[發明專利]一種釩渣加壓浸出清潔生產釩酸鈉鉻酸鈉的方法

有效

• 申請號: 201210004460.2
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號: CN102531056A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 杜浩;鄭詩禮;李蘭杰;王少娜;劉彪;王大衛;陳東輝;白瑞國;張懿
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01G31/00
• 分類號: C01G31/00;C01G37/14
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳慧珍

技術領域

本發明涉及釩渣濕法冶金與釩化工領域，特別涉及一種釩渣加壓浸出清潔生產釩酸鈉鉻酸鈉的方法。

背景技術

釩渣是由含釩鐵水在含氧氣體存在下吹煉出的一種釩富集物料，鋼鐵工業中由釩鈦磁鐵礦生產的釩渣是提釩的主要原料。釩渣的成份與生產方法以及釩鈦磁鐵礦的成份有關，一般來說，釩渣由V₂O₅、SiO₂、Al₂O₃、MgO、Cr₂O₃、TiO₂、CaO等組份組成，各工廠釩渣成份差異也很大，但其物相結構基本相同，均由尖晶石、橄欖石、石英等組成。

以釩鈦磁鐵礦為原料生產鐵、釩產品的企業目前都采用傳統的釩渣鈉化焙燒工藝從釩渣中提釩，如我國的攀鋼、承鋼，南非海威爾德、新西蘭鋼鐵公司等。鈉化焙燒的工藝基本原理是以Na₂CO₃為添加劑，通過高溫鈉化焙燒(750-850℃)將低價態的釩轉化為水溶性五價釩的鈉鹽，再對鈉化焙燒產物直接水浸，得到含釩的浸取液，后加入銨鹽制得多釩酸銨沉淀，經還原焙燒后獲得釩的氧化物產品。鈉化焙燒工藝釩回收率低，單次焙燒釩回收率為70％左右，經多次焙燒后釩的回收率也僅為80％；焙燒溫度高(750-850℃)，且需多次焙燒，能耗偏高；在焙燒過程中會產生有害的HCl、Cl₂等侵蝕性氣體，污染環境。

CN101215005A提出了一種釩渣和鈉鹽(碳酸鈉、氯化鈉)或鉀鹽(碳酸鉀、氯化鉀)焙燒的方法，該專利適用于高硅低釩釩渣，焙燒溫度為700～820℃，多溫段焙燒，通過控制溫度制度及鹽配比，可以防止爐料燒結，使工藝順行，亦降低了焙燒保溫時間，尾渣中V₂O₅含量可達到0.5～1％；CN1884597A、CN86108218A等都對鈉化焙燒工藝的添加劑及溫度制度進行了不同改進，基本原理都是通過使用不同配比的添加劑(Na₂CO₃、NaCl、Na₂SO₄、Na₂SO₃等)及不同的溫度制度來對釩的提取率、焙燒時間、爐料燒結等指標進行改進和提高，但以上工藝與傳統的鈉化焙燒原理、操作過程、操作溫度基本相同，無法避免焙燒溫度過高等傳統工藝的問題。

CN1082617A提出了對吹煉得到的高溫釩渣在900～1300℃直接吹氧進行處理，促使渣中的低價釩氧化成為五氧化二釩，渣冷卻破碎后，在一定的溫度、堿濃度、氧分壓下浸出渣中的釩，該方法不必在釩渣降溫后再次高溫焙燒，能耗大為降低，并且避免了鈉化焙燒造成的環境污染。

CN101161831A提出了一種釩渣鈣化焙燒的方法，與鈉化焙燒工藝相比，鈣化焙燒時無需經過低溫到高溫逐步升溫的過程，而是直接高溫焙燒，使焙燒爐的溫度更容易控制，并且縮短了焙燒時間，設備的產能也有所提高。但鈣化焙燒的焙燒溫度仍然很高(600～950℃)。

CN102127655A提出了一種NaOH溶液常壓分解釩渣的方法，反應溫度180～260℃，與焙燒工藝相比，提釩過程溫度大大降低，能耗降低，且提釩效率明顯提高，但是無法實現釩鉻共提；CN102127654A提出了一種使用氫氧化鈉熔鹽分解含釩鉻渣的方法，反應溫度500～600℃，該工藝可實現釩鉻共提，但熔鹽反應過程溫度較高；CN102127656A提出了一種液相氧化分解釩渣的方法，通過使用氫氧化鈉、硝酸鈉介質，氧化分解釩渣過程得到強化，較氫氧化鈉熔鹽介質反應溫度降低，但引入了硝酸鈉介質，后續分離過程步驟增加；CN101812588A提出了一種氫氧化鉀溶液常壓分解釩渣的方法，在180～260℃反應，溫度大大降低，并可實現釩鉻共提，缺點是氫氧化鉀介質成本較高。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種釩渣加壓浸出清潔生產釩酸鈉鉻酸鈉的方法。所述方法采用氫氧化鈉溶液低溫分解釩渣實現釩鉻共提，該方法使釩渣處理工藝可以在濕法條件下進行，不需要高溫焙燒，縮短反應時間，并實現釩鉻的單次高效提取。

所述清潔即指濕法條件下進行釩酸鈉鉻酸鈉的生產，不會造成污染。

本發明的原理是釩渣在高壓下，與NaOH溶液、氧化性氣體在100℃～400℃發生反應，使釩鉻被氧化為五價的釩酸鈉和六價的鉻酸鈉，其中涉及的化學反應有：