一种含钒钢渣钒铁综合回收方法技术

本发明专利技术公开了一种含钒钢渣钒铁综合回收方法，属于含钒二次资源清洁提钒技术领域，解决了现有技术中含钒钢渣提钒的回收率低

【技术实现步骤摘要】
一种含钒钢渣钒铁综合回收方法


[0001]本专利技术涉及含钒二次资源清洁提钒
，特别涉及一种含钒钢渣钒铁综合回收方法
。

技术介绍

[0002]钒是一种战略性关键金属，先后被欧美等发达国家列入关键矿物清单
。
我国是世界上钒资源最丰富的国家，同时也是钒产量最高的国家
。
钒渣是我国提钒最主要的原料，约占我国钒产能的
88
％以上
。
钒主要应用于钢铁
、
钛合金
、
化工和储能领域，我国钒在钢铁领域应用占
91
％以上，而储能领域应用不足5％
。
随着钒基储能材料
、
钒酸铋化工材料等非钢领域对钒需求量的增大，以及钢铁产能对钒渣产能的限制，含钒钢渣
、
石煤等二次
、
低品位钒资源的清洁
、
高效利用越来越受到重视
。
[0003]含钒钢渣产生于钒钛磁铁矿生产的钒铁水的炼钢过程，尽管钒含量
(1
％～5％
)
较钒渣
(10
％～
25
％
)
低，但远比石煤
(0.13
％～
1.2
％
)
中钒含量高，是极具价值的含钒二次资源
。
含钒钢渣是以钒钛磁铁矿为原料经高炉
‑
转炉冶炼的副产品，含钒钢渣来源分为两种：一种是半钢中残存的钒经转炉炼钢进入渣中，另一种是含钒铁水不经吹炼钒渣直接炼钢得到
。
我国钢铁企业每年排放量达数百万吨，除小部分返回烧结利用外，大部分的含钒钢渣均未得到有效利用
。
因此，实现含钒钢渣中有价金属钒的提取，对于促进我国钒工业的发展和二次资源的综合利用具有重要意义
。
[0004]国内外针对含钒钢渣提钒主要分为火法冶炼和湿法冶炼
。
火法冶炼提钒主要为配矿冶炼高品位钒渣，湿法提钒主要包括钠化焙烧法
、
直接浸出法等
。
钢渣返回法是含钒钢渣火法冶炼的主要方法，该方法将含钒钢渣作为熔剂随烧结矿进入高炉
。
含钒物相经还原熔炼转化为钒单质进入高炉铁水生产出含钒3％～
10
％的高钒铁水，进而吹炼得到五氧化二钒品位达
46
％的高品位钒渣，以此制取五氧化二钒或钒铁合金
。
研究发现烧结矿钢渣配比每增加1％，烧结矿
TFe
大约降低
0.116
％，磷含量大约升高
0.005
％，铁水中磷含量大约增加
0.006
％
。
由此可见，钢渣返回法虽能回收钒，但杂质磷易在铁水中循环富集，加重炼钢流程脱磷负担
。
含钒钢渣中有效活性氧化钙含量较低，会降低烧结矿品位增大渣量和炼铁过程能耗，不宜大量配入
。
[0005]氧化钠化钙化焙烧提钒技术成熟，但也存在各种问题
。
但含钒钢渣钙含量高达
40
％，要想提高钒提取率需保持较高钠盐添加量，焙烧过程硅酸钙包裹相分解同时易生成低熔点的硅酸钠玻璃相，新的包裹相熔化将阻碍钒酸钠的生成，从而降低钒的转化率
。
为了消除钠化焙烧浸出过程钒酸钙不溶物的影响，研究人员采用钠化焙烧
‑
碳酸钠浸出的方法以提高钒的浸出率
。
但是该技术存在钠盐消耗高
、
钒提取率低
、
尾渣含钠盐无法利用的问题
。
此外针对含钒钢渣湿法冶金领域，研究人员还提出了钙化焙烧
‑
碳酸铵浸出，降钙焙烧
‑
水浸等技术，但是这些技术均把钙作为有害资源，并没有考虑钒钙的综合提取
。
[0006]CN114150165A
提出一种从含钒钢渣中富集钒同时制备纳米碳酸钙的方法，该技术通过酸溶反应实现了含钒钢渣中钒的富集，而杂质则进入酸溶液；之后通过对酸溶液进行
除杂反应和钙沉反应，得到了纳米碳酸钙；沉钙后液通过蒸发浓缩得到氯化铵，返回酸溶过程循环利用
。
缺点是因为含钒钢渣钙含量大，该技术需要大量的酸参与反应，成本较高
。
[0007]综上所述，无论火法
/
湿法工艺，均把钙作为有害元素，为了消除原料中含钙物相对钒提取的影响，需源头引入钠盐或使用强酸浸出，这将导致尾渣含有钠
/
硫离子，不易消纳只能堆埋处理，污染环境，并且现有工艺中钒的回收率较低
。
因此，如何实现含钒钢渣有价金属的清洁提取具有十分重要的意义
。

技术实现思路

[0008]鉴于上述情况，本专利技术旨在提供一种含钒钢渣钒铁综合回收方法，用于解决现有的含钒钢渣提钒的回收率低
、
钙无法有效利用或酸用量大
、
环境不友好的问题
。
[0009]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0010]本专利技术提供了一种含钒钢渣钒铁综合回收方法，包括：
[0011]步骤
1、
将含钒钢渣与硫酸铵低温焙烧，得到焙烧熟料和含氨尾气；
[0012]步骤
2、
含氨尾气通过水吸收得到氨水溶液；
[0013]步骤
3、
焙烧熟料冷却后，经第一浸出
、
过滤得到第一浸出液和第一浸出渣；
[0014]步骤
4、
用步骤2得到的氨水溶液调节第一浸出液的
pH
值进行钒铁共沉，过滤后得到第一母液与滤渣，滤渣即为黄铵铁矾和多钒酸铵的混合物；
[0015]步骤
5、
将黄铵铁矾和多钒酸铵的混合物进行第二浸出
、
过滤得到第二浸出液和未反应的黄铵铁矾；
[0016]步骤
6、
第二浸出液经冷却结晶得到偏钒酸铵和沉钒母液；
[0017]步骤
7、
向第一浸出渣中加入氨水和二氧化碳或者碳铵进行矿化固碳，过滤得到矿化母液和矿化渣；
[0018]步骤
8、
步骤7的矿化母液和步骤4的第一母液蒸发结晶得到硫酸铵
。
[0019]进一步的，步骤1中，控制含钒钢渣的粒度为
44
～
150
μ
m。
[0020]进一步的，步骤1中，控制含钒钢渣与硫酸铵的质量比为
1:1
～
1:10。
[0021]进一步的，步骤3中，第一浸出的工艺包括：在
20
～
90℃、
搅拌
30
～
120min。
[0022]进一步的，步骤3中，控制第一浸出的液固比为
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种含钒钢渣钒铁综合回收方法，其特征在于，包括：步骤
1、
将含钒钢渣与硫酸铵低温焙烧，得到焙烧熟料和含氨尾气；步骤
2、
含氨尾气通过水吸收得到氨水溶液；步骤
3、
焙烧熟料冷却后，经第一浸出
、
过滤得到第一浸出液和第一浸出渣；步骤
4、
用步骤2得到的氨水溶液调节第一浸出液的
pH
值进行钒铁共沉，过滤后得到第一母液与滤渣，滤渣即为黄铵铁矾和多钒酸铵的混合物；步骤
5、
将黄铵铁矾和多钒酸铵的混合物进行第二浸出
、
过滤得到第二浸出液和未反应的黄铵铁矾；步骤
6、
第二浸出液经冷却结晶得到偏钒酸铵和沉钒母液；步骤
7、
向第一浸出渣中加入氨水和二氧化碳或者碳铵进行矿化固碳，过滤得到矿化母液和矿化渣；步骤
8、
步骤7的矿化母液和步骤4的第一母液蒸发结晶得到硫酸铵
。2.
根据权利要求1所述的含钒钢渣钒铁综合回收方法，其特征在于，所述步骤1中，控制含钒钢渣的粒度为
44
～
150
μ
m。3.
根据权利要求1所述的含钒钢渣钒铁综合回收方法，其特征在于，所述步骤1中，控制含钒钢渣与硫酸铵的质量比为
1:1
～
1:10。4.
根据权利要求1所述的含钒钢渣钒铁综合回收方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李猛，刘江，曹亦俊，范桂侠，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：