采用含钠化合物处理含钒铁水的提钒方法技术

本发明专利技术公开了一种采用含钠化合物处理含钒铁水的提钒方法，属于钒冶金技术领域，包括以下步骤：将含钒铁水兑入转炉后，在吹炼的过程中加入冷却剂、纯碱和氯化钠，一次吹炼结束后渣铁分离，将钒渣留于转炉内进行二次吹炼，二次吹炼结束后将钒渣用水浸出即得含钒浸出液。本发明专利技术通过在转炉中直接加入钠化合物，利用提钒过程中的热量，提高了钒的氧化率和浸出率，减少了含钒铁水生产含钒浸出液的工序，降低了提钒的成本。

Extraction of Vanadium from Vanadium-Containing Hot Metal by Sodium-Containing Compounds

【技术实现步骤摘要】
采用含钠化合物处理含钒铁水的提钒方法
本专利技术属于钒冶金
，具体涉及一种采用含钠化合物处理含钒铁水的提钒方法。
技术介绍
钒(V)是一种过渡族金属元素，因其具有优良的强度、硬度及抗疲劳效应，被广泛地应用于钢铁、化工、航空等领域。钒在自然界中的分布很分散，主要伴生于硫钒矿、铅钒矿、钒云石、钒酸钾铀矿以及钒钛磁铁矿等矿物中。因钒原料种类、矿物特征及其中钒含量差异较大，从含钒物料中提取钒的工艺和方法也多种多样，主要有火法冶炼、湿法浸出和火法-湿法联合提取工艺。火法冶炼通常以钒钛磁铁矿为主要原料，通过高炉或其它炼铁流程得到含钒铁水，再在转炉中吹入氧气使金属中的钒氧化富集到渣中，得到的钒渣或含钒钢渣经过焙烧-浸出或直接浸出的方式进行后续提取。湿法浸出比较适用于废催化剂、飞灰和石油灰渣等废产品，也有少量应用于石煤中、钒钛磁铁矿等原矿，但由于其中钒都主要以难溶的三价钒形式存在，直接浸出较火法冶炼和火法-湿法联合提取工艺回收率更低。③火法-湿法联合提取通常需要将钒在氧化气氛下焙烧转化成高价化合物以利于浸出，传统的火法-湿法联合提取工艺有钠盐焙烧-水浸、空白焙烧-酸浸(碱浸)、少盐焙烧-循环浸出以及钙盐焙烧-酸浸(碱浸)等。CN102086487A公开了一种节能减排的钒渣处理方法，包括以下步骤：首先，将与铁水分离后的1200℃以上的高温液态钒渣置于渣罐中；然后，根据钒渣品位向渣罐中加入钠化合物，然后用水冷超音速或亚音速氧枪向渣罐中供氧，造成强氧化性气氛，同时能起到搅拌作用，促使钒渣中快速生成水溶性钒酸钠，为保证供氧量大于渣中各组分全部氧化成最高价氧化物所需的氧量，需以渣中的FeO/TFe作为检验氧化程度的指标，钒渣中生成的V2O5与加入的钠化合物反应生成水溶性钒酸钠，最后，把得到的含有水溶性钒酸钠的渣子，处理得到V2O5，其中，钒的溶出率为90～94％。上述方法的原料只能使用转炉提钒生产的钒渣，生产路线长，成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种更加简便提钒的方法。本专利技术提供了一种采用含钠化合物处理含钒铁水的提钒方法，包括以下步骤：将含钒铁水兑入转炉后，在吹炼的过程中加入冷却剂、纯碱和氯化钠，一次吹炼结束后渣铁分离，将钒渣留于转炉内进行二次吹炼，二次吹炼结束后将钒渣用水浸出即得含钒浸出液。其中，上述采用钠盐处理含钒铁水的提钒方法，所述二次吹炼结束后钒渣中Na2O与V2O5的质量比为0.65～0.80：1。其中，上述采用钠盐处理含钒铁水的提钒方法，所述冷却剂加入时间为一次吹炼开始前0～3min，加入冷却剂后1min内加入纯碱和氯化钠。其中，上述采用钠盐处理含钒铁水的提钒方法，所述冷却剂为含铁氧化物的物质。其中，上述采用钠盐处理含钒铁水的提钒方法，所述含铁氧化物的物质为赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、铁红或氧化铁皮。其中，上述采用钠盐处理含钒铁水的提钒方法，所述冷却剂的加入量为15～35kg/tFe。其中，上述采用钠盐处理含钒铁水的提钒方法，所述冷却剂与纯碱和氯化钠的质量比为15～35：5～6：1～2。其中，上述采用钠盐处理含钒铁水的提钒方法，所述一次吹炼时顶吹供氧满足以下至少一项：顶吹供氧强度为2.0～3.0m3/(min·tFe)，吹氧时间为5～6.5min，氧气压力为0.7～0.9MPa；吹氧枪位在吹炼开始的1.0～1.5min为1.7～2.0m，吹炼中期为1.6～1.8m，吹炼结束前的0.5～1.0min为1.7～2.0m。其中，上述采用钠盐处理含钒铁水的提钒方法，所述一次吹炼时底吹氮气的强度为0.1～0.5m3/(min·tFe)。其中，上述采用钠盐处理含钒铁水的提钒方法，所述二次吹炼采用底吹氧气，所述氧气的强度为0.2～0.7m3/(min·tFe)，吹氧时间为2～3min。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过在转炉中直接加入钠化合物，利用提钒过程中的热量，提高了钒的氧化率和浸出率，减少了含钒铁水生产含钒浸出液的工序，降低了提钒的成本。同时本专利技术在转炉中加入纯碱和氯化钠还有利于提高后期的渣铁分离效果，使得最终得到的钒渣中铁含量低于22％，远低于常规方法得到的钒渣中铁的含量。具体实施方式具体的，一种采用钠盐处理含钒铁水的提钒方法，包括以下步骤：将含钒铁水兑入转炉后，在吹炼的过程中加入冷却剂、纯碱和氯化钠，一次吹炼结束后渣铁分离，将钒渣留于转炉内进行二次吹炼，二次吹炼结束后将钒渣用水浸出即得含钒浸出液。冷却剂属于高氧化性物质，能够有效氧化铁水中的钒，实现钒的高效提取，并且冷却剂可以有效降低炉内的温度；同时在转炉中加入纯碱，后期的渣铁更容易分离，钒渣的含铁量比常规转炉提钒得到的钒渣含铁量更低；加入氯化钠是为了进一步调整渣态，减少渣中金属铁含量。本专利技术一次吹炼的目的是将铁水中的钒氧化分离形成钒渣，二次吹炼的目的是将钒渣中的V2O3氧化成V2O5，并促进V2O5与Na2O生成水溶性的钒酸钠。只有当二次吹炼结束后钒渣中Na2O与V2O5的质量比为0.65～0.80：1时，生成钒酸钠的比例最高，最有利于钒渣中钒的提取。由于吹炼前期升温速度快，需要在一次吹炼开始前0～3min加入冷却剂控制温度。同时为了避免纯碱对铁水脱磷，造成钒渣磷含量较高，影响后续钒制品质量，需要在加入冷却剂后1min内加入纯碱和氯化钠。本专利技术冷却剂的用量以铁水温度和终点温度要求进行确定，当铁水温度低时冷却剂用量较少，铁水温度高时冷却剂用量较多，最终目的是实现吹炼结束时炉内温度控制在1350～1380℃之间。冷却剂的用量低于15kg/tFe会造成钒的氧化率低，高于35kg/tFe会造成炉内温度低，不利于渣和铁的分离。因此本专利技术冷却剂的用量为15～35kg/tFe。本专利技术纯碱的用量根据铁水中钒的含量来确定。本专利技术方法在渣铁分离后，将钒渣留于转炉内，将底吹气体切换为氧气继续氧化钒渣是为了保证尽可能多的生成钒酸钠，以提高最终钒的浸出率。下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施例1在铁水兑入转炉后，采用氧枪进行吹氧氧化，氧枪吹氧时枪位采用“高-低-高”模式进行控制，即吹炼前期1.5min采用高枪位1.8m，中期采用低枪位1.6m，吹炼结束前1min采用高枪位2.0m，供氧强度控制在2.5m3/(min·tFe)，吹氧时间控制在6.5min、氧气压力0.7MPa，吹炼开始3min内加完褐铁矿30kg/tFe，吹氧冶炼期间底吹氮采用0.15m3/(min·tFe)强度进行控制，加入冷却剂后1min内加入纯碱5kg/tFe、NaCl2kg/tFe，吹氧6.5min后结束吹氧。铁水吹炼结束出完半钢后转炉回复到吹炼位，将底吹气体切换为氧气，氧气流量为0.25m3/(min·tFe)，吹气时间3min；钒渣吹氧结束后，将钒渣倒入钒渣罐内后冷却，冷却结束后将钒渣破碎、磁选、球磨成120目细粉，细粉与水按重量比1：3混合后，浸出过程混合液采用机械搅拌(搅拌桨转速300r/min)并加热保持温度85±2℃，1.5h后进行真空抽滤，所得滤液为浸出液。钒渣中铁含量21.08％，整个流程的铁水钒综合氧化率回收率达到了85.7％；根据浸出液分析结果计算，钒溶出率为94.3％。实施例2在铁水兑入转炉后，采用氧枪进行吹氧氧化，氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.采用含钠化合物处理含钒铁水的提钒方法，其特征在于，包括以下步骤：将含钒铁水兑入转炉后，在吹炼的过程中加入冷却剂、纯碱和氯化钠，一次吹炼结束后渣铁分离，将钒渣留于转炉内进行二次吹炼，二次吹炼结束后将钒渣用水浸出即得含钒浸出液。

【技术特征摘要】
1.采用含钠化合物处理含钒铁水的提钒方法，其特征在于，包括以下步骤：将含钒铁水兑入转炉后，在吹炼的过程中加入冷却剂、纯碱和氯化钠，一次吹炼结束后渣铁分离，将钒渣留于转炉内进行二次吹炼，二次吹炼结束后将钒渣用水浸出即得含钒浸出液。2.根据权利要求1所述采用钠盐处理含钒铁水的提钒方法，其特征在于：所述二次吹炼结束后钒渣中Na2O与V2O5的质量比为0.65～0.80：1。3.根据权利要求1所述采用钠盐处理含钒铁水的提钒方法，其特征在于：所述冷却剂加入时间为一次吹炼开始前0～3min，加入冷却剂后1min内加入纯碱和氯化钠。4.根据权利要求1所述采用钠盐处理含钒铁水的提钒方法，其特征在于：所述冷却剂为含铁氧化物的物质。5.根据权利要求4所述采用钠盐处理含钒铁水的提钒方法，其特征在于：所述含铁氧化物的物质为赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、铁红或氧化铁皮。6.根据权利要求1所述采用钠盐处理含钒铁水的提钒方法，其特征在于：所述冷却剂的加...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炼，刁江，戈文荪，曾建华，
申请(专利权)人：成都先进金属材料产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51