钒渣浅氧化焙烧分离钒的方法技术

本发明专利技术属于钒冶金技术领域，具体涉及钒渣浅氧化焙烧分离钒的方法。本发明专利技术所要解决的技术问题是针对钒以含钒尖晶石FeV

Separation of vanadium from vanadium slag by shallow oxidation roasting

【技术实现步骤摘要】
钒渣浅氧化焙烧分离钒的方法
本专利技术属于钒冶金
，具体涉及钒渣浅氧化焙烧分离钒的方法。
技术介绍
钒渣是提取氧化钒的主要原料，目前，提钒的产业化工艺主要有两种，钒渣钠化焙烧转化-水浸-钒酸铵沉淀(钠化工艺)、钒渣钙化焙烧转化-硫酸浸出-钒酸盐沉淀(钙化工艺)，上述两种工艺的共同点都是要外加成盐添加剂，“三废”问题突出。其中，钠化工艺产生的提钒尾渣中氧化钠含量高，二次利用困难，处理沉钒废水副产固废硫酸钠和钒铬还原滤饼数量大且难以处理。钙化工艺产生的尾渣硫含量高，二次利用困难，处理沉钒废水产生大量含钒、锰石膏渣，难以利用。李京于2014年4月1日发表的硕士毕业论文中公开了“钢铁钒渣低钙化提钒实验室研究”，文中公开了以钒渣(V2O517.03％、CaO1.85％、MgO3.27％、MnO6.00％，n(MO)/n(V2O5)为2.13、n(CaO)/n(V2O5)为0.35)为原料，在850℃温度条件下空白焙烧，熟料碳酸化浸出的钒转浸率为77.20％。该工艺解决了残渣碱金属、硫含量高的问题，但是存在钒的转浸率低、焙烧温度高等问题，工业上推广的价值不大。付自碧于2019年8月在《钢铁钒钛》第40卷第4期中发表了“钒渣空白焙烧清洁提钒工艺探讨”，文中以钒渣(V2O517.05％、CaO2.48％、MgO2.19％、MnO10.34％，n(MO)/n(V2O5)为2.61、n(CaO)/n(V2O5)为0.47)为原料，在860～900℃温度条件下空白焙烧，熟料碳酸化浸出的钒转浸率为90.49％～92.12％。该工艺虽然钒的转浸率较高，也解决了残渣碱金属、硫含量高的问题，但是存在焙烧温度高的问题。上述两种工艺虽然都解决了残渣碱金属、硫含量高的问题，但是没有从根本上解决焙烧温度高、氧化气氛要求高、对钒渣内在质量要求高等问题，难以实现产业化应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对钒以含钒尖晶石FeV2O4/MnV2O4形式存在的钒渣，提供一种钒渣低温浅氧化焙烧分离钒的方法。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浅氧化焙烧分离钒的方法。该方法包括如下步骤：a、将钒渣在700～800℃进行浅氧化焙烧，得焙烧熟料；b、焙烧熟料进行机械活化，得活化熟料；c、活化熟料进行氧化碱浸，固液分离得钒溶液和碱金属残渣。其中，上述钒渣浅氧化焙烧分离钒的方法中，步骤a中，所述钒渣的成分按质量百分比计包括：V2O510～25％、CaO1.5～3.5％、MgO1～5％、MnO5～10％、FeO28.0～32.5％。进一步地，所述钒渣的粒度≤0.100mm。进一步地，步骤a中，所述浅氧化焙烧的给氧系数为1～3；浅氧化焙烧的时间为60～180min。其中，上述钒渣浅氧化焙烧分离钒的方法中，步骤b中，所述机械活化的时间为30～180min；所述活化熟料的粒度＜0.100mm。其中，上述钒渣浅氧化焙烧分离钒的方法中，步骤c中，所述氧化碱浸采用的浸出剂为NaOH、Na2CO3或NaHCO3水溶液中的至少一种。进一步地，所述浸出剂中Na+的质量浓度为40～50g/L。进一步地，步骤c中，所述氧化碱浸采用的氧化剂为空气、O2、O3、H2O2、Na2S2O8或MnO2中的至少一种。进一步地，步骤c中，所述氧化碱浸时，氧化剂的加入系数为1～5。进一步地，步骤c中，所述氧化碱浸时控制浸出剂和活化熟料的液固比为1.5～3mL:1g；浸出的温度为25～100℃；浸出的时间为30～180min。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用低温浅氧化焙烧将钒渣含钒尖晶石转化为钒酸盐，再利用氧化碱浸工艺将钒酸盐转化成水溶性的钒酸钠与水不溶性的Mn2O3、Fe2O3，钒酸钠进入钒溶液，从而实现了钒的分离。本专利技术方法利用钒渣中含钒尖晶石物相自带的定量成盐组元，不需外配成盐添加剂，省去了混配料过程，在焙烧过程中不需要实现全部低价金属的氧化，大大降低了焙烧温度，改善了操作条件。本专利技术方法对钒渣的内在质量要求大大降低，简化了钒渣预处理工艺，本专利技术方法对钒渣的适应性强，从根本解决了焙烧条件差、浸出温度高、浸出残渣碱金属/硫含量高、浸出剂消耗量大、二次固废量大、成本高等技术问题，具有广阔的应用前景。具体实施方式具体的，本专利技术提供了钒渣浅氧化焙烧分离钒的方法，该方法包括如下步骤：a、将粒度≤0.100mm的钒渣在700～800℃进行浅氧化焙烧，给氧系数为1～3，焙烧60～180min，得焙烧熟料；b、将焙烧熟料进行机械活化处理，30～180min得到粒度为＜0.100mm的活化熟料；c、将活化熟料进行氧化碱浸，浸出剂采用NaOH、Na2CO3或NaHCO3水溶液中的至少一种，其中，浸出剂中Na+的质量浓度为40～50g/L，氧化碱浸过程中采用的氧化剂为空气、O2、O3、H2O2、Na2S2O8或MnO2中的至少一种，其中，氧化剂的加入系数为1～5，氧化碱浸时，控制浸出剂和活化熟料的液固比为1.5～3mL:1g，在25～100℃浸出30～180min，固液分离得钒溶液和碱金属残渣。本专利技术钒渣由含钒铁水炼钢生产过程中所产生，本专利技术钒渣中绝大部分的钒以FeV2O4、MnV2O4的形式存在于含钒尖晶石中。钒渣的成分按质量百分比计包括：V2O510～25％、CaO1.5～3.5％、MgO1～5％、MnO5～10％、FeO28.0～32.5％。步骤a中，将钒渣在700～800℃进行浅氧化焙烧，将FeV2O4、MnV2O4转化成钒酸盐，即Fe(VO3)2、Mn(VO3)2。现有钒渣分离钒的工艺有空白焙烧工艺、钠化工艺、钙化工艺、镁化工艺、锰化工艺等，在焙烧过程中生成对应的钒酸盐分别是：空白焙烧工艺：关注点是水不溶性的Ca(VO3)2、Mn(VO3)2、Mg(VO3)2。钠化工艺：关注点是水溶性的NaVO3。钙化工艺：关注点是水不溶性的Ca(VO3)2、Mn(VO3)2、Mg(VO3)2，重点是Ca(VO3)2。镁化工艺：关注点是水不溶性的Mg(VO3)2、Mn(VO3)2、Ca(VO3)2，重点是Mg(VO3)2。锰化工艺：关注点是水不溶性的Mn(VO3)2、Mg(VO3)2、Ca(VO3)2，重点是Mn(VO3)2。上述现有工艺的特点是：(1)低价金属氧化物必须完全氧化；(2)为了给反应提供足够的成盐元素，需要外配足够的成盐添加剂，或者对钒渣的内在质量特性有较高的要求。本专利技术工艺的关注点是水不溶性的金属低价钒酸盐Mn(VO3)2、Fe(VO3)2，重点是Fe(VO3)2，本专利技术利用浅氧化焙烧工艺，将MnV2O4、FeV2O4氧化成Mn(VO3)2、Fe(VO3)2。本专利技术浅氧化焙烧工艺的特点是：(1)只关注低价金属钒的完全氧化，不需要实现全部低价金属的氧化，大大降低了焙烧温度，改善了操作条件；(2)钒酸盐的生成是原位反应，反应动力学条件好；(3)不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.钒渣浅氧化焙烧分离钒的方法，其特征在于：包括如下步骤：/na、将钒渣在700～800℃进行浅氧化焙烧，得焙烧熟料；/nb、焙烧熟料进行机械活化，得活化熟料；/nc、活化熟料进行氧化碱浸，固液分离得钒溶液和碱金属残渣。/n

【技术特征摘要】
1.钒渣浅氧化焙烧分离钒的方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、将钒渣在700～800℃进行浅氧化焙烧，得焙烧熟料；
b、焙烧熟料进行机械活化，得活化熟料；
c、活化熟料进行氧化碱浸，固液分离得钒溶液和碱金属残渣。


2.根据权利要求1所述的钒渣浅氧化焙烧分离钒的方法，其特征在于：步骤a中，所述钒渣的成分按质量百分比计包括：V2O510～25％、CaO1.5～3.5％、MgO1～5％、MnO5～10％、FeO28.0～32.5％。


3.根据权利要求1或2所述的钒渣浅氧化焙烧分离钒的方法，其特征在于：步骤a中，所述钒渣的粒度≤0.100mm。


4.根据权利要求1～3任一项所述的钒渣浅氧化焙烧分离钒的方法，其特征在于：步骤a中，所述浅氧化焙烧的给氧系数为1～3；浅氧化焙烧的时间为60～180min。


5.根据权利要求1～4任一项所述的钒渣浅氧化焙烧分离钒的方法，其特征在于：步骤b中，所述机械活化的时间为30～180min；所述活...

【专利技术属性】
技术研发人员：李千文，汪超，付自碧，王英，韦林森，潘少彦，彭何军，
申请(专利权)人：攀钢集团钒钛资源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51