[發明專利]利用沉釩廢水和提釩尾渣提取金屬錳的方法

在審

• 申請號: 201510801754.1
• 申請日: 2015-11-19
• 公開（公告）號: CN105219969A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 陳燕;彭毅;劉恢前;何文藝;申彪;劉武漢;葉露;鐘國梅;陳相全
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團西昌鋼釩有限公司;攀鋼集團研究院有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B7/04;C25C1/10;C22B34/22
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 劉文娟;柯海軍

技術領域

本發明涉及一種利用沉釩廢水和提釩尾渣提取金屬錳的方法，屬冶金化工技術領域。

背景技術

在氧化釩清潔生產工藝中，以轉爐提釩釩渣為原料，采用鈣化焙燒——硫酸浸出——酸性銨鹽沉釩工藝生產氧化釩產品。該工藝技術解決了現有鈉鹽焙燒—水浸出—酸性銨鹽沉釩工藝浸出尾渣及廢水處理產生的固廢硫酸鈉較難處理的問題，具有廢水處理成本低的優點。由于氧化釩生產所用的釩渣中不僅含有釩，還含有大量錳，經過除鐵、焙燒、浸出等工序后，原料“釩渣”中約20～30％的錳會隨著釩共同進入到溶液當中，大部分則殘留在提釩尾渣而堆砌于渣場。在沉淀工序，溶液中的釩以多釩酸銨形式富集回收，而錳則存在于沉釩廢水中，其濃度約為8～15g/L。

針對鈣化焙燒工藝產生的沉釩廢水，專利CN102838233A采用石灰乳調節酸性沉釩廢水至堿性，然后進行固液分離，得到堿性溶液和石膏渣；向堿性溶液中加入脫鈣劑進行脫鈣，然后進行固液分離，得到上層清液和脫鈣渣；用硫酸將上層清液的pH值調節至3～7后返回浸出工序進行循環利用。該方法實現了廢水的循環利用，能夠有效控制了返回浸出工序的溶液中的鈣離子濃度，避免硫酸鈣沉淀的形成，但廢水中大量的錳資源沒有得到有效回收，礦石利用率低。

針對鈉化焙燒工藝產生的沉釩廢水：專利CN102051486A將沉釩廢水作為含釩熟料的浸取劑，利用其所含銨根離子和磷酸根離子與鎂離子形成絡合沉淀物，再加入除磷劑進行深度除磷，從而制取低磷釩液，實現了沉釩廢水的再利用；專利CN101812593A將酸性廢水用于提釩尾渣的清洗后再進行還原、中和、蒸發濃縮，以減少廢水處理工序中中和所用的堿量。

以上專利中，未對沉釩廢水和提釩尾渣中的錳資源進行回收利用。

發明內容

針對現狀，本發明的目的在于提供一種有效回收沉釩廢水和提釩尾渣中錳資源的途徑，從而實現氧化釩生產過程中廢棄資源的合理利用。

本發明的技術方案：

本發明提供一種利用沉釩廢水和提釩尾渣提取金屬錳的方法，包括如下步驟：

(1)將沉釩廢水與提釩尾渣混合，調節體系pH至1.5～2.5，再加熱至60～80℃，攪拌反應1～3h后進行固液分離，得到第一濾液和殘渣；其中，釩廢水與提釩尾渣的液固比為0.6～1.0：1；

(2)向第一濾液中加入還原劑將溶液中的五價釩還原為四價釩，調節溶液pH至6.0～6.5，然后過濾得到第二濾液；

(3)向第二濾液中加入氧化劑、通入空氣，于50～60℃下反應1～2h以除去步驟2中未反應的還原劑；其中，所述氧化劑為二氧化錳、雙氧水或過硫酸銨；

(4)然后調節溶液pH至6.5～7.0，加入活性炭或聚丙稀酰胺吸附溶液中的懸凝物或懸浮顆粒，然后攪拌均勻后過濾，得到第三濾液；此處加入活性炭的目的是吸附溶液中的絮狀懸浮物或懸浮顆粒，該懸浮物主要為亞鐵離子被氧化成三價鐵離子后水解生產的沉淀，以及溶液中少量的硅酸鹽膠體；此處除活性炭外，還可以添加絮凝劑聚丙烯酰胺；

(5)向第三濾液中添加二氧化硒或亞硫酸，進行電解，得到金屬錳和電解陽極液。此處添加的二氧化硒或亞硫酸是作為電解提錳的添加劑。

所述沉釩廢水和提釩尾渣為鈣化焙燒或鈉化焙燒生產氧化釩工藝中所得的廢水和廢尾渣。

優選的，所述沉釩廢水和提釩尾渣為鈣化焙燒提釩工藝產生的廢水和廢渣。

進一步，所述沉釩廢水滿足：Mn8-20g/L、V0.05-0.3g/L、P0-0.02g/L、Fe0.05-0.2g/L、Ca0.8-1g/L、Mg4-10g/L、NH₄⁺8-15g/L、SO₄^2-85-120g/L、Si0.5-1.0g/L、pH1.5-3.0。

進一步，步驟1中采用酸度調節劑調節pH值，所述酸度調節劑為硫酸與電解陽極液的混合液，其[H⁺]濃度為1～3mol/L，電解陽極液來源于步驟5。

進一步，步驟2中，還原劑為硫酸亞鐵、亞硫酸或鐵屑，還原劑與釩的摩爾比為1.0～3.5：1，還原溫度為60～80℃，時間40～90min。

進一步，步驟2中，采用氨水調節溶液的pH值。

進一步，步驟3中，氧化劑加入量為0～2.5g/L第二濾液(即每L第二濾液中氧化劑的加入量為0-2.5g)。

進一步，步驟4中，活性炭的加入量為0.5～2.5g/L第二濾液，聚丙稀酰胺的加入量為5～20mg/L第二濾液。

進一步，步驟4中，采用氨水調節溶液的pH值。