[發明專利]一種回收含釩鋼渣中釩元素的方法

在審

• 申請號: 201710479176.3
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107287431A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 李蘭杰;王海旭;杜浩;劉彪;鄭詩禮;王少娜
• 申請（專利權）人: 河鋼股份有限公司承德分公司;中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B34/22
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟

技術領域

本發明涉及釩化工冶金技術領域，具體涉及一種回收含釩鋼渣中釩元素的方法。

背景技術

我國每年排放的含釩鋼渣近百萬噸，不僅污染環境，且易造成有價元素釩的損失。目前，含釩鋼渣提釩主要有2種途徑，一是含釩鋼渣返回煉鐵富集釩，煉出高含釩渣，再進一步提釩，即將含釩鋼渣作為熔劑添加在燒結礦中進入高爐冶煉，釩熔于鐵水中，經吹釩得到高品位釩渣，作為提釩或冶煉釩鐵合金的原料。該工藝不僅能回收鐵、錳等有價元素，且降低鐵鋼比的能耗，但易造成磷在鐵水中循環富集，加重鋼渣脫磷任務；且鋼渣雜質多，有效CaO含量相對較少，會降低燒結礦品位，增加煉鐵過程能耗，因此該法未能得到推廣。另一種含釩鋼渣的處理方法是直接提釩法，有鈉化焙燒、鈣化焙燒、降鈣焙燒和直接酸浸等工藝。鈉化焙燒是以食鹽或蘇打為添加劑，通過焙燒將低價釩氧化為5價釩的可溶性鈉鹽，采用水或碳酸化浸出。該工藝釩的轉浸率較低，鈉鹽耗量大，焙燒過程污染空氣、難以治理，且該工藝不適合V₂O₅含量低、CaO含量高的轉爐鋼渣。鈣化焙燒是以石灰等作焙燒熔劑，采用碳酸化浸出等浸出釩。此法對物料有一定的選擇性，對一般鋼渣存在轉化率偏低、成本偏高等問題，不適于規模化生產。

CN102071321A中提出了用高堿度的氫氧化鉀介質從含釩鋼渣中提取釩、鉻的方法，此方法不需要高溫焙燒，反應溫度降低到160-240℃，濕法提釩鉻，過程中有效杜絕了C1₂、HCl、SO₂、粉塵等大氣污染物，并降低了廢水產生量和排放量；缺點是KOH介質價格昂貴，而KOH與鋼渣的質量比為3:1到5:1、反應堿濃度為60％-90％，則損耗的KOH介質較多，導致生產成本偏高，產品效益降低。CN102094123A中提出了一種用高濃度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法，該方法反應溫度為180-240℃，濕法提釩，過程中無廢氣、粉塵污染；缺點是堿濃度偏高，堿度為65％-90％，則導致介質循環利用時的蒸發濃縮需要的熱量較高，則生產成本較高，且終渣中殘余的V量較高，浸出率不高，終渣中V含量為0.3％-0.5％。

發明內容

鑒于現有技術中存在的問題，本發明提供了一種回收含釩鋼渣中釩元素的方法，實現了對含釩鋼渣中釩元素高效、低成本、清潔的回收，釩的回收率＞90％，最高可達97％以上。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種回收含釩鋼渣中釩元素的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將含釩鋼渣和碳酸氫鈉溶液混合，通入二氧化碳，在加壓的條件下進行碳化分解反應，反應完成后得到混合漿料；

(2)將步驟(1)得到的混合漿料固液分離得到尾渣和含釩浸出液。

含釩鋼渣主要成分為硅酸鈣、鐵酸鈣、氧化鐵及鈦磁鐵礦，其中釩主要包裹在硅酸鈣和鐵酸鈣中，這些鈣鹽在高溫、高壓的碳酸氫鈉溶液中會發生分解反應，生成碳酸鈣和硅酸鈉，從而將鋼渣中的釩解離出來，溶入堿溶液生成釩酸鈉，進而實現釩的提取。CO₂氣體在高溫高壓下與生成的氫氧化鈉反應生成碳酸氫鈉，利用通入CO₂氣體加壓浸出的方法能夠增強硅酸鈣的分解能力并且降低了碳酸氫鈉的加入量，可實現釩的經濟高效浸出。

根據本發明，對步驟(1)所述的含釩鋼渣在混合前進行預處理；所述預處理的操作為：將含釩鋼渣破碎到≤15mm的顆粒后球磨成-100目的粉料。

上述破碎后得到的含釩鋼渣顆粒的粒徑≤15mm，例如可以是0.01mm、0.1mm、1mm、3mm、5mm、7mm、9mm、11mm、13mm或15mm，以及上述數值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發明不再窮盡列舉。

上述球磨后得到的含釩鋼渣粉料的粒徑為-100目，例如可以是-115目、-130目、-180目、-200目、-250目、-300目、-400目、-500目、-600目或-1000目等，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發明不再窮盡列舉。

根據本發明，步驟(1)所述碳酸氫鈉溶液的濃度為5-25wt％，例如可以是5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、23wt％或25wt％，以及上述數值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發明不再窮盡列舉。