[發(fā)明專利]一種超重力分離釩渣中釩資源的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310416429.4
• 申請(qǐng)日: 2013-09-13
• 公開（公告）號(hào): CN103451329A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭占成;李軍成;高金濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C21B3/06
• 分類號(hào): C21B3/06
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域中的共生資源高效分離利用，特別涉及一種在超重力條件下分離釩渣中釩資源的方法。

背景技術(shù)

世界上?88%的釩產(chǎn)量是從釩鈦磁鐵礦中獲得的，我國(guó)釩鈦磁鐵礦儲(chǔ)量位于南非和俄羅斯之后，居世界第三位。國(guó)內(nèi)攀西地區(qū)及河北承德地區(qū)已探明的釩鈦磁鐵礦中V₂O₅儲(chǔ)量總共約占全國(guó)儲(chǔ)量的?95%。釩鈦磁鐵礦經(jīng)過選礦后得到的鐵精礦進(jìn)入高爐冶煉環(huán)節(jié)，最終形成鈦渣與含釩0.3%左右的鐵水，含釩鐵水經(jīng)過轉(zhuǎn)爐吹煉氧化成富含V₂O₅為12-17%釩渣與半鋼。

釩渣主要由尖晶石相、粘結(jié)相和部分夾雜相組成，其中尖晶石相是釩渣最主要含釩物相，也是提釩過程中最早結(jié)晶出來的物相，其含量與晶粒度大小直接關(guān)系到產(chǎn)品V₂O₅的收產(chǎn)量與質(zhì)量；粘結(jié)相是主要的成渣相，在提釩過程中最后凝固，包裹在尖晶石的表面；此外，渣中還含有少量的金屬鐵，是以細(xì)小彌散的金屬鐵微粒夾雜在釩渣的物相之中。

目前從釩渣中提取五氧化二釩通常采用“鈉鹽焙燒-水浸-凈化-沉釩”的工藝流程。然而該工藝氧化焙燒過程中會(huì)分解出有害的氣體污染環(huán)境，腐蝕設(shè)備；其次釩渣中的?CaO、SiO₂、Fe、P、Mn等雜質(zhì)成分的存在不但會(huì)降低凈化、沉釩工序生產(chǎn)效率，同時(shí)會(huì)降低產(chǎn)品V₂O₅的收得率與質(zhì)量。

由于鈉化法提釩對(duì)環(huán)境問題造成嚴(yán)重污染，國(guó)內(nèi)外的科研工作者提出一種“鈣化焙燒-硫酸浸出-水解沉釩”工藝從釩渣中提取五氧化二釩。然而該工藝對(duì)浸出的設(shè)備耐腐蝕性提出了更高的要求，同時(shí)浸出液中雜質(zhì)多，產(chǎn)品中五氧化二釩含量低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，提供了一種能夠高效連續(xù)從釩渣中富集分離富釩尖晶石相，減少了釩渣中非含釩物相對(duì)提釩生產(chǎn)效率的影響，提高了產(chǎn)品V₂O₅的收得率與質(zhì)量的處理方法。

該方法包括以下步驟：

步驟一、將熔融釩渣在1300-1200℃溫度區(qū)間以小于2℃/min的冷卻速率冷卻，獲取熱處理釩渣；

步驟二、對(duì)所述熱處理釩渣進(jìn)行離心超重力分離。

優(yōu)選地，步驟二中所述離心超重力分離過程中，離心超重力系數(shù)大于300g，溫度范圍為1100-1250℃。

優(yōu)選地，步驟二中所述離心超重力分離過程為恒溫離心，離心時(shí)間為5-40min；或者所述離心超重力分離過程是以1-5℃/min的速度冷卻至1100℃后，結(jié)束離心。

優(yōu)選地，步驟一中所述熔融釩渣中?FeO與SiO₂的質(zhì)量比范圍為1.8-2.2；所述熔融釩渣中助熔劑的質(zhì)量百分比含量為熔融釩渣的1-3%。

優(yōu)選地，步驟一前還包括向所述熔融釩渣中加入添加劑，所述添加劑為Fe₂O₃與工業(yè)純鐵的混合物、SiO₂或助熔劑中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述Fe₂O₃與工業(yè)純鐵的混合物中Fe₂O₃與工業(yè)純鐵的質(zhì)量比為2:1；所述助熔劑是質(zhì)量比為2:1的碳酸鈉與硼酸的混合物。

優(yōu)選地，步驟一和步驟二之間還包括將所述熱處理釩渣回溫，回溫溫度范圍為1240-1260℃；步驟二是將回溫后的熱處理釩渣進(jìn)行離心超重力分離。

優(yōu)選地，所述離心超重力分離為連續(xù)處理或間歇性批處理。

本發(fā)明第二目的在于提出一種超重力分離釩渣中釩資源的離心分離設(shè)備，離心分離設(shè)備包括給料口、轉(zhuǎn)鼓（8）、調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征在于，調(diào)速電動(dòng)機(jī)與轉(zhuǎn)鼓相連，轉(zhuǎn)鼓上固定有輸料內(nèi)螺旋陶瓷質(zhì)內(nèi)襯，所述輸料內(nèi)螺旋陶瓷質(zhì)內(nèi)襯旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)鼓相同，轉(zhuǎn)鼓兩端分別為口徑不同的轉(zhuǎn)鼓大端和轉(zhuǎn)鼓小端，轉(zhuǎn)鼓大端為液體出料口，轉(zhuǎn)鼓小端為固體出料口。

本發(fā)明第三目的還在于提出一種超重力分離釩渣中釩資源的離心分離設(shè)備，離心分離設(shè)備包括給料口、轉(zhuǎn)鼓（8）、調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征在于，調(diào)速電動(dòng)機(jī)與轉(zhuǎn)鼓相連，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)安裝有多孔陶瓷過濾器，多孔陶瓷過濾器的孔徑小于100微米；所述釩渣經(jīng)離心分離后，渣液經(jīng)由所述多孔陶瓷過濾器外壁流出，固體經(jīng)由過濾器內(nèi)壁輸出。