一种钒酸钙制备优质氧化钒的工业方法技术

本发明专利技术公开了一种钒酸钙制备优质氧化钒的工业方法，包括以下步骤：在40℃～60℃温度下将固体钒酸钙加入到水解沉钒母液中打浆、硫酸浸出，固液分离得到酸浸钒液与石膏渣；在酸浸钒液中添加净化剂，于40℃～60℃温度下反应净化，固液分离后得到净化酸浸钒液与净化渣；将净化酸浸钒液在沸腾条件下加硫酸水解沉钒，固液分离后得到红钒与水解沉钒母液；将红钒在700℃～800℃温度下煅烧，得到氧化钒产品。本发明专利技术采用硫酸浸出钒酸钙、净化酸浸钒溶液、净化酸浸钒溶液水解沉钒制备红钒、红钒煅烧分解脱水工艺，得到了成本低、质量好的、环境改善的技术效果，具有重要的工业意义，为现有的钒渣钠化提钒工艺实现绿色清洁升级提供了技术思路。路。

【技术实现步骤摘要】
一种钒酸钙制备优质氧化钒的工业方法


[0001]本专利技术属于钒化工
，具体涉及一种钒酸钙制备优质氧化钒的工业方法。

技术介绍

[0002]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氧化焙烧，然后采用水浸或者酸浸的方法制得钒溶液，再采用水解沉钒法或者铵盐沉钒法制得红钒或者钒酸安，前者产品质量差、钒收率低；后者引入了氨氮，在沉钒作业、干燥、煅烧(熔化)、废水处理作业过程中，氨氮散排问题突出，作业环境差，同时由于氨氮的引入，在煅烧(熔化)过程中反应温度高、钒收率低、生产成本高；两者产生的沉钒废水都需要专门处理，腐蚀问题突出，处理费用高。
[0003]在钒渣钠化提钒过程中得到了钒酸钠溶液，在采用前面的工艺处理生产氧化钒产品过程中，废水处理得到了实用价值低，乃至是负价值的硫酸钠杂盐，不能返回焙烧系统循环利用，既提高了生产成本，也提高了硫酸钠杂盐的处置难度。为了解决这些问题，提出了钒酸钠溶液沉淀钒酸钙，实现钠钒分离的工艺，先用氧化钙自钒酸钠溶液中沉淀出钒酸钙，沉淀母液的组成主要是氢氧化钠，经过简单处理，回收的钠盐可以返回焙烧系统循环利用，解决了硫酸钠杂盐的问题。而钒酸钙如何实现钒钙分离，转化成优质的氧化钒产品，现有技术中采用的办法有两种，一是硫酸浸出后水解沉钒或者铵盐沉钒，水解沉钒产品质量差，钒含量低，硫含量高；采用铵盐沉钒，得到的含氨氮废水也需要处理，氨氮散排问题不可避免；二是采用碳酸化碱浸，例如碳酸钠、碳酸氢钠等做浸出剂，得到的钒溶液依然是钒酸钠溶液，失去了处理的意义。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提出一种钒酸钙制备优质氧化钒的工业方法。在兼顾硫酸浸出优点的基础上，解决了产品质量问题，从源头消除了沉钒废水的问题。对现有的钒产业实现绿色、清洁转型具有重要的意义。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]提供一种钒酸钙制备优质氧化钒的工业方法，包括以下步骤：
[0007]S1、在40℃～60℃温度下将固体钒酸钙加入到水解沉钒母液中打浆、硫酸浸出，固液分离得到酸浸钒液与石膏渣；
[0008]S2、在酸浸钒液中添加净化剂，于40℃～60℃温度下反应净化，固液分离后得到净化酸浸钒液与净化渣；
[0009]S3、将净化酸浸钒液在沸腾条件下加硫酸水解沉钒，固液分离后得到红钒与水解沉钒母液；
[0010]S4、将红钒在700℃～800℃温度下煅烧，得到氧化钒产品。
[0011]进一步地，步骤S1中，钒酸钙是包括偏钒酸钙、焦钒酸钙、正钒酸钙或正钒酸钙与
氢氧化钙的共沉淀物，其为湿态钒酸钙滤饼，其水分含量不超过40％。
[0012]进一步地，步骤S1中，打浆的反应料浆液固比为2～4ml/g，其料浆反应温度为40℃～60℃，反应时间为30min～90min。
[0013]进一步地，步骤S1中，打浆用水为水解沉钒母液；硫酸浸出的硫酸浓度为 20％～98％。
[0014]进一步地，步骤S2中，酸浸钒液净化剂为硫酸镁、硫酸铵、草酸、草酸铵、草酸镁中的一种或多种。
[0015]进一步地，步骤S2中，酸浸钒液净化反应温度为40℃～60℃，净化反应时间为30min～90min。
[0016]进一步地，步骤S2中，酸浸钒液净化反应过程中净化剂的加入量为酸浸钒液中钙离子摩尔量的1.0～1.5倍。
[0017]进一步地，步骤S3中，净化钒液水解沉钒时，反应温度不低于90℃，反应时间为30min～90min，反应体系的pH值为1.5～2.0。
[0018]进一步地，步骤S4中，红钒煅烧脱水制备自然块度氧化钒产品时，控制反应温度为400℃～500℃，反应时间30min～90min。
[0019]进一步地，步骤S4中，红钒煅烧脱水制备熔融态氧化钒产品时，控制反应温度为700℃～800℃，在常压下熔化、冷却结晶，制成片状氧化钒产品。
[0020]本专利技术的有益效果为：
[0021]1.利用硫酸浸出钒酸钙实现钒钙分离，既降低了处理成本，也有利于石膏渣的资源化利用。
[0022]2.酸浸钒液净化处理提高了钒溶液的纯度，为制备优质氧化钒产品创造了条件。
[0023]3.水解沉钒工艺的采用，既降低了生产成本，也改善了作业环境，有利于水解沉钒母液的直接循环利用；
[0024]4.红钒组成为水合五氧化二钒，可以大幅度降低煅烧温度，提高钒收率，降低生产成本。
具体实施方式
[0025]下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。
[0026]本专利技术的工艺分四步进行：
[0027]第一步：硫酸浸出钒酸钙，主要反应如下：
[0028](1)偏钒酸钙硫酸浸出：
[0029]5Ca(VO3)2+6H
+
+3SO
42
‑
+4H2O＝H2V
10
O
284
‑
+2Ca
2+
‑
+3CaSO4·
2H2O
[0030](2)焦钒酸钙硫酸浸出：
[0031]5Ca2V2O7+16H
+
+8SO
42
‑
+8H2O＝H2V
10
O
284
‑
+2Ca
2+
‑
+8CaSO4·
2H2O(3)正钒酸
[0032]钙硫酸浸出：
[0033]5Ca3(VO4)2+26H
+
+13SO
42
‑
+13H2O＝H2V
10
O
284
‑
+2Ca
2+
‑
+13CaSO4·
2H2O
[0034]为了满足工业生产的需要，打浆可采用尽可能小的反应料浆液固比，通常为2～4ml/g，以便获得钒含量较高的钒酸浸液，通常需要控制钒含量在20g/l以上；为了规避浸出过程中高浓度钒酸浸液的水解而降低钒的浸出率，需要控制浸出体系的反应温度，通常不超过60℃，优选的，本专利技术控制反应温度为40℃～60℃。同时，为了兼顾钒溶液的稳定性与钒的浸出率，需要控制浸出体系的pH 值，优选的，本专利技术控制反应体系的pH值为2.5～3.5。在这样的条件下，本专利技术的浸出过程中得到了二水硫酸钙浸出残渣，酸浸钒溶液中钒的存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钒酸钙制备优质氧化钒的工业方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在40℃～60℃温度下将固体钒酸钙加入到水解沉钒母液中打浆、硫酸浸出，固液分离得到酸浸钒液与石膏渣；S2、在酸浸钒液中添加净化剂，于40℃～60℃温度下反应净化，固液分离后得到净化酸浸钒液与净化渣；S3、将净化酸浸钒液在沸腾条件下加硫酸水解沉钒，固液分离后得到红钒与水解沉钒母液；S4、将红钒在700℃～800℃温度下煅烧，得到氧化钒产品。2.根据权利要求1所述的钒酸钙制备优质氧化钒的工业方法，其特征在于，步骤S1中，所述钒酸钙是包括偏钒酸钙、焦钒酸钙、正钒酸钙或正钒酸钙与氢氧化钙的共沉淀物，其为湿态钒酸钙滤饼，其水分含量不超过40％。3.根据权利要求1所述的钒酸钙制备优质氧化钒的工业方法，其特征在于，步骤S1中，所述打浆的反应料浆液固比为2～4ml/g，其料浆反应温度为40℃～60℃，反应时间为30min～90min。4.根据权利要求1所述的钒酸钙制备优质氧化钒的工业方法，其特征在于，步骤S1中，所述打浆用水为水解沉钒母液；所述硫酸浸出的硫酸浓度为20％～98％。5.根据权利要求1～4任一项所述的钒酸钙制备优质氧化钒的工业方法，其特征在于，步骤S2中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昱键，陈守俊，
申请(专利权)人：新疆盛安新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：