[發明專利]一種氫氧化鈉溶液分解提釩尾渣回收釩的方法

有效

• 申請號: 201110199634.0
• 申請日: 2011-07-15
• 公開（公告）號: CN102876896A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 鄭詩禮;王少娜;李蘭杰;杜浩;張懿;陳東輝;白瑞國
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所;河北鋼鐵股份有限公司承德分公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B3/12;C22B3/20;C22B34/22
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技術領域

本發明涉及一種濕法處理提釩尾渣的方法，特別涉及一種氫氧化鈉溶液分解提釩尾渣回收釩的方法。

背景技術

釩是重要的戰略金屬資源，廣泛應用于鋼鐵、航空、化工、冶金等行業。鋼鐵行業是釩資源的第一大用戶，消耗了約85％的釩。近年來，隨著我國鋼鐵行業的快速發展，釩的需求量急劇擴大，僅滿足鋼鐵生產消耗釩，釩產量每年就將增產30％以上，發展空間巨大。預計未來幾年內，我國將成為世界上最具潛力的釩產品市場。

在自然界中釩主要和其它金屬礦物共生，世界上釩年產量的88％是從釩鈦磁鐵礦中獲得的。利用釩鈦磁鐵礦提釩的常用方法是將釩鈦磁鐵礦在高爐中冶煉出含釩生鐵，通過選擇性氧化鐵水，使釩氧化后進入爐渣，得到釩含量較高的釩渣；以鈉鹽(主要為碳酸鈉和氯化鈉)為添加劑，通過焙燒將釩渣中多價態的釩轉化為水溶性五價釩的鈉鹽(Na₂O.yV₂O₅)；再對鈉化焙燒產物直接水浸，得到含釩及少量雜質的浸取液；除雜后調節溶液到一定的pH值，加入銨鹽沉釩，制得偏釩酸銨或多釩酸銨，熱分解得到五氧化二釩。傳統的鈉化焙燒提釩技術釩回收率低，經過多次焙燒僅有80％，且提釩過程三廢污染嚴重、提釩尾渣排放量大，環境資源負載極為沉重。

提釩尾渣是鋼鐵企業采用釩鈦磁鐵礦提釩后產生的尾渣，目前我國鋼鐵行業每年產生提釩尾渣近百萬噸，并呈逐年上升趨勢，僅攀鋼、承鋼每年排放的提釩尾渣就達50多萬噸。提釩尾渣是一種可利用的有價資源，其中V₂O₅的含量在1～3％，SiO₂的含量高達20～25％，Fe₂O₃含量在40～45％，另外還含有少量的Mn、Ti、Cr、Al等有價元素。提釩尾渣中的V、Fe、Si等都是國家緊缺性戰略資源，作為廢棄物堆存是對資源的巨大浪費，亟待資源化利用。

為解決鋼鐵企業提釩尾渣的大量堆存及環境污染難題，關于提釩尾渣資源化利用的已有研究主要集中在以下三個方面：

(1)提釩尾渣回收釩：提釩尾渣中的釩含量為1～3％，極具提取價值。中國專利CN1884597A、CN86108218A即是在原鈉化焙燒基礎上的改進，如將釩渣粒度磨細至尖晶石粒徑的2-3倍以促進釩的溶出，或對鈉鹽添加劑進行改進和優化(如添加鉀鹽、過氧化物等與鈉鹽的混合物作為添加劑)等，以盡可能回收提釩尾渣中的釩、降低提釩尾渣的毒性，但以上基于鈉化焙燒的改進方法均未在提釩效果上取得實質性突破，釩提取率小于40％，且焙燒過程能耗高、環境污染嚴重、經濟性差；昆明理工大學采用硫酸或氫氟酸在加壓或常壓條件下酸浸提取提釩尾渣中的釩，該方法釩回收率可達80％，浸出時間短，但Fe、Al、Ti等雜質也進入溶液，浸出液成分復雜，后續分離難度極大，且酸浸過程酸腐蝕性強，對設備材質要求較高。

(2)提釩尾渣回收鐵：隨著鋼鐵價格不斷攀升，從各種工業廢料中回收鐵成為研究熱點，提釩尾渣中Fe₂O₃含量在40～45％，具有較高的回收價值。目前采用的提鐵方法主要有磁化焙燒、螺旋溜槽-磁選、浮選提鐵、配料煉鐵等。中國專利CN101838743A提出了一種從提釩尾渣中回收鐵、釩、鉻等元素的方法，將提釩尾渣、還原劑、粘結劑、氧化鈣按一定比例混合造球得到生球團，生球團1000～1200℃下還原，得到金屬化球團，再于1450～1600℃下熔煉分離和深還原，得到含釩、鉻、鎵的生鐵。中國專利CN101713007A提出了一種提釩尾渣深度還原直接生產海綿鐵的方法，以提釩尾渣60～80％、褐煤20-30％、CaO?10～20％為混合料，在1100℃左右焙燒40～60min，后經過二段磨礦-二段弱磁選工藝處理，可獲得鐵品位大于90％，TiO₂含量低于0.2％的海綿鐵。以上還原焙燒工藝均是通過1000℃以上的高溫碳化還原焙燒，后經過分離得到含釩相，存在操作工藝復雜、流程長、反應溫度高、釩回收率低(低于50％)的問題。

(3)將提釩尾渣用作建筑材料及顏料涂料，如攀鋼鋼鐵研究院進行了將提釩尾渣用作遠紅外涂料的研究，山東省新材料研究所進行了提釩尾渣用作釩鈦黑瓷顏料的研究，但因尾渣中含堿高難以達到建筑材料使用標準，而且所應用的顏料涂料市場容量相對有限，難以消納數量巨大的提釩尾渣。

發明內容

本發明的目的是提供一種氫氧化鈉溶液分解提釩尾渣回收釩的方法；該方法可使提釩尾渣回收釩處理工藝可以在濕法條件下進行，不需要高溫焙燒，可實現釩的高效回收。

本發明的目的是這樣實現的：