一种由含钒飞灰生产钒金属的方法技术

本发明专利技术提供了一种由含钒飞灰生产钒金属的方法。该方法包括：将含钒飞灰与添加剂、交联剂、分散剂和催化剂混合，得到混料；将混料进行焙烧；焙烧后的产物用稀硫酸浸出，然后向浸出液中加入具有氧化性的化合物进行反应；向反应后的产物中加入氨得到沉淀物；将沉淀物在氧化气氛下进行熔融，得到熔融物；将熔融物铸入冷模中生产得到五价的钒金属。该方法通过交联焙烧的方法提高含钒飞灰中钒浸出率进而生产钒金属。该方法能够有效实现含钒飞灰的再利用和钒金属的制备，实现环境友好型的资源综合利用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种由含钒飞灰生产钒金属的方法


[0001]本专利技术涉及种由含钒飞灰生产钒金属的方法。

技术介绍

[0002]稀有钒金属应用广泛。含钒物质在加工使用等过程中，不可避免的会产生含钒固废。大多数产出及堆存的含钒固废主要为硅酸盐、石英、长石类、硅铝酸盐、尖晶石相、铁矿物等物质。含钒固废种类繁多、成分复杂，V、Ti等元素多弥散分布于各种物相中，且来源不同导致含钒固废性质差异大，处理难。目前，含钒固废的处理方式以堆存和制备附加值不高的建筑材料为主，不但占用大量空间，增加管理成本，还会造成资源的浪费，同时钒的毒性以及其它重金属成分也会给环境带来危害。
[0003]含钒固废根据其来源可分为两大类:一是自然界中的含钒源(如钒钛磁铁矿、含钒页岩、含钒原油等)在加工过程中产生的，主要有含钒冶炼渣、提钒尾渣、含钒飞灰和含钒污泥，某些含钒燃料中含有较高的钒，这些含钒燃料(如含钒原油)燃烧产生的飞灰中V2O5含量高达2.5％
‑
40％，研究表明含钒飞灰中的钒主要以VOSO4的形式存在；二是含钒制品在使用过程中产生的，如含钒废催化剂。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种能够实现含钒飞灰有效利用的方法，该方法能够以含钒飞灰作为原料实现钒金属的生产。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种由含钒飞灰生产钒金属的方法，其中，该方法包括：
[0006]步骤1)：将含钒飞灰与添加剂、交联剂、分散剂和催化剂混合，得到混料；
[0007]步骤2)：将混料进行焙烧；
[0008]步骤3)：焙烧后的产物用稀硫酸浸出，然后向浸出液中加入具有氧化性的化合物进行反应(该过程中能够将部分低价钒氧化成五价)；
[0009]步骤4)：向步骤3)反应后的产物中加入氨得到沉淀物(该过程中沉淀出了五氧化二钒)；
[0010]步骤5)：将沉淀物在氧化气氛下进行熔融(该过程中得到了融熔态的五氧化二钒)，得到熔融物；
[0011]步骤6)：将熔融物铸入冷模中生产得到五价的钒金属。
[0012]上述方法以含钒飞灰为原料，通过交联焙烧的方法提高含钒飞灰中钒浸出率进而生产钒金属。该方法将含钒飞灰与添加剂、交联剂、分散剂和催化剂混合后焙烧再浸出，提高了含钒飞灰中的钒浸出率(浸出率可以高达97％)；然后经氧化、在高温下形成熔融态、冷却得到五价的钒金属。该方法能够有效实现含钒飞灰的再利用和钒金属的制备，实现环境友好型的资源综合利用。
[0013]在上述由含钒飞灰生产钒金属的方法中，优选地，以含钒飞灰的总质量为100％
计，所述含钒飞灰中V2O5含量不低于20％。
[0014]在上述由含钒飞灰生产钒金属的方法中，优选地，所述添加剂包括多环芳烃，其中，多环芳烃指三环及三环以上的芳烃；更优选地，所述添加剂进一步包括石蜡；更优选地，可以通过添加富多环芳烃轻质矿物油(例如催化裂化轻质循环油)和/或多环芳烃混合物的方式添加多环芳烃，其中，富多环芳烃轻质矿物油中多环芳烃的质量含量不低于50％。
[0015]在上述由含钒飞灰生产钒金属的方法中，优选地，所述交联剂包括聚三烯丙基异三聚氰酸酯、丙烯酸羟乙酯类化合物、甲基丙烯酸类化合物和封闭型交联剂中的一种或两种以上的组合。
[0016]在上述由含钒飞灰生产钒金属的方法中，优选地，所述分散剂包括油溶性聚醚类表面活性剂。
[0017]在上述由含钒飞灰生产钒金属的方法中，优选地，所述催化剂包括铁、镍、钛、硅以及它们的碳化物和它们的氧化物中的一种或几种的组合。
[0018]在上述由含钒飞灰生产钒金属的方法中，优选地，混料中各组分的重量比为：
[0019]含钒飞灰:添加剂＝20
‑
50:1
[0020]含钒飞灰:交联剂＝10
‑
25:1
[0021]含钒飞灰:分散剂＝3.5
‑
5.5:1
[0022]含钒飞灰:催化剂＝2
‑
5:1；
[0023]在一具体实施例中，混料中各组分的重量比为：
[0024]含钒飞灰:添加剂＝40:1
[0025]含钒飞灰:交联剂＝20:1
[0026]含钒飞灰:分散剂＝5:1
[0027]含钒飞灰:催化剂＝3:1。
[0028]在上述由含钒飞灰生产钒金属的方法中，优选地，所述具有氧化性的化合物选用氯酸钠；在一具体实施方式中，向浸出液中加入氯酸钠溶液进行反应。
[0029]在上述由含钒飞灰生产钒金属的方法中，优选地，步骤1)中，与添加剂、交联剂、分散剂和催化剂混合的所述含钒飞灰为经过粒度筛选的含钒飞灰；经过粒度筛选的含钒飞灰的粒径为60
‑
100目。
[0030]在上述由含钒飞灰生产钒金属的方法中，优选地，步骤1)中，与添加剂、交联剂、分散剂和催化剂混合的所述含钒飞灰的粒径为60目
‑
100目。
[0031]在上述由含钒飞灰生产钒金属的方法中，优选地，步骤1)包括：
[0032]含钒飞灰进行筛选得到粒径为60目
‑
100目的含钒飞灰，向粒径为60目
‑
100目的含钒飞灰中依次加入添加剂、交联剂、分散剂和催化剂并进行搅拌，得到混合均匀的混料。
[0033]在上述由含钒飞灰生产钒金属的方法中，优选地，步骤2)中，所述焙烧的温度为600
‑
900℃。
[0034]在上述由含钒飞灰生产钒金属的方法中，优选地，步骤2)中，所述焙烧的时间为2
‑
3h。
[0035]在上述由含钒飞灰生产钒金属的方法中，优选地，步骤2)中，焙烧过程中，控制焙烧气氛中游离氧的质量含量为15
‑
25％(例如20％)。
[0036]在上述由含钒飞灰生产钒金属的方法中，优选地，所述稀硫酸中H2SO4的浓度(以稀
硫酸的总体积为基准)为2
‑
5mol/L。
[0037]在上述由含钒飞灰生产钒金属的方法中，优选地，步骤5)中，沉淀物在进行熔融之前先进行干燥；
[0038]更优选地，所述干燥的温度为300
‑
400℃(例如320℃)。
[0039]在上述由含钒飞灰生产钒金属的方法中，优选地，步骤5)中，熔融在1000
‑
1500℃(例如1100℃)氧化气氛中进行。
[0040]本专利技术还提供了由上述由含钒飞灰生产钒金属的方法制备得到的钒金属。
[0041]本专利技术提供的技术方案实现了以含钒飞灰作为原料实现钒金属的生产。与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具备如下优异效果：
[0042]1)本专利技术提供的方法将含钒飞灰与添加剂、交联剂、分散剂和催化剂混合后焙烧再浸出，提高了含钒飞灰中的钒浸出率。
[0043]含钒飞灰通过交联反应进行预处理，可以使部分含钒小分子飞灰聚集增大飞灰的粒径，低价态的金属钒部分氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由含钒飞灰生产钒金属的方法，其中，该方法包括：步骤1)：将含钒飞灰与添加剂、交联剂、分散剂和催化剂混合，得到混料；步骤2)：将混料进行焙烧；步骤3)：焙烧后的产物用稀硫酸浸出，然后向浸出液中加入具有氧化性的化合物进行反应；步骤4)：向步骤3)反应后的产物中加入氨得到沉淀物；步骤5)：将沉淀物在氧化气氛下进行熔融，得到熔融物；步骤6)：将熔融物铸入冷模中生产得到五价的钒金属。2.根据权利要求1所述的方法，其中，以含钒飞灰的总质量为100％计，所述含钒飞灰中V2O5含量不低于20％；所述添加剂包括多环芳烃，其中，多环芳烃指三环及三环以上的芳烃；优选地，所述添加剂进一步包括石蜡；所述交联剂包括聚三烯丙基异三聚氰酸酯、丙烯酸羟乙酯类化合物、甲基丙烯酸类化合物和封闭型交联剂中的一种或两种以上的组合；所述分散剂包括油溶性聚醚类表面活性剂；所述催化剂包括铁、镍、钛、硅以及它们的碳化物和它们的氧化物中的一种或几种的组合；所述具有氧化性的化合物选用氯酸钠。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，混料中各组分的重量比为：含钒飞灰:添加剂＝20
‑
50:1含钒飞灰:交联剂＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：董智勇，李婷，
申请(专利权)人：北京孚威科技有限公司，
类型：发明
国别省市：