钒渣焙烧提取钒和锰的方法技术

本发明专利技术涉及钒和锰的湿法冶金技术领域，具体涉及钒渣焙烧提取钒和锰的方法。本发明专利技术所要解决的技术问题是提供一种同时提取钒渣中钒和锰的方法。该方法包括如下步骤：a、将钒渣与含锰物质混合，焙烧，得焙烧熟料；b、向焙烧熟料中加入浸出剂浸出，得浸出料浆，调节pH值，固液分离得浸出液和浸出残渣；c、浸出液采用酸性铵盐沉钒法沉钒得多钒酸铵和沉钒上层液，向沉钒上层液中加入除杂剂后，电解，得金属锰和阳极液。本发明专利技术方法可实现同时回收利用钒渣中的钒、锰资源，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
钒渣焙烧提取钒和锰的方法
本专利技术涉及钒和锰的湿法冶金
，具体涉及钒渣焙烧提取钒和锰的方法。
技术介绍
钒渣是制取氧化钒的主要原料，目前产业化的提钒工艺主要有两种，即钠化焙烧提钒工艺和钙化焙烧提钒工艺。钠化提钒工艺是采用钠盐添加剂在高温下使钒渣中的三价钒氧化为五价钒并使其转化为可溶性的钒酸盐，由于在生产中不可避免的会产生一些污染性的气体(如SO2、HCl、Cl2等)和难以再利用的废弃物(如提钒尾渣、钒铬渣和副产物硫酸钠等)，所以在钢铁企业面临越来越严格的环保要求的当下，钠化提钒工艺的局限性越来越明显。钒渣钙化焙烧-酸浸提钒工艺是以钙盐为添加剂，在高温氧化性气氛下进行焙烧使钒渣中的低价钒氧化为五价，生成不溶于水但能溶于酸的钒酸钙，在稀硫酸溶液中浸出得到含钒溶液，而后经过除杂、沉钒得到五氧化二钒产品，沉钒废水经简单处理后可返回使用。由于焙烧过程中加入了大量的钙盐，在酸浸过程中以硫酸钙形式进入提钒尾渣中，导致尾渣硫含量高，综合利用成本高。专利文献CN103898329B公开了一种锰化焙烧钒渣的提钒方法，该方法是将钒渣与高价锰氧化剂混合后高温焙烧，使得钒与锰在焙烧过程中结合形成钒酸锰化合物，通过酸浸得到含钒浸出液和提钒尾渣，该方法加入了大量的锰，但未涉及锰的后续处理或回收利用情况。专利文献CN105671340B公开了一种含钒原料提钒的方法，该方法是将含钒原料与锰源混合后焙烧，将得到的含钒熟料用铵盐溶液浸出，得到含钒液和提钒尾渣。该方法采用的浸出剂浓度高，且反应液固比大，不利于浸出液的后续处理。>专利文献CN109666789A公开了一种利用钒铬渣和碳酸锰制备五氧化二钒的方法，该方法是将钒铬渣与碳酸锰混合后高温焙烧得到焙烧熟料，再酸浸得到含钒浸出液和含铬浸出渣；对含钒浸出液进行沉钒得到多钒酸铵沉淀及含锰上清液，多钒酸铵沉淀进一步制得五氧化二钒产品；含锰上清液碳化得到碳酸锰沉淀及沉钒废液，碳酸锰循环回焙烧体系作为焙烧添加剂参与下一轮焙烧，沉钒废液除杂后循环回浸出体系作为浸出介质。该方法实现了高铬钒渣中钒铬的高效分离，但是在回收锰的碳化过程中，引入了大量的钠离子，而在沉钒废液处理时仅除去氨氮，未提及对钠离子的处理，在水的循环利用过程中钠会在体系内富集。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种同时提取钒渣中钒和锰的方法。本专利技术为解决上述技术问题采用的技术方案是提供了钒渣焙烧提取钒和锰的方法。该方法包括如下步骤：a、将钒渣与含锰物质混合，焙烧，得焙烧熟料；b、向焙烧熟料中加入浸出剂浸出，得浸出料浆，调节pH值，固液分离得浸出液和浸出残渣；c、浸出液采用酸性铵盐沉钒法沉钒得多钒酸铵和沉钒上层液，向沉钒上层液中加入除杂剂后，电解，得金属锰和阳极液。其中，上述钒渣焙烧提取钒和锰的方法中，步骤a中，所述钒渣为钒钛磁铁矿冶炼过程中产生的转炉钒渣。进一步地，所述钒渣中钒的质量含量为5～12％，锰的质量含量为3～8％。进一步地，步骤a中，所述含锰物质为含锰矿物。优选地，所述含锰物质为软锰矿和/或菱锰矿。进一步优选地，所述含锰物质为软锰矿。本专利技术也可以选择纯度较高的二氧化锰和/或碳酸锰。进一步地，步骤a中，所述钒渣与含锰物质按Mn/V的质量比为0.8～1.5混合。进一步地，钒渣和含锰物质的粒度均＜0.12mm。进一步地，步骤a中，所述焙烧的温度为800～900℃；焙烧的时间为60～180min。其中，上述钒渣焙烧提取钒和锰的方法中，步骤b中，所述浸出剂为自来水或所述阳极液中的至少一种。进一步地，步骤b中，所述浸出是将焙烧熟料与浸出剂在25～40℃下按液固比2～4mL:1g，在pH值为1.5～2.2的条件下浸出20～40min。进一步地，控制焙烧熟料的粒度＜0.12mm。进一步地，步骤b中，所述浸出过程采用质量分数为30～95％的硫酸溶液控制浸出pH值。进一步地，步骤b中，调节pH值至2.5～3.5。进一步地，步骤b中，所得浸出液中TV20～30g/L、Mn15～30g/L。其中，上述钒渣焙烧提取钒和锰的方法中，步骤c中，所述除杂剂为硫酸亚铁、亚硫酸、铁屑中的至少一种。优选地，所述除杂剂为硫酸亚铁。进一步地，所述除杂剂与钒的摩尔比为1～2:1。进一步地，步骤c中，所述电解过程采用直流电解，控制阳极液中锰浓度为5～10g/L。进一步地，步骤c中，所述酸性铵盐沉钒过程中的pH值控制为1.8～2.2。本专利技术的有益效果是：本专利技术向含锰钒渣中加入含锰物质，在焙烧过程中生成钒酸锰盐，再采用酸浸使钒、锰同时进入溶液中，从而实现同时回收利用钒渣中的钒、锰资源。本专利技术方法在熟料浸出过程中控制pH值为1.5～2.2，有利于破坏熟料中的物相，使钒、锰能快速地溶解至溶液中。调节浸出后得到的浸出料浆pH值至2.5～3.0，以防止低pH值条件下钒水解沉淀，同时可以除去溶液中的铁、硅等杂质。本专利技术方法工艺简单易行、适应范围广，成本低，具有广阔的应用前景。具体实施方式本专利技术提钒所用的原料钒渣中不仅含有钒，还含有大量锰。若采用钒渣钙化焙烧，在焙烧过程中，低价钒氧化后与钙、锰等形成钒酸盐或复盐，如钒酸钙、钒酸锰、钒酸钙锰等。在钙大量存在的情况下，钒酸钙占比较高、钒酸锰占比较低，钒渣中多余的锰则以高价形式存在，在浸出过程中难以进入溶液。基于此，专利技术人通过大量试验研究，向含锰钒渣中加入含锰物质，在焙烧过程中生成钒酸锰盐，再采用酸浸使钒、锰同时进入溶液中，从而实现同时回收利用钒渣中的钒、锰资源。具体的，本专利技术的钒渣焙烧提取钒和锰的方法，包括如下步骤：a、将钒渣与含锰物质混合，焙烧，得焙烧熟料；b、向焙烧熟料中加入浸出剂浸出，得浸出料浆，调节pH值，固液分离得浸出液和浸出残渣；c、浸出液采用酸性铵盐沉钒法沉钒得多钒酸铵和沉钒上层液，向沉钒上层液中加入除杂剂后，电解，得金属锰和阳极液。本专利技术中，所述钒渣为钒钛磁铁矿冶炼过程中产生的转炉钒渣。钒渣中钒的质量含量为5～12％，锰的质量含量为3～8％。本专利技术步骤a中，钒渣与含锰物质混合，使钒渣中的钒与锰生成钒酸锰盐，为了保证较高的钒浸出率，同时，避免锰资源浪费，将钒渣与含锰物质按Mn/V的质量比为0.8～1.5混合。Mn/V的质量比过低会导致钒浸出率较低；质量比过高会导致多余的锰则以高价形式存在，在浸出过程中难以进入溶液，从而锰资源浪费。本专利技术步骤b中，向焙烧熟料中加入浸出剂在25～40℃下按液固比2～4mL:1g，pH值为1.5～2.2的条件下浸出，使钒、锰同时进入溶液，从而实现了同时回收钒渣中的钒、锰资源。本专利技术步骤c中，控制阳极液中锰浓度为5～10g/L。锰浓度过低会导致电解过程析氢副反应严重，回收锰的单耗高。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。实施例1取钒渣500g(含钒10.35％、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.钒渣焙烧提取钒和锰的方法，其特征在于：包括如下步骤：/na、将钒渣与含锰物质混合，焙烧，得焙烧熟料；/nb、向焙烧熟料中加入浸出剂浸出，得浸出料浆，调节pH值，固液分离得浸出液和浸出残渣；/nc、浸出液采用酸性铵盐沉钒法沉钒得多钒酸铵和沉钒上层液，向沉钒上层液中加入除杂剂后，电解，得金属锰和阳极液。/n

【技术特征摘要】
1.钒渣焙烧提取钒和锰的方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、将钒渣与含锰物质混合，焙烧，得焙烧熟料；
b、向焙烧熟料中加入浸出剂浸出，得浸出料浆，调节pH值，固液分离得浸出液和浸出残渣；
c、浸出液采用酸性铵盐沉钒法沉钒得多钒酸铵和沉钒上层液，向沉钒上层液中加入除杂剂后，电解，得金属锰和阳极液。


2.根据权利要求1所述的钒渣焙烧提取钒和锰的方法，其特征在于：步骤a中，所述钒渣中钒的质量含量为5～12％，锰的质量含量为3～8％。


3.根据权利要求1或2所述的钒渣焙烧提取钒和锰的方法，其特征在于：步骤a中，所述含锰物质为含锰矿物；优选地，所述含锰物质为软锰矿和/或菱锰矿。


4.根据权利要求1～3任一项所述的钒渣焙烧提取钒和锰的方法，其特征在于：步骤a中，所述钒渣与含锰物质按Mn/V的质量比为0.8～1.5混合。


5.根据权利要求1～4任一项所述的钒渣焙烧提取钒和锰的方法，其特征在于：步骤a中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈燕，叶露，申彪，
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