钙化焙烧提钒原料及其提钒方法技术

本发明专利技术涉及钙化焙烧提钒原料及其提钒方法，属于氧化钒制备领域。本发明专利技术所要解决的是针对高钙高磷钒渣缺乏高效的提钒方法的问题，其技术方案是提供了钙化焙烧提钒原料，包含如下重量配比的组分：高钙高磷钒渣20‑60份、普通钒渣38‑80份、外配CaO 1‑18份；其中，所述高钙高磷钒渣中V2O5含量为9％‑25％、CaO含量为15％‑50％、P含量为0.7％‑2％；所述普通钒渣中V2O5含量为9％‑25％、CaO含量为1％‑3％、P含量为0.03％‑0.06％。本发明专利技术能够以高钙高磷钒渣为原料制备得到符合行业标准的五氧化二钒产品，且钒的回收率高，易于实施。

【技术实现步骤摘要】
钙化焙烧提钒原料及其提钒方法
本专利技术涉及钙化焙烧提钒原料及其提钒方法，属于氧化钒制备领域。
技术介绍
钒钛磁铁矿经高炉或电炉高温处理后得到含钒铁水，从铁水中选择性氧化出钒渣，钒渣经过钠化焙烧-水浸提钒或是钙化焙烧-酸浸提钒，半钢则进一步吹炼成合格钢水，这是目前比较主流的提钒-炼钢方法。近年来，随着用户对钢性能要求越来越严格，优质钢要求P≤0.015wt％，航空低温用钢管、镀锡板等要求P≤0.01wt％。如果采用钒钛磁铁矿冶炼，铁水中的P含量往往较高，为0.06wt％～0.08wt％，经脱硫提钒或提钒脱硫处理后，S含量可降低到0.015wt％以下，但半钢中的P仍高达0.060wt％～0.090wt％，若仅在半钢炼钢工序脱磷，无法大批量生产P≤0.015wt％或P≤0.010wt％的钢种。相关研究表明，转炉提钒-炼钢流程在设备、工艺上与国内外的双联转炉脱磷炼钢工艺相似，可以采用提钒转炉进行含钒铁水提钒的同时实现预脱磷，其优势突出：1、最终钢水中P含量低至0.011wt％，可以达到低磷钢甚至超低磷钢冶炼的要求；2、所得钒渣中TFe含量下降3个百分点以上，经济效益显著。然而，上述方法同时存在所得钒渣中P、CaO含量高的问题(含钒铁水在提钒过程中需加入脱磷剂——氧化钙)，一般分别在0.3wt％、10wt％以上(属于高钙高磷钒渣)，远高于现有钒渣的水平。由于无论是钠化焙烧-水浸提钒，或是钙化焙烧-酸浸提钒，都对钒渣中磷含量有严格的限制，要求钒渣中P≤0.05wt％，这样将导致现有的钠化提钒工艺和钙化提钒工艺都不能直接生产。专利107164643A公开了一种高钙高磷钒渣除磷提钒的方法，将高钙高磷钒渣破碎并磨细后，在pH值为1.5-4.0的缓冲溶液或者弱酸溶液中进行浸出脱磷处理后，再进行固液分离，得到含磷滤液和低磷钒渣；将低磷钒渣进行干燥处理后再进行常规提钒。其技术上是可行，但由于高钙高磷钒渣仅进行了脱磷处理，低磷钒渣中氧化钙含量仍然偏高，进一步回收利用困难，另外脱磷处理量大，脱磷后的溶液处理代价高，因此也很难实施。专利105132696A公开了一种高钙高磷钒渣提钒脱磷的方法。该方法通过在熟料第一次酸浸反应前30min开始除磷来实现溶液深度除磷的目的；第一次酸浸残渣通过第二次酸浸的方式实现残渣脱磷，同时进一步回收残渣中的钒，但存在第二酸浸液回收钒过程难、成本高的问题，很难实现产业化。迄今为此，尚未见针对高钙高磷钒渣可行的提钒方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供钙化焙烧提钒原料及其提钒方法，以解决针对高钙高磷钒渣缺乏高效提钒方法的问题。本专利技术提供了钙化焙烧提钒原料，包含如下重量配比的组分：高钙高磷钒渣20-60份、普通钒渣38-80份、外配CaO1-18份；其中，所述高钙高磷钒渣中V2O5含量为9％-25％、CaO含量为15％-50％、P含量为0.7％-2％；所述普通钒渣中V2O5含量为9％-25％、CaO含量为1％-3％、P含量为0.03％-0.06％。进一步地，所述的钙化焙烧提钒原料满足以下至少一项：包含如下重量配比的组分：高钙高磷钒渣20-50份、普通钒渣50-80份、外配CaO1.9-5.1份；所述高钙高磷钒渣中V2O5含量为10％-16％、CaO含量为25％-37％、P含量为0.7％-1.4％；所述普通钒渣中V2O5含量为14％-25％、CaO含量为2.15％-2.56％、P含量为0.04％；所述高钙高磷钒渣与普通钒渣中总CaO/V2O5质量比为0.3-0.9，外配CaO/V2O5质量比不低于0.1；所述高钙高磷钒渣的粒度小于0.12mm；所述普通钒渣的粒度小于0.12mm；所述外配CaO以CaO原型的形式加入和/或加入在焙烧过程中能够分解得到CaO的原料；优选地，所述外配CaO以石灰石的形式加入；所述石灰石中CaO含量为52％-56％；所述石灰石的粒度小于0.12mm。本专利技术提供了高钙高磷钒渣和普通钒渣的混合提钒方法，包括如下步骤：a、取所述的钙化焙烧提钒原料，焙烧，得到焙烧熟料；b、一级浸出：浸出pH为3.0-3.5，固液分离，得到第一浸出液和第一残渣；c、一级除磷：在第一浸出液中加入除磷剂，固液分离，收集液相，即得含钒液。进一步地，所述的混合提钒方法满足以下至少一项：在840～930℃氧化性气氛条件下焙烧30～120min；优选地，在890～900℃氧化性气氛条件下焙烧60～90min；将焙烧熟料破碎至0.12mm以下；用硫酸控制浸出pH为3.0-3.5；一级浸出温度为10-70℃；优选地，一级浸出温度为45-68℃；一级浸出时间为20-120min；优选地，一级浸出时间为45-60min；一级浸出液固比为2.0-3.5:1，ml:g；优选地，一级浸出液固比为3:1，ml:g；所述除磷剂为聚合硫酸铁；优选地，按Fe/P摩尔比为(0.8～1.2):1在第一浸出液中加入聚合硫酸；优选地，按Fe/P摩尔比为1:1在第一浸出液中加入聚合硫酸铁；加入聚合硫酸铁后搅拌反应5-10min。进一步地，所述的混合提钒方法还包括如下步骤：d、二级浸出：取第一残渣进行浸出，浸出pH为1.3-2.0，固液分离，得到第二浸出液和第二残渣；e、二级除磷：将第二浸出液用碱性试剂调节pH到2.5-3.5，固液分离，收集液相，得到除磷液；f、将除磷液返回一级浸出，作用母液使用。进一步地，所述的混合提钒方法满足以下至少一项：二级浸出pH为1.3-1.6；二级浸出温度为10-70℃；优选地，二级浸出温度为10-50℃；二级浸出时间为1-5min；优选地，二级浸出时间为3-5min；二级浸出母液：步骤a所得焙烧熟料的比例为(0.7-3.5)：1，ml：g；优选地，二级浸出母液：步骤a所得焙烧熟料的比例为3：1，ml：g；将第二浸出液用碱性试剂调节pH到3.0-3.1；优选地，将第二浸出液用碱性试剂调节pH到3.1；加入碱性试剂后于28-45℃搅拌反应5-15min；所述碱性试剂为NaOH、浓度为25-28％w/w的氨水、高钙高磷钒渣钙化焙烧熟料中一种或两种以上，其中，所述高钙高磷钒渣中V2O5含量为9％-25％、CaO含量为15％-50％、P含量为0.7％-2％。进一步地，所述的混合提钒方法还包括如下步骤：g、三级浸出：取第二残渣进行浸出，浸出pH为0.7-1.3，固液分离，得到第三浸出液；h、将第三浸出液返回二级浸出，作用母液使用。进一步地，所述的混合提钒方法满足以下至少一项：三级浸出的浸出pH为0.7-1.1；三级浸出母液：步骤a所得焙烧熟料的比例为0.7-2.5:1，ml:g；优选地，三级浸出母液：步骤a所得焙烧熟料的比例为3:1，ml:g；三级浸出温度为10-70℃；优选地，三级浸出温度为10-43℃；三级浸出时间为5-10min；优选地，三级浸出时间为7-10min。本专利技术提供了五氧化二钒的制备方法，包括如下步骤：根据所述方法提钒，向所得含钒液中加入硫酸铵沉钒，固液分离，收集固相物，煅烧，即得。进一步地，所述的制备方法满足以下至少一项：硫酸铵/钒质量比为(1-3)：1；调节pH＝1.4-2.5；优选地，调节pH＝1.4-2.2；用硫酸调节pH；沉钒温度为90℃-100℃；沉钒时间为40-120min；在500-550本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.钙化焙烧提钒原料，其特征是：包含如下重量配比的组分：高钙高磷钒渣20‑60份、普通钒渣38‑80份、外配CaO 1‑18份；其中，所述高钙高磷钒渣中V2O5含量为9％‑25％、CaO含量为15％‑50％、P含量为0.7％‑2％；所述普通钒渣中V2O5含量为9％‑25％、CaO含量为1％‑3％、P含量为0.03％‑0.06％。

【技术特征摘要】
1.钙化焙烧提钒原料，其特征是：包含如下重量配比的组分：高钙高磷钒渣20-60份、普通钒渣38-80份、外配CaO1-18份；其中，所述高钙高磷钒渣中V2O5含量为9％-25％、CaO含量为15％-50％、P含量为0.7％-2％；所述普通钒渣中V2O5含量为9％-25％、CaO含量为1％-3％、P含量为0.03％-0.06％。2.如权利要求1所述的钙化焙烧提钒原料，其特征是：满足以下至少一项：包含如下重量配比的组分：高钙高磷钒渣20-50份、普通钒渣50-80份、外配CaO1.9-5.1份；所述高钙高磷钒渣中V2O5含量为10％-16％、CaO含量为25％-37％、P含量为0.7％-1.4％；所述普通钒渣中V2O5含量为14％-25％、CaO含量为2.15％-2.56％、P含量为0.04％；所述高钙高磷钒渣与普通钒渣中总CaO/V2O5质量比为0.3-0.9，外配CaO/V2O5质量比不低于0.1；所述高钙高磷钒渣的粒度小于0.12mm；所述普通钒渣的粒度小于0.12mm；所述外配CaO以CaO原型的形式加入和/或加入在焙烧过程中能够分解得到CaO的原料；优选地，所述外配CaO以石灰石的形式加入；所述石灰石中CaO含量为52％-56％；所述石灰石的粒度小于0.12mm。3.高钙高磷钒渣和普通钒渣的混合提钒方法，其特征是：包括如下步骤：a、取权利要求1或2所述的钙化焙烧提钒原料，焙烧，得到焙烧熟料；b、一级浸出：浸出pH为3.0-3.5，固液分离，得到第一浸出液和第一残渣；c、一级除磷：在第一浸出液中加入除磷剂，固液分离，收集液相，即得含钒液。4.如权利要求3所述的混合提钒方法，其特征是：满足以下至少一项：在840～930℃氧化性气氛条件下焙烧30～120min；优选地，在890～900℃氧化性气氛条件下焙烧60～90min；将焙烧熟料破碎至0.12mm以下；用硫酸控制浸出pH为3.0-3.5；一级浸出温度为10-70℃；优选地，一级浸出温度为45-68℃；一级浸出时间为20-120min；优选地，一级浸出时间为45-60min；一级浸出液固比为2.0-3.5:1，ml:g；优选地，一级浸出液固比为3:1，ml:g；所述除磷剂为聚合硫酸铁；优选地，按Fe/P摩尔比为(0.8～1.2):1在第一浸出液中加入聚合硫酸；优选地，按Fe/P摩尔比为1:1在第一浸出液中加入聚合硫酸铁；加入聚合硫酸铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：何文艺，彭毅，陈燕，叶露，
申请(专利权)人：攀钢集团研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51