一种从含铬钒物料中分离提取钒的方法技术

本发明专利技术涉及一种从含铬钒物料中分离提取钒的方法，该方法采用添加剂NaOH+Na2CO3加入含铬钒物料中进行微波焙烧，焙烧后，进行水浸，之后过滤分离，得到含钒溶液和尾渣。本发明专利技术方法有效降低了焙烧的温度，降低能源，反应时间也大大缩短，效率高，节能省时，降低了成本，操作简单，同时焙烧过程无污染产生，钒的回收率大大提高，可达到99％以上，同时在回收钒的同时可回收铬。

A method for separating and extracting vanadium from chromium containing vanadium materials

The invention relates to a method for separating and extracting vanadium from chromium containing vanadium material. The method uses additive NaOH+Na2CO3 to add chromium vanadium material to microwave roasting. After roasting, it is immersed in water and then filtered and separated, and vanadium containing solution and tail slag are obtained. The method can reduce the calcination temperature, reduce energy, reduce the reaction time, save energy, save time, reduce cost, reduce the cost, operate easily, and produce no pollution in the roasting process. The recovery rate of vanadium can be greatly increased, and more than 99% can be obtained, while chromium recovery can be recovered while recovering vanadium.

【技术实现步骤摘要】
一种从含铬钒物料中分离提取钒的方法
本专利技术涉及钒渣提钒的方法，具体涉及一种从含铬钒物料中分离提取钒的方法。
技术介绍
钒是“现代工业的味精”，是发展现代工业、现代国防和现代科学技术不可缺少的重要材料。钒在冶金业中用量最大。从世界范围来看，钒在钢铁工业中的消耗量占其生产总量的85％。与此同时，钒在化工、钒电池、航空航天等其它领域的应用也在不断扩展，且具有良好发展前景。钢铁工业中由钒钛磁铁矿生产的钒渣是提钒的主要原料，我国约80％的钒化合物以钒渣为原料生产。钒钛磁铁矿经高炉或直接还原流程生产的含钒生铁，进一步通过选择性氧化铁水，使钒氧化后进入炉渣，得到钒含量较高的钒渣。在转炉吹钒过程中，如铁矿中含铬，因钒、铬性质相近，铬也一并氧化进入钒渣，即含铬钒物料中。而目前利用钒渣为原料的提钒工艺有传统的钠化焙烧法和钙化焙烧法，(1)钠化焙烧法采用NaCl、NaSO4等钠的化合物，在800-100℃范围内氧化焙烧4-8小时，生成水溶性钒酸钠，然后热水浸出钒；此过程中既造成熔融渣能耗较高，而且在焙烧过程中采用的NaCl、NaSO4等钠盐作为添加剂而产生的大量的Cl2、HCl、SO2等有害气体，从而污染环境、危害人体健康。(2)采用钙化焙烧法，在钒渣中配加石灰石或石灰，在1000-1400℃范围内焙烧2小时左右，是焙烧料中生成不溶于水的钒酸钙，而后在200℃左右的碱溶液中浸出钒，沉淀分离浸出液中的五氧化二钒。相对于钠化焙烧法，钙化焙烧没有有害气体溢出，污染少，但在后续提钒过程中一般需要利用硫酸进行浸出，故而对浸出设备的耐腐蚀性要求较高，且酸溶浸出液中杂质多而五氧化二钒含量低，不利于后续钒产品的回收。此外，传统的钠化焙烧提取工艺，容易出现钒渣出现烧结粘结、结块现象，而且传统的钠化焙烧提钒工艺只能回收钒，铬则残留在了尾渣中，其中的部分铬在焙烧后转化为Cr6+不仅带来潜在的环境危害，同时造成有价元素的损失。综上，现有方法主要表现为钒回收率相对较低，存在高温焙烧、能耗较高和环境污染等问题。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种从含铬钒物料中分离提取钒的方法，该方法能有效提取钒，同时能将铬回收，且耗能低，无污染。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：一种从含铬钒物料中分离提取钒的方法，其包括如下步骤：S1、将氢氧化钠与碳酸钠按质量份数比为1～5:5～1混合，将得到的混合物与含铬钒物料按质量比为1:1进行混合，制得反应物；S2、将反应物采用微波焙烧，焙烧温度为400～800℃；S3、将步骤S2中焙烧后的样品进行水浸，之后固液分离，得到含钒溶液和尾渣。如上所述的方法，优选地，在步骤S2中，所述焙烧时间为3～60分钟。如上所述的方法，优选地，在步骤S2中，所述焙烧时，发生的反应为：4FeO·V2O3+24NaOH+5O2＝8Na3VO4+2Fe2O3+12H2O4FeO·V2O3+12Na2CO3+5O2＝8Na3VO4+2Fe2O3+12CO24FeO·Cr2O3+16NaOH+7O2＝8Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O2＝8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2。在后续水浸时，Na3VO4和Na2CrO4溶于水，形成含钒溶液，Fe2O3不溶于水，进入尾渣。如上所述的方法，优选地，在步骤S3中，所述焙烧后的样品经过破碎筛分，选取粒度小于等于74μm的进行水浸。如上所述的方法，优选地，在步骤S3中，所述水浸的温度25～95℃，所述水浸的时间为10～120分钟。如上所述的方法，优选地，在步骤S3中，所述水浸的用水量为焙烧后用于水浸样品质量的1～10倍。进一步地，优选在步骤S2中，所述焙烧的温度为550～650℃；所述焙烧的时间为5～20分钟；在步骤S3中，所述水浸的用水量为焙烧后用于水浸样品质量的5～10倍，钒的回收率较佳。如上所述的方法，优选地，在步骤S1中，所述含铬钒物料的粒径小于等于74μm。粒径的限定有利于反应的充分进行，提高回收率。如上所述的方法，主要适用于含铬钒物料中的成分重量比含量为：FeO为30～38％，Cr2O3为5.5～8.5％，Al2O3为0.5～1.5％，TiO2为8～12％，SiO2为12～15％，MgO为0.5～1.5％，CaO为0.5～1.5％，V为6.5～9.5％，Mn为4～6％，P为0.01～0.1％和Na为0.2～0.8％。(三)有益效果本专利技术的有益效果是：本专利技术的提供的从含铬钒物料中分离提取钒的方法，采用添加剂NaOH+Na2CO3，并采用微波焙烧，可有效降低了焙烧的温度，降低能源消耗，反应时间也大大缩短，效率高，节能省时，降低了成本，操作简单，同时焙烧过程无污染产生，钒的回收率大大提高，可到99％以上，并且在回收钒的同时可回收铬。附图说明图1为本专利技术方法的流程图。具体实施方式本专利技术专利技术人进行大量实验，研究发现对含铬钒物料进行焙烧时，单独采用NaOH一种添加剂的话，熔点较低，反应比较激烈，相对不好控制且容易烧结成块，同时单独NaOH成本也高；而或者单独采用Na2CO3一种添加剂的话，反应温度则需相对较高，加热过程成本较高，而且钒的转化率也相对较低。二者结合使用，既能降低整体反应温度，还能提高钒的转化率，同时还能降低烧结成块率降低了后续浸出反应的成本(烧成品相对容易粉碎到所需粒度)。在本专利技术采用NaOH和Na2CO3作为添加剂，NaOH和Na2CO3可相互起到促进作用，能够降低焙烧时大面积烧结成块或团状，使得焙烧后样品保持较好的颗粒疏松性。主要发生的化学反应为：4FeO·V2O3+24NaOH+5O2＝8Na3VO4+2Fe2O3+12H2O4FeO·V2O3+12Na2CO3+5O2＝8Na3VO4+2Fe2O3+12CO24FeO·Cr2O3+16NaOH+7O2＝8Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O2＝8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2。传统马弗炉焙烧的情况，属于热传导，加热由外到内；而本专利技术中采用了微波焙烧，属于内部离子共振加热，由内致外，加热迅速，且由于一定程度的离子共振加热不同步造成冷热不均，容易引起反应颗粒分裂粉化，使的反应更彻底，而且所需温度并不是需要很高的温度，并且反应时间短，有效降低能耗并节省时间。进一步研究发现，本专利技术方法适宜的焙烧温度为400～800℃，而高于700℃时，由于亚铁的氧化率比其他温度段升高更快，这一温度段的放热较迅速，就容易造成炉料烧结，使亚铁对钒的包裹比较严重，降低钒的氧化率，使钒的浸出率降低。当焙烧温度优选为550～650℃时，钒的浸出率较佳。为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。本专利技术以下实施例中所用的含铬钒物料的成分如表1中所示，为重量百分比含量。表1.含铬钒物料的主要成分含量TFe％FeO％Cr2O3％Al2O3％TiO2％SiO2％27.5134.476.251.2910.6614.30MgO％CaO％V％Mn％P％Na％1.161.217.895.410.0660.64实施例1一种从含铬钒物料中分离提取钒的方法，如图1所示，按如下步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从含铬钒物料中分离提取钒的方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1、将氢氧化钠与碳酸钠按质量份数比为1～5:5～1混合，将得到的混合物与含铬钒物料按质量比为1:1进行混合，制得反应物；S2、将反应物采用微波焙烧，焙烧温度为400～800℃；S3、将步骤S2中焙烧后的样品进行水浸，之后固液分离，得到含钒溶液和尾渣。

【技术特征摘要】
1.一种从含铬钒物料中分离提取钒的方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1、将氢氧化钠与碳酸钠按质量份数比为1～5:5～1混合，将得到的混合物与含铬钒物料按质量比为1:1进行混合，制得反应物；S2、将反应物采用微波焙烧，焙烧温度为400～800℃；S3、将步骤S2中焙烧后的样品进行水浸，之后固液分离，得到含钒溶液和尾渣。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述焙烧时间为3～60分钟。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述焙烧时，发生的反应为：4FeO·V2O3+24NaOH+5O2＝8Na3VO4+2Fe2O3+12H2O4FeO·V2O3+12Na2CO3+5O2＝8Na3VO4+2Fe2O3+12CO24FeO·Cr2O3+16NaOH+7O2＝8Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O2＝8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，所述焙烧后的样...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛向欣，滕艾均，姜涛，杨松陶，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21