[發明專利]一種從轉爐釩鉻渣中提取釩和鉻的方法

有效

• 申請號: 201310677718.X
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103614566A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 李鴻乂;方海星;張濤;李翠;王寧;刁江;謝兵
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B34/22;C22B34/32
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

技術領域

本發明涉及一種冶金爐渣資源化利用的方法，具體涉及一種從轉爐釩鉻渣中有效提取和分離釩和鉻的方法，屬于釩和鉻資源的提取和回收領域。

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背景技術

中國攀西地區蘊藏著豐富的釩鈦磁鐵礦，是重要的釩、鈦、鐵資源。典型的釩鈦磁鐵礦冶煉工藝是預先在高爐、熔融還原爐或轉底爐中將其還原，得到含釩鐵水。然后將其倒入專用提釩轉爐中吹入氧氣使含釩鉻鐵水中的絕大部分Si、Ti、Mn和大部分V、Cr以及部分C發生氧化反應，進入到渣相中（C的氧化產物進入爐氣），形成含釩的爐渣，一般稱為轉爐釩渣。轉爐釩渣一般含5~20wt%的V₂O₃，是后續鈉化焙燒或鈣化焙燒提釩的重要原料。由于一般的轉爐釩渣中Cr₂O₃含量較低，低于4wt%，所以目前絕大多數的研究和提取工藝均是針對轉爐釩渣中釩資源的直接回收利用，對鉻資源的回收則是當其在沉釩廢水濃度富集后中進行回收。采用現行轉爐提釩工藝或類似地火法工藝冶煉高鉻型釩鈦磁鐵礦，例如紅格礦其含Cr₂O₃含量為0.2~0.8wt%，得到的含釩鐵水中鉻含量將明顯增加，相應地，轉爐釩渣中Cr₂O₃含量也將明顯增加，此時可將這種轉爐釩渣稱為轉爐釩鉻渣，其中V₂O₃含量為5~20wt%、Cr₂O₃含量可達5~15wt%。由于紅格礦中Cr₂O₃總量達900萬噸，占全國總鉻資源的一半以上，是我國重要的鉻資源，所以這種轉爐釩鉻渣將是一種非常重要的提取釩和鉻的中間產物。

針對轉爐釩渣中釩的提取，冶金工作者開發了多種提釩方法。傳統的提釩方法是將釩渣與NaCl、Na₂SO₄和Na₂CO₃中的一種或多種鈉鹽混合焙燒使低價釩轉化成高價的釩酸鹽，焙燒后用水浸出。但使用NaCl和Na₂SO₄作為添加劑進行焙燒時將產生Cl₂、HCl和SO₂等污染性氣體，危害環境。因此，新興的清潔提釩方法是將釩渣與CaCO₃或CaO混合焙燒，用酸性或堿性浸出劑將釩浸出。然而，若采用CaCO₃或CaO等鈣鹽作為添加劑與轉爐釩鉻渣進行焙燒，將不可避免地產生CaCrO₄等有毒物質，對環境也構成巨大的危害。目前工業生產中以鉻鐵礦為原料的鉻鹽生產均逐步實現了純鈉鹽焙燒，取消了鈣鹽的添加。對于轉爐釩鉻渣的資源利用，目前可見的研究較少。盡管中國科學院過程工程研究所提出了一種采用NaOH-NaNO₃熔鹽來處理釩鉻渣可實現釩和鉻的同時轉化，但是在此工藝中需要大量的熔鹽以及熔鹽的循環利用還有待進一步研究。另外，釩和鉻的同步轉化也將增大后續分離釩和鉻的難度。

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發明內容

針對現有工藝方法難以有效地從轉爐釩鉻渣中分離提取釩和鉻的不足，本發明的目的是提供一種工藝簡單，釩和鉻轉浸率高、且便于釩和鉻后續分離的從轉爐釩鉻渣中提取釩和鉻的方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種從轉爐釩鉻渣中提取釩和鉻的方法，其步驟為：

1）向釩鉻渣中加入Na₂CO₃并混合均勻后進行氧化焙燒，Na₂CO₃添加量按釩鉻渣中V₂O₃/Na₂CO₃摩爾比為0.1~0.4控制，焙燒熟料磨細后用水浸出，得到一次焙燒浸出液和殘渣；

2）將殘渣烘干磨細后作為第二步提取釩和鉻的原料，向該殘渣中加入Na₂CO₃并混合均勻后進行氧化焙燒，Na₂CO₃添加量按殘渣中(V₂O₃+Cr₂O₃)/Na₂CO₃摩爾比為0.1~0.4控制，焙燒熟料磨細后用水浸出，得到二次焙燒浸出液；

3）從一次焙燒浸出液和二次焙燒浸出液中分別分離和提取出釩和鉻。