[發明專利]一種釩渣的綜合利用方法

無效

• 申請號: 201110051049.6
• 申請日: 2011-03-03
• 公開（公告）號: CN102134649A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 薛向欣;張悅;趙京京;楊合
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;周智博

技術領域

本發明涉及一種釩渣的綜合利用方法，屬于冶金技術領域。

背景技術

南非、俄羅斯和中國是世界產釩大國和出口大國，歐盟、日本和美國是主要進口國。據預測，在未來10年間全球可提供釩（折合五氧化二釩）10萬噸/年的市場空間。預計從2011年到2020年間，世界釩需求量將保持持續增長趨勢，年增長率4.3%左右。釩通常以含釩礦物或類質同相的形式存在，這使釩不能象銅鉛鋅等有色金屬那樣，通過機械選礦的方法得到釩精礦，故現有的提釩工藝中，處理的礦石和/或廢渣品位都較低，因此找到一條適合對低品位釩礦石和/或廢渣的處理工藝更具有現實意義。

四川攀枝花、河北承德及安徽馬鞍山等地都有大量的廢棄釩渣，每年排放近120萬噸，這些釩渣中釩含量普遍較低，一般為?2％左右，大部分存在于釩鈦酸鈣中，是提釩的主要對象，由于含有近40％的CaO而較其它釩礦難以提取。

專利申請號為200710202445.8的技術采用鈣化焙燒—硫酸浸出工藝，以CaCO₃作為鈣源添加劑，對釩渣進行焙燒，并以硫酸浸出焙燒后產物中的釩。但該工藝存在如下缺點：⑴有新的廢棄與新的污染，造成了部分礦物資源的流失；⑵浸出時間長，且耗酸量較大，每產出1t五氧化二釩要消耗81t硫酸，目前尚無法回收利用；⑶工藝過程中有二氧化硫揮發，會產生較嚴重的空氣污染及操作人員中毒等問題；⑷加熱條件下硫酸具有強腐蝕性，對設備腐蝕嚴重，生產上不安全。

鈉化焙燒提釩是含釩原料提釩應用較多的工藝，其基本原理是：以食鹽或蘇打等鈉鹽為添加劑，通過焙燒將多價態的釩轉化為水溶性五價釩的鈉鹽：?4NaCl+2V₂O₅+O₂=4NaVO₃+Cl₂

再對鈉化焙燒產物直接水浸，可得到含釩及少量鋁雜質的浸取液，后加入銨鹽(酸性銨鹽沉淀法)制得偏釩酸銨沉淀，經焙燒得到粗五氧化二釩。再經堿溶、除雜并用銨鹽二次沉釩得偏釩酸銨，焙燒后可得到純度大于98%的V₂O₅。也可用硫酸浸漬焙燒產物：

2NaVO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+?V₂O₅

分離得到粗V₂O₅，后經堿溶、除雜并用銨鹽二次沉釩得偏釩酸銨，經焙燒可得高純五氧化二釩。鈉化焙燒提釩法工藝相對成熟、操作簡單，早期投入小，因對釩選擇性強、回收率高，一直是我國從原礦中提釩的主要方法。但由于鈉化焙燒時產生大量Cl₂、HCl及SO₂等有毒氣體，隨著全球對環境的保護和提高資源有效利用的重視，尋找新的低污染、高效率的提釩工藝已成為全球釩冶煉工業中一個亟待解決的問題。

發明內容

發明目的：本發明提供一種釩渣的綜合利用方法，其目的是解決以往利用釩渣提釩方法中所存在的高污染、低效率和不安全的問題；本發明從釩渣中獲取五氧化二釩和氧化鐵。

技術方案：本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種釩渣的綜合利用方法，其特征在于按以下步驟進行：

⑴破碎和粉磨：將釩渣經破碎和粉磨得到直徑70～170μm的粉末；

⑵混料：將釩渣粉末與硫酸銨和硫酸銨鉀混合均勻，物料混合按重量百分比為釩渣粉末：硫酸銨：硫酸銨鉀=1:5～12:2～5；

⑶熔融：將上述混勻的物料升溫至270～440℃并保溫10～45min，得到塊狀固體和氨氣；

⑷溶解和過濾：將上述所獲塊狀固體置于濃度為0.1～0.3mol/L的EDTA的水溶液中溶解，使塊狀固體中的鐵與EDTA發生螯合反應，形成穩定的螯合物，且EDTA與塊狀固體中的鐵的摩爾比為0.5～1.1:1，然后過濾得到濾液和殘渣，殘渣為鐵水泥；

⑸釩的沉淀：向上述的濾液中通入步驟⑶得到的氨氣，并控制pH為1.3～2.7，溫度為40～80℃，使濾液中的釩沉淀，并在220～360℃灼燒30～150min，得到五氧化二釩；

⑹氧化鐵的制備：向釩沉淀的母液中通入步驟⑶得到的氨氣，調節pH為6.8～7.5，并將母液在400～520℃灼燒30～60min，獲取氧化鐵；將灼燒過程中產生的氣態物質冷卻，得到硫酸銨和硫酸銨鉀混合物，該混合物循環到步驟⑵進行再利用。