含钒矿物碱法焙烧高效提钒的方法技术

本发明专利技术公开了一种含钒矿物碱法焙烧高效提钒的方法，该方法采用下述工艺步骤：（1）将含钒矿物与氢氧化钠或氢氧化钾混合造球，然后在300～700℃氧化焙烧，得到焙烧熟料；（2）所述的焙烧熟料利用水或对应步骤（1）的碱溶液进行浸出，然后固液分离，得到浸出渣和含钒溶出液；（3）所述的含钒溶出液经除硅后冷却结晶，即可得到钒酸盐。本方法采用碱法焙烧，由于碱在造团过程中具有粘结剂的作用，所以可节省粘结剂；不仅焙烧温度大大降低、工艺流程大大缩短，同时无废气、氨氮废水等的排放，浸出液可以循环使用；可以直接破坏硅酸盐相，促进钒相的破坏及氧化，避免硅酸盐相对钒的氧化包裹及浸出阻碍，从而实现钒的高效浸出，浸出率可以达到95%以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钒化工冶金
，尤其是一种。
技术介绍
含钒矿物一般包括钒钛磁铁矿、钒渣、提钒尾渣、石煤、硅质岩钒矿等含钒的脉石矿及冶炼的含钒炉渣。我国钒化工行业中提钒原料主要采用钒钛磁铁矿和石煤。其中，钒钛磁铁矿经磁选分离后得到的铁精矿中主要成分是铁和钛，钒在矿石中品位很低，约为0.5% 0.8%。目如从铁精矿中提I凡主要有两种方法，一种是直接从铁精矿中提I凡；另一种是先经炼铁、炼钢再从炉渣中提钒。直接从铁精矿中提钒研究较多的是钠化氧化提钒，铁精矿经过钠化焙烧、水法提钒，钒的回收率可达80%，突出的缺点是浸后球团不能单独进高炉冶炼。从钒渣中提钒是我国钒钛磁铁矿提钒的主要工艺，即钒渣经回转窑钠化焙烧、水浸、净化、沉钒的工艺，此工艺与钢铁冶炼流程相衔接，缺点是钒的总收率低，从精矿到钒铁过程中钒的回收率为43% 49%，一部分钒未经充分提取损耗到高炉渣、电炉渣及钢渣中了。以钒钛磁铁矿为原料生产铁、钒产品的企业目前都采用传统的钒渣钠化焙烧工艺从钒渣中提钒，如我国的攀钢、承钢，南非海威尔德、新西兰钢铁公司等。钠化焙烧的工艺基本原理是以Na2CO3为添加剂，通过高温钠化焙烧(750-850°C)将低价态的钒转化为水溶性五价钒的钠盐，再对钠化焙烧产物直接水浸，得到含钒的浸取液，后加入铵盐制得多钒酸铵沉淀，经还原焙烧后获得钒的氧化物产品。钠化焙烧工艺钒回收率低，单次焙烧钒回收率为70%左右，经多次焙烧后钒的回收率也仅为80% ;焙烧温度高(750 850°C )，且需多次焙烧，能耗偏高；在焙烧过程中会产生有害的HC1、Cl2等侵蚀性气体，污染环境。综上所述，现有技术中，含钒`矿物提钒过程中一般存在的焙烧温度高，钒转化率回收率低，钒回收过程中存在有毒气体及大量酸性氨氮废水排放等问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种焙烧温度低、浸出率高的。为解决上述技术问题，本专利技术采取下述工艺步骤:(I)将含钒矿物与氢氧化钠或氢氧化钾混合造球，然后在300 70(TC氧化焙烧，得到焙烧熟料； (2)所述的焙烧熟料利用水或对应步骤(I)的碱溶液进行浸出，然后固液分离，得到浸出渣和含钒溶出液； (3)所述的含钒溶出液经除硅后冷却结晶，即可得到钒酸盐。本专利技术所述步骤(I)中的氢氧化钠或氢氧化钾的添加量为钒矿物质量的1% 200%。氧化焙烧气氛为空气、氧气、富氧空气和臭氧中的一种或几种。氧化焙烧时间为0.1 10h。优选的焙烧温度为350 600°C。所述的焙烧设备为回转窑、厢式窑、马弗炉、推板窑、隧道窑或常压反应釜。本专利技术所述步骤(2)中的浸出温度为20 100°C。优选的浸出温度为为70 90°C。所述碱溶液浓度为I 600g/L。本专利技术所述步骤(3)中含钒溶出液通过添加脱硅剂进行脱硅除杂，除杂后液直接冷却到O 50°C进行冷却结晶。本专利技术的原理为:含钒矿物在碱性条件下氧化焙烧时，碱不仅容易分解硅酸盐相，形成可溶物，进而打破对钒的氧化包裹和浸出过程中对钒的阻碍；同时碱液容易分解破坏含钒相，易形成可溶性的钒酸盐；通过碱焙烧形成可溶钒酸盐相和破坏硅酸盐包裹相，进而可以实现钒的高效溶出。采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本专利技术采用碱法焙烧-水或碱溶液浸出-结晶分离钒的方法，可用于回收钒钛磁铁矿、钒渣、提钒尾渣、石煤、硅质岩钒矿等含钒的脉石矿及冶炼的含钒炉渣中的钒。本专利技术采用碱法焙烧，由于碱在造团过程中具有粘结剂的作用，所以可节省粘结剂；相比传统的钠盐焙烧，不仅焙烧温度大大降低、工艺流程大大缩短，同时无废气、氨氮废水等的排放，浸出液可以循环使用；碱法焙烧可以直接破坏硅酸盐相，促进钒相的破坏及氧化，避免硅酸盐相对钒的氧化包裹及浸出阻碍，从而实现钒的高效浸出，浸出率可以达到95%以上。本专利技术具有焙烧温度低、钒转化率高、节能环保的特点，可广泛适用于含钒矿物的提钒；可得到钒酸钠或钒酸钾产品，钒酸钠可转化为钒酸钙或V2O5，而钒酸钾可以直接作为高纯产品销售。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术的工艺流程示意图。具体实施例方式实施例1:图1所示，本的工艺步骤如下所述。(I)配料:将Ikg I凡钛磁铁矿与IOOg的NaOH于圆盘造粒机中进行造球,得到球团料；其中，钒钛磁铁矿中含V2O5 1.2wt%、SiO2 6.5wt% ； (2)反应:将球团料放入箱式窑中加热到350°C反应5h，反应后低价钒氧化为五价且与NaOH反应生成钒酸钠，得到焙烧熟料； (3)浸出:将步骤(2)所得焙烧熟料于80°C在水中浸出，焙烧熟料:水=5:1(重量);然后进行过滤得到浸出渣和含钒的溶出液； (4)除杂:向步骤(3)所得溶出液中加常规的铝制脱硅剂脱硅，过滤得到除杂渣和除杂后液； (5)回收钒:将步骤(4)所得除杂后液用于下次步骤(3)的浸出，富集钒浓度高于7g/L后，25°C冷却结晶得到28.5g正钒酸钠晶体，Na3VO4.3H20纯度为98%。经检测、计算，本实施例中钒的回收率为90%。实施例2:本的工艺步骤如下所述。(I)配料:将Ikg 钒渣与500g的NaOH于圆盘造粒机中进行造球，得到球团料；其中，钒渣中含 V2O5 12wt%、SiO2 20wt% ； (2)反应:将球团料放入推板窑，在氧气中加热到500°C反应3h，反应后低价钒氧化为五价且与NaOH反应生成钒酸钠，得到焙烧熟料； (3)浸出:将步骤(2)所得焙烧熟料于90°C、300g/L的NaOH溶液中浸出，液固比为5:1(重量)；然后进行过滤得到浸出渣和含钒的溶出液； (4)除杂:向步骤(3)所得溶出液中加常规的钙制脱硅剂除杂，过滤得到除杂渣和除杂后液； (5)回收钒:将除杂后液于(TC冷却结晶，即可得到305g正钒酸钠晶体，其纯度为85%，经过钒酸钠饱和溶液洗涤，其纯度可达到98%。经检测、计算，本实施例中钒的回收率为96%。实施例3:本的工艺步骤如下所述。(I)配料:将IOOOg提钒尾渣与300g的KOH于圆盘造粒机中进行造球，得到球团料；其中，提钒尾渣中含V2O5 2wt%、SiO2 20wt% ； (2)反应:将球团料放入回转窑，在富氧空气中加热到700°C反应lh，反应后钒氧化物与KOH反应生成钒酸钾，得到焙烧熟料； (3)浸出:将步骤(2)所得焙烧熟料于50°C、600g/L的KOH溶液中浸出，液固比为5:1(重量)；然后进行过滤得到浸出渣和含钒的溶出液； (4)除杂:向步骤(3)所得溶出液中加钙制脱硅剂除杂，过滤得到除杂渣和除杂后液； (5)回收钒:将除杂后液冷却到10°C，结晶得到46g钒酸钾晶体，其纯度为96%。经检测、计算，本实施例中钒的回收率为95%。实施例4:本的工艺步骤如下所述。(I)配料:将Ikg石煤与200g的NaOH于圆盘造粒机中进行造球,得到球团料；其中，石煤中含V2O5 1.2wt% ； (2)反应:将球团料放入隧道窑，在臭氧中加热到600°C反应3h，反应后低价钒氧化物与NaOH反应生成钒酸钠，得到焙烧熟料； (3)浸出:将步骤(2)所得焙烧熟料于85°C、200g/L的NaOH溶液中浸出，液固比为5:1(重量)；然后进行过滤得到浸出渣和含钒的溶出液； (4)除杂:向步骤(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含钒矿物碱法焙烧高效提钒的方法，其特征在于，该方法采用下述工艺步骤：（1）将含钒矿物与氢氧化钠或氢氧化钾混合造球，然后在300～700℃氧化焙烧，得到焙烧熟料；（2）所述的焙烧熟料利用水或对应步骤（1）的碱溶液进行浸出，然后固液分离，得到浸出渣和含钒溶出液；（3）所述的含钒溶出液经除硅后冷却结晶，即可得到钒酸盐。

【技术特征摘要】
1.一种含钒矿物碱法焙烧高效提钒的方法，其特征在于，该方法采用下述工艺步骤:(1)将含钒矿物与氢氧化钠或氢氧化钾混合造球，然后在300 700°C氧化焙烧，得到焙烧熟料； (2)所述的焙烧熟料利用水或对应步骤(I)的碱溶液进行浸出，然后固液分离，得到浸出渣和含钒溶出液； (3)所述的含钒溶出液经除硅后冷却结晶，即可得到钒酸盐。2.根据权利要求1所述的含钒矿物碱法焙烧高效提钒的方法，其特征在于:所述步骤Cl)中的氢氧化钠或氢氧化钾的添加量为钒矿物质量的1% 200%。3.根据权利要求1所述的含钒矿物碱法焙烧高效提钒的方法，其特征在于:所述步骤(O中氧化焙烧气氛为空气、氧气、富氧空气和臭氧中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的含钒矿物碱法焙烧高效提钒的方法，其特征在于:所述步骤Cl)中的氧化焙烧时间为0.1 IOh。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兰杰，陈东辉，白瑞国，王少娜，石立新，陈育红，
申请(专利权)人：河北钢铁股份有限公司承德分公司，
类型：发明
国别省市：