[發(fā)明專利]一種從含釩電解鋁渣灰中回收釩的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310219747.1
• 申請(qǐng)日: 2013-06-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103276218A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周長(zhǎng)祥;王卿;馬曉東;彭慶吉;姜懷坤;呂學(xué)勤;舒磊;張春法
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 周長(zhǎng)祥
• 主分類號(hào): C22B7/04
• 分類號(hào): C22B7/04;C22B34/22
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)選礦和二次資源利用領(lǐng)域，尤其是涉及一種電解鋁廠電解生產(chǎn)原鋁過(guò)程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物含釩鋁渣灰中回收釩的金屬氧化物的方法。

背景技術(shù)

改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)鋁工業(yè)取得了長(zhǎng)足發(fā)展，已成為世界鋁工業(yè)大國(guó)，形成了從鋁土礦、氧化鋁、電解鋁、鋁加工、鋁合金研發(fā)為一體的比較完善的工業(yè)體系。目前我國(guó)已成為原鋁第一大生產(chǎn)國(guó)，據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的?《中華人民共和國(guó)2011年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》?數(shù)據(jù)顯示，2011年中國(guó)電解鋁產(chǎn)量1767.7萬(wàn)噸,為世界電解鋁總產(chǎn)量的40.68%，同時(shí)也是鋁消費(fèi)大國(guó)。從原鋁生產(chǎn)到鋁材加工的眾多環(huán)節(jié)都將產(chǎn)生鋁渣灰，而廢鋁回收產(chǎn)生的鋁渣灰的比例最大。原鋁生產(chǎn)中每生產(chǎn)1000噸就產(chǎn)生約25噸鋁渣灰，就此一項(xiàng)2011年產(chǎn)生的鋁渣灰約44萬(wàn)噸，再加上鋁加工及廢鋁回收過(guò)程中產(chǎn)生的，總量約在100萬(wàn)噸左右，鋁渣灰的量是相當(dāng)可觀的。鋁渣灰的堆放帶來(lái)了巨大的土地和環(huán)境壓力，特別是鋁渣灰中可溶鹽類及氮化鋁與水反應(yīng)產(chǎn)生的氨以及重金屬等，因此對(duì)鋁渣灰的資源再利用是必須解決的問(wèn)題。

在電解鋁生產(chǎn)過(guò)程中，易有氧化浮渣的產(chǎn)生，此種浮渣移除冷卻后稱為煉鋁爐渣。煉鋁除去鋁渣的過(guò)程中，部分的金屬鋁會(huì)夾雜其中，故一般處理鋁渣的方式乃是將其中之殘留金屬鋁予以分選回收，分選剩余之物便將之拋棄，此被拋棄之物稱之為鋁渣灰。

國(guó)內(nèi)外許多科研人員對(duì)鋁渣灰的利用進(jìn)行了大量研究，近年來(lái)已有一些文獻(xiàn)、專利陸續(xù)被報(bào)道出來(lái)。有的已投入應(yīng)用。比如：成功地將其用作煉鋼助劑；中國(guó)專利：CN?1233477C是一種將煉鋁爐渣分選回收金屬鋁后剩余的鋁渣灰廢棄物進(jìn)行煅燒，支撐耐火材料原料，進(jìn)一步加工成陶瓷濾料；中國(guó)專利：CN?1291919C提供了一種將鋁渣灰磁選除鐵后經(jīng)加入Na2CO3溶液制漿料后高溫?zé)Y(jié)，進(jìn)一步制取氧化鋁產(chǎn)品；中國(guó)專利：CN?101817580?A是一種利用鋁灰渣制備含硅鐵聚合十三鋁的方法；絕大部分專利是針對(duì)鋁渣灰中的鋁的再利用做文章。

鋁渣灰的化學(xué)成分主要以氧化鋁、氯化鈉、二氧化硅、氮化鋁、氯化鈣、氯化鎂及氧化鐵等為主，另外還含有一定量的氟化物(冰晶石)。其各成分的比例隨著各廠家的原料及操作條件不同而略有變化，典型的鋁渣灰成分為：三氧化二鋁（Al2O3）、二氧化硅（SiO2）、氯化鈉（NaCl）、氮化鋁（AlN）、三氧化二鐵（Fe2O3）、氯化鎂(MgCl2)、氯化鈣(CaCl2)，有的還含有較好高含量的稀有稀散元素V、Ga等。而鋁渣灰顆粒大小亦隨著各廠家篩選作業(yè)條件不同而異，通常在20目以下。通過(guò)對(duì)其成分分析和獲知的資料及進(jìn)行的試驗(yàn)來(lái)看，發(fā)現(xiàn)其中大量成分是可以利用的，是一種可再生的二次資源。在近兩年的調(diào)研中發(fā)現(xiàn),用鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的過(guò)程中，鋁土礦中的釩約有三分之一進(jìn)入拜爾法生產(chǎn)氧化鋁的流程。用氧化鋁電解生產(chǎn)原鋁時(shí)產(chǎn)生了大量的鋁渣灰，而氧化鋁中的金屬釩在鋁渣灰中得到了富集，其含五氧化二釩的品位在1.0%以上的占有一定比例，比許多正在作為提取釩原料的石煤中的含量還要高，是一種新的金屬釩的原料來(lái)源，其總量可滿足一個(gè)世界級(jí)釩廠（年產(chǎn)V₂O₅8000噸以上）的規(guī)模。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中鋁和釩不能高效分離的問(wèn)題，提供一種從含釩電解鋁渣灰中回收釩的方法，是一種在保證鋁和釩高效分離的基礎(chǔ)上，制備出合格偏釩酸銨的方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種從含釩鋁渣灰中回收釩的方法，包括以下步驟：

1）粉碎：將含釩鋁渣灰用球磨機(jī)進(jìn)行研磨；

2）純化：將磨好的鋁渣灰去除磁性雜質(zhì)和可溶鹽，并將氮化鋁中的氮以氨態(tài)氮形式進(jìn)行回收，也可略去該步。將鋁渣灰在盡可能高的溫度的水中浸取（80~100℃）（固液比1:4），這時(shí)鋁渣灰中的可溶鹽進(jìn)入溶液，同時(shí)灰中的氮化鋁持續(xù)水解而產(chǎn)生氨氣，對(duì)環(huán)境造成影響。由于氨的量較大，可對(duì)其進(jìn)行回收（制取氨水或銨鹽）而進(jìn)一步增加經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益；

3）焙燒：在焙燒爐中通入空氣的情況下，將碳酸鈉與鋁渣灰按質(zhì)量比為0.8~1.0?：1的比例混合均勻，然后在850℃～950℃的情況下保溫40~60min；焙燒過(guò)程中保持有新鮮空氣不斷進(jìn)入爐中，低價(jià)態(tài)的釩會(huì)氧化為五價(jià)態(tài)，然后再與碳酸鈉反應(yīng)生成溶解度較大的釩酸鈉。氧化鋁和釩的轉(zhuǎn)化率均在95%?以上。焙燒過(guò)程主要發(fā)生的反應(yīng)如下：