原铁和新型钛渣——非高炉钛渣。直接还原工艺因无需配矿直接冶炼钒钛铁精矿，因此非高炉钛渣中钒、钛品位远远高于高炉钛渣中钒、钛的品位，因此为钒、钛的综合回收奠定了基础。对于非高炉钛渣，含V2O50.1～0.8％，与镁铝行为一致。受非高炉钛渣形成过程影响，V2O5主要分布在二种镁、铝物相：10～30％的V2O5分布在镁铝硅酸盐中，70～90％V2O5分布在镁铝尖晶石中。目前尚无经济有效的方式实现非高炉钛渣镁铝矿物中V2O5的回收：一方面常规的酸浸并不能实现V2O5的有效溶出，专利CN104805302A公布了一种从含钒钛渣中提取钒和钛的方法，需要浓盐酸在高温、高压并在氧化剂的条件下，才能实现钒的浸出，工业实现难度很大，并不是理想的钒回收工艺。另一方面非高炉钛渣作为一种新的含钒、钛物料，目前国内有关研究单位探索采用硫酸法回收非高炉钛渣中钛的报道，对于钒的资源化回收属于空白；此外硫酸法处理钛铁矿、酸溶渣的研究，也未见钒回收的报道。同时钒作为硫酸法钛白生产过程中影响钛白质量最大的杂质元素，随废酸循环不断积累，降低钛白纯度，影响钛白质量。综上所述，攀西地区钒钛磁铁矿中钒是我国重要的钒矿资源，但由于目前高炉冶炼技术体系的问题，致钒的资源利用率偏低。近年来在钒钛磁铁矿综合回收领域开展了大量的研究工作，包括钒钛磁铁矿直接还原技术等，重心均放在铁、钛的综合回收方面，对于钒的综合利用探索有限，尚未取得实质的突破，仍不能有效解决目前钒钛磁铁矿工业开发过程中钒回收率低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种从非高炉钛渣中回收钒的方法，涉及一种钒钛铁精矿矿非高炉冶炼流程中利用直接还原钛渣回收钒的新流程，属于钒资源回收领域。本专利技术以钒钛铁精矿非高炉钛渣为原料，采用钛白生产过程的废酸对非高炉钛渣进行预浸出，通过预浸过程实现钒、钛行为的有效控制：强化镁铝硅酸盐中钒的浸出、抑制非高炉钛渣中TiO2的溶出、控制钛白废酸中TiO2的水解、保持废酸中钒的稳定。预浸钛渣再用浓硫酸酸解熟化，然后经水浸、浓缩、水解、焙烧等工序生产钛白；预浸液还原后采用萃取--反萃工艺获得含钒溶液，进一步铵沉、煅烧制备五氧化二钒。本专利技术深入挖掘非高炉钛渣的矿物特性，紧密结合传统硫酸法生产钛白的生产工艺，在钛白废酸循环利用的基础上实现钒的综合回收，进一步实现了钛白工艺流程中杂质钒的开路、净化。本专利技术实现了从非高炉钛渣中回收钒，工艺简单易用，钒回收率高，同时有利于生产高品质钛白，具有较好的推广应用前景。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。一种从非高炉钛渣中回收钒的方法，以非高炉钛渣为原料，包括以下步骤：(1)预浸出：将钒钛铁精矿非高炉冶炼所得钛渣细磨后，与一定量的钛白废酸混合进行浸出，然后过滤，得到预浸钛渣和含铝、钒的低酸预浸液；(2)钛白生产：将步骤(1)得到预浸钛渣经酸解、浸出、浓缩、水解、过滤、洗涤、煅烧等公知的硫酸法钛白生产工艺生产钛白，无需冷冻结晶除铁，钛液水解残液为钛白废酸，钛白废酸返回步骤(1)循环使用；(3)三价铁还原：将步骤(1)得到的含铝、钒的低酸预浸液中的Fe3+还原为Fe2+，得到还原后液；(4)萃取提钒：将步骤(3)得到的还原后液经萃取--反萃后，获得含钒溶液和萃余液，含钒溶液制备成钒酸铵或五氧化二钒，萃余液返回步骤(2)作为浸出用水。进一步地，所述的非高炉钛渣为以钒钛铁精矿为原料，采用还原剂在非高炉的还原炉中直接还原所得还原产物经渣铁分离而得到的钛渣；其中所述还原剂为煤、焦、煤气、天然气中的一种或多种的混合物，所述还原炉为转底炉、隧道炉、管式炉、回转窑、竖炉、车底炉或微波矿炉的一种。进一步地，所述的钒钛铁精矿直接还原所得还原产物的渣铁分离，是将还原产物采用电炉高温熔分分离出金属铁和非高炉钛渣，或者将所得还原产物经破碎、选矿物理分离方式分离出金属铁和非高炉钛渣；优选将所得还原产物采用电炉高温熔分分离出金属铁，渣经水淬得到非高炉钛渣。进一步地，步骤(1)中所述钛渣细磨，是将钛渣细磨至74μm以下的颗粒的比例≥90％；优选地，将钛渣细磨至45μm以下的颗粒的比例≥90％。本专利技术中除另有说明的以外，比例、浓度和百分比均以质量为基准。进一步地，步骤(1)中钛渣细磨后与一定量的钛白废酸混合进行浸出的条件为：浸出固液比(质量体积比)为1:10～1:2kg/L，浸出温度80℃～200℃，浸出时间2～8h，氧分压1～5atm；优选固液比(质量体积比)为1:5～1:3kg/L；浸出温度130℃～150℃，浸出时间3h，氧分压3atm。进一步地，步骤(1)中浸出过程可以不加入助浸剂，也可以加入氟化物作助浸剂，所述的氟化物为氟化钠、氟化钙、氟化钾其中一种或几种的混合物，加入比例为非高炉钛渣的1～30％。进一步地，步骤(1)中所述钛白废酸中的硫酸质量浓度为15％～25％，优选地，水解析出钛后的残液经蒸发浓缩至硫酸质量浓度25％～35％后用于浸出。进一步地，步骤(3)Fe3+还原所用的还原剂为铁粉、亚硫酸钠、硫代硫酸钠中的一种或几种，还原剂优选亚硫酸钠。进一步地，步骤(4)所用的萃取剂为P204和TBP的煤油混合溶剂，或者P507和TBP的煤油混合萃取剂；反萃剂为H2SO4或者HCl；萃取剂优选P204和TBP的煤油混合溶剂，反萃剂优选H2SO4。本专利技术所提供的一种从非高炉钛渣中回收钒的方法的优势在于：(1)深入挖掘非高炉钛渣矿物特性，利用非高炉钛渣中碱性氧化物在预浸过程中中和钛白废酸，既解决了钛白废酸的处理与循环利用难题，又为钛白废酸中V2O5的有效回收奠定基础。本专利技术有效实现了钒钛铁精矿铁冶炼渣中钒的高效回收，为我国钒钛磁铁矿资源的综合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从非高炉钛渣中回收钒的方法，以非高炉钛渣为原料，其特征在于，包括以下步骤：(1)预浸出：将钒钛铁精矿非高炉冶炼所得钛渣细磨后，与一定量的钛白废酸混合进行浸出，然后过滤，得到预浸钛渣和含铝、钒的低酸预浸液；(2)钛白生产：将步骤(1)得到预浸钛渣经常规硫酸法钛白生产工艺生产钛白，无需冷冻结晶除铁，钛液水解残液为钛白废酸，钛白废酸返回步骤(1)循环使用；(3)三价铁还原：将步骤(1)得到的含铝、钒的低酸预浸液中的Fe

【技术特征摘要】
1.一种从非高炉钛渣中回收钒的方法，以非高炉钛渣为原料，其特征在于，包括以下步骤：(1)预浸出：将钒钛铁精矿非高炉冶炼所得钛渣细磨后，与一定量的钛白废酸混合进行浸出，然后过滤，得到预浸钛渣和含铝、钒的低酸预浸液；(2)钛白生产：将步骤(1)得到预浸钛渣经常规硫酸法钛白生产工艺生产钛白，无需冷冻结晶除铁，钛液水解残液为钛白废酸，钛白废酸返回步骤(1)循环使用；(3)三价铁还原：将步骤(1)得到的含铝、钒的低酸预浸液中的Fe3+还原为Fe2+，得到还原后液；(4)萃取提钒：将步骤(3)得到的还原后液经萃取--反萃后，获得含钒溶液和萃余液，含钒溶液制备成钒酸铵或五氧化二钒，萃余液返回步骤(2)作为浸出用水。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的非高炉钛渣为以钒钛铁精矿为原料，采用还原剂在非高炉的还原炉中直接还原所得还原产物经渣铁分离而得到的钛渣；其中所述还原剂为煤、焦、煤气、天然气中的一种或多种的混合物，所述还原炉为转底炉、隧道炉、管式炉、回转窑、竖炉、车底炉或微波矿炉的一种。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的钒钛铁精矿直接还原所得还原产物的渣铁分离，是将还原产物采用电炉高温熔分分离出金属铁和非高炉钛渣，或者将所得还原产物经破碎、选矿物理分离方式分离出金属铁和非高炉钛渣；优选将所得还原产物采用电炉高温熔分分离出金属铁，渣经水淬得到非高炉...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵磊，蒋训雄，王政，林江顺，王爱平，冯爱玲，尹一男，谢铿，
申请(专利权)人：北京矿冶研究总院，
类型：发明
国别省市：北京,11