[發明專利]一種氫氧化鈉溶液添加含碳物質常壓分解釩渣的方法

無效

• 申請號: 201210004910.8
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號: CN102534232A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 杜浩;鄭詩禮;王少娜;王大衛;張懿
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B3/12;C22B34/22;C22B34/32
• 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

本發明涉及一種濕法處理釩渣的方法，特別涉及一種氫氧化鈉溶液添加含碳物質常壓分解釩渣提取釩和鉻的方法。

背景技術

釩渣是由含釩鐵水在含氧氣體存在條件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。鈉化焙燒工藝的基本原理是以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，經過凈化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，能耗高；在焙燒過程中會產生有害的HCl、Cl₂等腐蝕性氣體，污染環境。

CN?101215005A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％；

CN?101215005公開了一種利用釩渣生產五氧化二釩的方法：向釩渣中加入堿金屬鹽，充分混勻得到混合物，將所得到的混合物置于焙燒爐內進行氧化焙燒，獲得釩渣熟料，快速冷卻并進行水浸，過濾得到濾液除雜調整pH值后加入銨鹽進行沉釩，煅燒沉釩濾餅得到五氧化二釩。該方法簡單易用、設備要求低、操作方便、物耗成本低，且棄渣中五氧化二釩的殘留量為0.55％～1.0％，具有很好的經濟效益和社會效益。

CN?1884597A、CN?86108218A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。

CN?1082617A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價釩，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。

鈣化焙燒法是目前一種環保無污染的提釩方法，在生產中無有害煙氣排放，廢水永久循環。它是用碳酸鈣加入釩礦土中，經高溫焙燒后，通過酸浸法浸出，再用離子交換樹脂吸附，然后除雜精制而成。

CN?101161831A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℃)。

目前已有利用釩渣提釩的技術，將釩鈦磁鐵礦煉鋼后的釩渣球磨后，用硫酸直接浸出，不用焙燒工藝，但釩的浸出率較低。

CN?102127656A涉及一種液相氧化分解釩渣的方法，將NaOH、NaNO₃按照一定質量比，置于常壓反應釜中，升溫至330-480℃后將釩渣加入，并通入氧化性氣體進行液相氧化反應，反應0.5-6小時后得到反應漿料；反應漿料用稀釋劑稀釋，稀釋過濾分離得到尾渣和含有釩、鉻的水溶液。該方法反應溫度低，常壓操作，安全性好，易于工業實施，可實現釩渣中釩鉻共提且釩鉻資源利用率高，但操作溫度高，添加了NaNO₃氧化介質，增加了后續分離操作單元。