钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法技术

本发明专利技术属于提钒技术领域，具体涉及钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法。本发明专利技术所要解决的技术问题是提供钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法，包括以下步骤：a、将熟料与第一级滤液或/和第二级浸出液混合，加入硫酸进行浸出，控制第一级浸出过程体系pH为2.8～3.5，固液分离得第一级浸出液和固体；洗涤得第一级滤液和固体；b、固体采用第三级浸出液或/和第三级滤液进行浸出，控制第二级浸出终点体系pH为1.8～3.5，固液分离得第二级浸出液和固体；c、固体进行浸出，控制第三级浸出终点体系pH为1.4～2.2，固液分离得第三级浸出液和固体；洗涤得到第三级滤液和提钒尾渣。本发明专利技术方法具有浸出提钒率高、成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】
钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法
本专利技术属于氧化钒提取
，具体涉及钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法。
技术介绍
钒渣经钙化焙烧后，渣中低价钒(以V3+、V4+为主)逐步氧化钙化为钒酸钙(锰)类化合物，比如CaV2O6、Ca2V2O7、Ca3V2O8、MnCaV2O7等，在实验室浸出温度50～60℃、浸出pH值2.8～3.2，钒的溶解率可以达到88％左右。然而现场生产过程中钒溶解浸出率较低，主要原因是：首先，现场浸出温度很难达到工艺要求，尤其是现场没有保温措施时，浸出温度控制仅以经验和试验来确定浸出液固比和硫酸浓度，实际生产过程受焙烧钙钒比、焙烧温度、季节性变化等因素影响，浸出温度波动很大，另外浸出温度高于70℃时，钒会水解发生不可逆的沉钒现象，所以现场不得已设置浸出温度为30～60℃，实际浸出率较实验室低。其次，浸出pH＝2.8～3.2这个范围较窄，且浸出过程是间歇性单罐浸出，对pH检测装置精度要求高，然而pH电极长期浸没在高钒浸出液中，容易发生钒液中毒问题，另外，每次间歇浸出都需要进、出料，pH电极处于酸碱和干湿交替状态，使用周期短，且经常发生零点飘移现象，导致实测pH值并不能准确稳定在2.8～3.2范围内，钒的浸出溶解率进一步降低。再者，还受浸出液固比、搅拌、过滤洗涤等因素的影响，实际上，现场一次浸出的钒溶解浸出率一般较实验室低3～5个百分点。物相研究表明，钒渣加钙盐氧化焙烧后，钒基本上转化为五价的钒酸盐，并主要赋存在钒酸盐、氧化铁固溶体、铁板钛矿和硅酸盐中，一次充分浸出洗涤后，钒酸盐中的钒基本完全溶解，氧化铁固溶体中约2/3的钒溶解，铁板钛矿中约1/3的钒溶解，硅酸盐中的钒基本不溶解，最终残留的钒主要存在于氧化铁固溶体>铁板钛矿>硅酸盐中，分别占41.94％、26.87％和25.61％，并且钒以包裹和镶嵌的方式存在这些物相中，在一次浸出条件范围内很难将这三种物相破坏并浸取其中的钒。事实上进一步研究发现，提高浸出酸浓度或降低浸出pH值可有效快速地破坏氧化铁固溶体和铁板钛矿相，并分别浸取其中约2/3的钒，这种浸出方式称为“深度浸出”。但由于酸度的提高，渣中以磷酸钙形式存在的磷绝大部分(≥95％)会被浸出进入溶液，导致浸出液中磷含量大于0.10g/L，而钒仅2-6g/L，远高于正常沉钒时磷≤0.03g/L、钒≥20g/L的工艺要求。同时深度浸出时加入了大量的酸，深度浸出液的pH值≤1.5，不能返回一次浸出使用，因为当初始pH≤2.0的含钒溶液返回一次浸出时，会造成熟料浸出前期发生不可逆的沉钒现象，导致钒的浸出率较常规一次浸出的低5个百分点以上，所以不能直接回用。目前从pH≤1.5、钒2-6g/L、磷≥0.1g/L浸出液回收钒的方法有很多，按富集钒的方法差异，可归为离子交换法、萃取法以及蒸发浓缩法等三种，前面两种具有所得五氧化二钒纯度高的优点，但也存在工艺流程长、成本高的缺点，其与石煤提钒工艺很类似；而蒸发浓缩法是一种制备粗五氧化二钒的方法，优点就是流程短，但缺点也很突出，即五氧化二钒产品质量不合格，蒸发浓缩水量大，成本高。综合对比这三种提钒工艺，都存在成本高的问题和一定环保风险，且受制于五氧化二钒市场变化，其产业化前景堪忧。CN105219976A公开了一种前15min内快速搅拌+15min后慢速搅拌进行的一次间歇性浸出(pH＝2.8-3.2)的方法。CN106987716A公开了一种钒渣钙化焙烧熟料连续酸性浸出方法，但浸出过程最低pH≥2.5，仅把当期的一次间歇性浸出改成连续浸出。CN107475518A公开了一种钒分级浸出的方法，但并没有解决pH<2.0浸出液杂质高、无法回收利用以及浸出水量大、水不平衡的难题。
技术实现思路
针对现有技术提钒领域存在提钒率相对较低、钒产品质量不高等缺陷，本专利技术提供了一种提钒率高、产品质量好的钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法。本专利技术所要解决的技术问题是提供一种钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法。该方法包括以下步骤：a、第一级浸出：将钙化焙烧熟料与第一级滤液或/和第二级浸出液混合，然后加入硫酸进行第一级浸出，控制第一级浸出过程体系pH为2.8～3.5，浸出结束后固液分离得第一级浸出液和固体；然后对固体进行洗涤，得第一级滤液和固体；b、第二级浸出：将步骤a洗涤后的固体采用第三级浸出液或/和第三级滤液进行第二级浸出，控制第二级浸出终点体系pH为1.8～3.5，固液分离得第二级浸出液和固体；c、第三级浸出：将步骤b浸出后的固体进行第三级浸出，控制第三级浸出终点体系pH为1.4～2.2，固液分离得第三级浸出液和固体；然后对固体进行洗涤，得到第三级滤液和提钒尾渣。具体的，上述钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法步骤a中，所述钙化焙烧熟料粒度≤0.125mm。优选的，上述钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法步骤a中，所述第一级浸出采用的第一级滤液或/和第二级浸出液pH在2.2以上。具体的，上述钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法步骤a中，所述第一级浸出的液固质量比为2～3﹕1。所得第一级浸出液中钒含量在20g/L以上。具体的，上述钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法步骤a中，所述第一级浸出液pH为2.8～4.0。具体的，上述钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法步骤a中，所述第一级浸出的温度为常温～70℃。浸出时间为20～120min。优选的，上述钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法步骤a中，所述洗涤采用的液体pH为2.8～7.0。所述洗涤采用的液体来自废水石灰中和或电解处理后的回用水，pH调节至2.8～7.0。具体的，上述钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法步骤a中，所述洗涤固体的液固质量比为0.5～1.0﹕1。所得第一级滤液终点钒含量＜2g/L。优选的，上述钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法步骤b中，所述第二级浸出采用的第三级浸出液或/和第三级滤液pH为1.4～2.2。具体的，上述钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法步骤b中，所述第二级浸出的液固质量比为1.0～2.5﹕1。所得第二级浸出液中钒含量＜6g/L。具体的，上述钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法步骤b中，所述第二级浸出的温度为常温～70℃。浸出时间为1～5min。优选的，上述钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法步骤c中，所述第三级浸出采用液体pH为0.7～1.5。所述第三级浸出采用的液体来自废水石灰中和或电解处理后的回用水，pH调节至0.7～1.5。具体的，上述钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法步骤c中，所述第三次浸出的液固质量比为0.7～1.5﹕1。所得第三级浸出液中钒含量＜6g/L。具体的，上述钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法步骤c中，所述第三次浸出的温度为常温～70℃。浸出时间为5～10min。优选的，上述钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法步骤c中，所述洗涤采用的液体pH为1.4～7。所述洗涤采用的液体来自废水石灰中和或电解处理后的回用水，pH调节至1.4～7。具体的，上述钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法步骤c中，所述洗涤固体的液固质量比为0.5～1.0﹕1。所得第三级滤液终点钒含量＜0.4g/L。本专利技术方法通过逆流浸出，与传统一次间歇浸出工艺相比，提钒尾渣中TV能够稳定降低到0.9％以下，钒的溶解浸出率提高了8个百分点。由于2-3级浸出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法，其特征在于：包括以下步骤：a、第一级浸出：将钙化焙烧熟料与第一级滤液或/和第二级浸出液混合，然后加入硫酸进行第一级浸出，控制第一级浸出过程体系pH为2.8～3.5，浸出结束后固液分离得第一级浸出液和固体；然后对固体进行洗涤，得第一级滤液和固体；b、第二级浸出：将步骤a洗涤后的固体采用第三级浸出液或/和第三级滤液进行第二级浸出，控制第二级浸出终点体系pH为1.8～3.5，固液分离得第二级浸出液和固体；c、第三级浸出：将步骤b浸出后的固体进行第三级浸出，控制第三级浸出终点体系pH为1.4～2.2，固液分离得第三级浸出液和固体；然后对固体进行洗涤，得到第三级滤液和提钒尾渣。

【技术特征摘要】
1.钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法，其特征在于：包括以下步骤：a、第一级浸出：将钙化焙烧熟料与第一级滤液或/和第二级浸出液混合，然后加入硫酸进行第一级浸出，控制第一级浸出过程体系pH为2.8～3.5，浸出结束后固液分离得第一级浸出液和固体；然后对固体进行洗涤，得第一级滤液和固体；b、第二级浸出：将步骤a洗涤后的固体采用第三级浸出液或/和第三级滤液进行第二级浸出，控制第二级浸出终点体系pH为1.8～3.5，固液分离得第二级浸出液和固体；c、第三级浸出：将步骤b浸出后的固体进行第三级浸出，控制第三级浸出终点体系pH为1.4～2.2，固液分离得第三级浸出液和固体；然后对固体进行洗涤，得到第三级滤液和提钒尾渣。2.根据权利要求1所述的钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法，其特征在于：步骤a中，所述第一级浸出至少满足以下任意一项：所述第一级浸出采用的第一级滤液或/和第二级浸出液pH在2.2以上；所述第一级浸出的液固质量比为2～3﹕1；所述第一级浸出液中钒含量在20g/L以上；所述第一级浸出液pH为2.8～4.0；所述第一级浸出的温度为常温～70℃；所述第一级浸出的时间为20～120min。3.根据权利要求1或2所述的钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法，其特征在于：步骤a中，所述洗涤至少满足以下任意一项：所述洗涤采用的液体pH为2.8～7.0；所述洗涤固体的液固质量比为0.5～1.0﹕1；所述第一级滤液终点钒含量＜2g/L。4.根据权利要求1～3任一项所述的钙化焙烧熟料逆流酸浸提钒的方法，其特征在于：步骤a中，所述洗涤采用的液体来自废水石灰中和或电解处理后的回用水，pH调节至2.8...

【专利技术属性】
技术研发人员：何文艺，彭毅，李明，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