钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法技术

本发明专利技术属于钒化工冶金技术领域，具体涉及钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法。本发明专利技术所要解决的技术问题在于提供一种工艺流程短、能有效除杂的钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法。该方法包括如下步骤：a、将钒渣、碱和含钙化物混合，球磨，得生料；b、生料焙烧，得熟料；c、熟料破碎后水浸，过滤，得合格钒液。本发明专利技术方法省去了钒渣钠化提钒工艺中的溶液除杂工序，缩短了工艺流程，降低了钒的损失。

The method of desilication phosphorus by roasting vanadium slag alkali lime

【技术实现步骤摘要】
钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法
本专利技术属于钒化工冶金
，具体涉及钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法。
技术介绍
钒是一种稀有金属，被广泛应用于钢铁、航空航天、石油化工等行业，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战略资源。钒渣、石煤和含钒固废是我国钒化工行业提钒的主要原料，并以钒渣提钒占据主导地位。钒渣提钒的工艺有钠化焙烧、钙化焙烧、加压酸浸和亚熔盐法等，其中钠化焙烧是发展比较早，目前普遍使用的主要用于生产五氧化二钒的工艺。以钒钛磁铁矿为原料生产铁、钒产品的企业目前都采用传统的钒渣钠化焙烧工艺从钒渣中提钒，如我国的攀钢、承钢，南非海威尔德、新西兰钢铁公司等。钠化焙烧的基本原理是以Na2CO3为添加剂，通过高温钠化焙烧(750～850℃)将低价态的钒转化为水溶性五价钒钠盐，水浸得到含钒浸出液，浸出液需进行除杂后才能得到合格液，再加入铵盐制得多钒酸铵沉淀，经还原焙烧后获得钒的氧化物产品。其中，碱性浸出液除杂主要是脱出溶液中的硅、磷等杂质，通常采用的除杂剂有钙盐、铝盐和镁盐等，除杂渣往往过滤困难，且其中含量较多的钒，需进行后续处理。钒渣提钒预脱硅磷，主要是指脱硅，因为有时候磷的含量较低，不影响后续沉钒工序。专利文献CN108130425A中公开了一种钒渣预处理脱硅及介质循环的方法，先是将粗破钒渣与含钙物料、碱性介质混合，进行湿法球磨，球磨后将钒渣与铁粒进行分离；再对分离出铁后的钒渣料浆进行浮选脱硅处理，得到脱硅后的料浆；脱硅后的料浆进行自然沉降，分离得到碱性介质和精钒渣，碱性介质返回第一步工序，该专利技术的方法可将钒渣中的硅脱除至Si＜0.5％，但是，经钠化焙烧-水浸后，还需要进一步脱除浸出液中的杂质Si。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种工艺流程短、能有效除杂的钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是提供了钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法。该方法包括如下步骤：a、将钒渣、碱和含钙化物混合，球磨，得生料；b、生料焙烧，得熟料；c、熟料破碎后水浸，过滤，得合格钒液。其中，上述钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法中，步骤a中，所述钒渣、碱和含钙化物按质量比100:20～30:1～5混合。进一步地，步骤a中，所述碱为NaOH、Na2CO3或NaHCO3中的至少一种。优选地，所述碱为Na2CO3。进一步地，步骤a中，所述含钙化物为CaO、CaCO3或Ca(OH)2中的至少一种。优选地，所述含钙化物为CaCO3。进一步地，步骤a中，所述球磨为干法球磨。其中，上述钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法中，步骤b中，所述焙烧的温度为800～1200℃；焙烧的时间为60～180min。进一步地，步骤b中，所述焙烧采用马弗炉，焙烧时向马弗炉中通入氧化性气氛。进一步地，所述氧化性气氛为空气或氧气。其中，上述钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法中，步骤c中，所述水浸的液固比为2～4mL:1g。进一步地，步骤c中，所述水浸的温度为30～90℃；水浸的时间为10～60min。本专利技术所述钒渣的成分按质量百分比计包括：V3％～12％、Cr0.3％～5％、SiO210％～20％、CaO1％～3％、MgO1％～5％、MnO5％～10％、Fe28％～38％、P0.01％～1％、S0.01％～0.5％。本专利技术的有益效果是：本专利技术方法将由钒渣、碱、石灰组成的生料经过高温焙烧，使钒转变为易溶于水的钒酸钠，硅、磷分别转变为不溶于水的硅酸钙和磷酸钙，通过水浸直接得到杂质含量较低的合格钒液。与现有钒渣钠化提钒工艺相比，省去了钒渣钠化提钒工艺中的溶液除杂工序，缩短了工艺流程，降低了成本。本专利技术方法在浸出过程中同时实现了除杂，直接得到浸出渣，省去了除杂渣的后续处理。与现有常规焙烧-除杂工序比较，钒损可降低2％～3％。具体实施方式本专利技术具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。具体地，本专利技术提供了钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法。该方法包括如下步骤：a、将钒渣、碱和含钙化物按质量比100:20～30:1～5混合，球磨得生料；b、将生料置于马弗炉于800～1200℃焙烧60～180min，焙烧时，马弗炉中通入空气或氧气，得熟料；c、将熟料破碎后按液固比2～4mL:1g水浸，过滤得合格钒液。本专利技术将由钒渣、碱、石灰组成的生料进行高温焙烧，使钒生成易溶于水的钒酸钠，杂质硅和磷分别生成不溶于水的硅酸钙和磷酸钙留在浸出渣中，然后通过水浸得到杂质含量较低的合格钒液，省去了钒渣钠化提钒工艺中的溶液除杂工序。本专利技术步骤a中，为了提高生料的混匀度，同时起到机械活化的作用，采用干法进行球磨。出于提钒和除硅、磷的需要，使钒生成钒酸钠利于后续水浸，硅、磷分别形成硅酸钙和磷酸钙留在浸出渣中，本专利技术创造性地将钒渣、碱和含钙化物按质量比控制在100:20～30:1～5。本专利技术步骤b中，为了保证钒收率的同时避免烧结，使焙烧温度控制在800～1200℃。本专利技术步骤c中，将熟料破碎后按液固比2～4mL:1g水浸是为了控制合格钒液中钒浓度在15～30g/L，便于后续沉钒。对于常规焙烧-除杂工序，所得钒浸出率约为95％，除杂收率约为95％，钒总收率约为90.25％；而对于本专利技术，虽然钒浸出率会有所降低，约93％，但本专利技术省去了除杂工序，钒总收率有所提高。下面将通过具体的实施例对本专利技术作进一步地详细阐述。以下对比例、实施例中所采用的钒渣的主要成分如下表(％)：对比例以钒渣精粉100g，配加Na2CO320g，混磨后得到生料；而后置于马弗炉中焙烧，烧结温度为800℃，烧结时间180min，获得熟料；熟料破碎后采用水浸，浸液固比为2:1(mL/g)，浸出温度为60℃，浸出时间为30min，得到浸出钒液。尾渣中V含量0.83％，浸出钒液中c(P)＝0.018g/L，c(Si)＝0.672g/L。浸出钒液再进行除杂，得到合格钒液，合格钒液中c(P)＝0.013g/L，c(Si)＝0.102g/L，自钒渣到合格钒液，钒收率为89.35％。实施例1以钒渣精粉100g，配加Na2CO320g、CaCO31g，混磨后得到生料；而后置于马弗炉中焙烧，烧结温度为800℃，烧结时间180min，获得熟料；熟料破碎后采用水浸，浸液固比为2:1(mL/g)，浸出温度为60℃，浸出时间为30min，过滤得到合格钒液。尾渣中V含量0.92％，合格钒液中c(P)<0.01g/L，c(Si)＝0.103g/L。自钒渣到合格钒液，钒收率为92.17％。实施例2以钒渣精粉200g，配加Na2CO350g、CaCO36g，混磨后得到生料；而后置于马弗炉中焙烧，烧结温度为1000℃，烧结时间120min，获得熟料；熟料破碎后采用水浸，浸液固比为3:1(mL/g)，浸出温度为90℃，浸出时间为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法，其特征在于：包括如下步骤：/na、将钒渣、碱和含钙化物混合，球磨，得生料；/nb、生料焙烧，得熟料；/nc、熟料破碎后水浸，过滤，得合格钒液。/n

【技术特征摘要】
1.钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、将钒渣、碱和含钙化物混合，球磨，得生料；
b、生料焙烧，得熟料；
c、熟料破碎后水浸，过滤，得合格钒液。


2.根据权利要求1所述的钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法，其特征在于：步骤a中，所述钒渣、碱和含钙化物按质量比100:20～30:1～5混合。


3.根据权利要求1或2所述的钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法，其特征在于：步骤a中，所述碱为NaOH、Na2CO3或NaHCO3中的至少一种；优选地，所述碱为Na2CO3。


4.根据权利要求1～3任一项所述的钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法，其特征在于：步骤a中，所述含钙化物为CaO、CaCO3或Ca(OH)2中的至少一种；优选地，所述含钙化物为CaCO3。


5.根据权利要求1～4任一项所述的钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法，其特征在于：步骤a中，所述球磨为干法球磨。


6.根据权利要求1～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋霖，伍珍秀，李明，付自碧，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51