[發明專利]一種含釩中和渣的回收方法

有效

• 申請號: 201811029666.4
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109666796B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 孟昭揚;曾繁武;楊洪
• 申請（專利權）人: 大連博融新材料有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B34/22;C22B26/20;C30B29/46;C30B7/14;C01F7/76
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本發明提供一種含釩中和渣的回收方法，包括以下步驟：將含釩中和渣、濃硫酸和水混合得到漿液；向漿液中加入還原劑，進行還原浸出；將還原浸出后的漿液固液分離，用硫酸鈉溶液清洗濾渣，獲得含釩浸出液和富鈣渣；向含釩浸出液中加入硫酸銨，并用氨水調節浸出液的pH值，冷卻結晶，固液分離得到銨明礬晶體和中和液；將中和液經過逆流萃取、逆流反萃、逆流再生和逆流洗滌后，獲得高純度硫酸氧釩溶液。本發明含釩中和渣的回收方法，在解決含釩中和渣中釩元素對環境的污染的同時，實現了含釩中和渣中富鈣渣和釩元素高附加值資源化利用。

技術領域

本發明涉及廢棄物處理技術，尤其涉及一種含釩中和渣的回收方法。

背景技術

釩是一種有重要的國防戰略資源，堪稱為“工業的維生素”，廣泛應用于鋼鐵、合金、化工、醫藥、原子能和釩電池等領域。自然界中釩礦物有70多種，主要是和其他金屬礦共生，至今沒有發現獨立的釩礦物，釩年產量的88％來自于釩鈦磁鐵礦礦石。我國的釩鈦磁鐵礦和含釩石煤礦資源較豐富，其中含釩石煤礦是我國的另外一大特色的釩礦資源，所含V₂O₅占我國總儲量的87％，是我國釩鈦磁鐵礦中V₂O₅儲量的6.7倍。因此，從石煤中提釩也將成為我國利用釩資源的一個重要的發展方向。

酸浸提釩工藝是一種清潔且低能耗的工藝，其原理是采用一定的溫度和酸度條件下，直接采用酸來破壞含釩礦物的晶體結構，經釩釋放出來后被酸溶解，其主要的生產工藝流程為：釩礦(主要是石煤和釩鈦磁鐵礦)→破碎→磨礦→硫酸浸出→中和→溶劑萃取→氧化→沉釩→熱解→五氧化二釩產品，由于酸浸提釩工藝過程沒有焙燒過程，能耗相對較小，避免了煙氣污染等問題，且五氧化二釩的產品純度符合國標要求，因此該提釩工藝在我國得到廣泛的發展。但是該提釩工藝存在硫酸消耗量大、浸出時間長、廢水處理難等問題，由于石灰的價格低廉，原料充足被大量的應用于中和過程。

隨著新能源與電子信息科學的快速發展，V₂O₅的需求量逐年增加，帶動了釩冶金行業的快速發展，這將導致中和渣的排放量也逐年增加，據統計每生產1t V₂O₅約產生10～15t的中和渣，然而中和渣中的釩含量可以高達0.8～1.1％，而目前中和渣僅僅堆放處理，并沒有合理有效的處理方法，這不僅造成釩資源的浪費，還潛在對于土壤和水體污染的風險，根據相關的研究結果表明，中和渣中重金屬釩的浸出毒性較高，遠高于國家要求檢出限低于0.05mg·L^-1的要求，釩屬于重金屬，其化合物的毒性較大，一旦進入水體或者土壤中，將對水體和土壤造成污染，通過食物鏈進入人體，最終對人的身體健康造成傷害。鑒于重金屬對于環境的污染，若能將其回收再利用，對于可持續發展和環境保護具有重要的意義。

中國專利(公開號為CN104131169A)描述的是采用石灰進行中和，將得到的中和渣堆存，并沒有進行提釩處理，且其中的鈣資源液僅僅作為建筑材料處理，經分析該專利不適用于釩和鈣的有效分離，富鈣渣且并沒有得到高附加值的應用。中國專利(公開號為CN101717999B)描述的是首先采用純的CaSO₄·2H₂O，利用醇熱法制備高純度的硫酸鈣晶種或者市售長徑比大于5:1的納米硫酸鈣纖維作為晶種，再以提純后的廢渣石膏為原料，采用醇水熱法制備硫酸鈣晶須，此專利在制備硫酸鈣晶須的過程中的步驟較繁瑣(首先制備高純晶種)，且對于晶種的要求較高(長徑比大于5的納米硫酸鈣晶須)，同時采用醇水熱合成法制備硫酸鈣晶須需要保持高溫高壓的環境，經分析該專利生產成本高，不易于實現工業化生產。中國專利(公開號為CN101319382B)描述的是將采用海水的鹵水經過蒸發結晶、晶須轉化、過濾洗滌和蒸發析鹽操作，利用鹵水本身的Ca²⁺和SO₄²⁺制備硫酸鈣晶須，此專利不是采用提釩后的富鈣渣制備硫酸鈣晶須，且鹵水蒸發結晶析出硫酸鈣，這一過程需要大量的能量，經分析該專利不適用于采用提釩富鈣渣制備硫酸鈣晶須。

發明內容