[發(fā)明專利]一種釩鉻渣中有價金屬的回收方法

有效

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• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN109868370B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃青云;向俊一;呂學(xué)偉;裴貴尚;王鑫;呂煒;張宇;游志雄
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶科技學(xué)院;重慶大學(xué)
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B1/00;C22B34/32;C22B34/22;C22B34/12;C21B13/00;C01G31/02;C01G37/033
• 代理公司: 重慶晟軒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50238
• 代理人: 王海鳳

本發(fā)明涉及一種釩鉻渣中有價金屬的回收方法，該方法是通過將釩鉻渣細(xì)粉與NH₃+N₂為主的混合氣體還原氮化得到氮化釩鉻渣初級料；然后通過球磨磁選除去金屬鐵得到非磁性氮化渣料；然后將非磁性氮化渣料在流化床中與氯氣在低溫下反應(yīng)，使TiN、VN、V₂O₃等與氯氣反應(yīng)生成氯化物，而氯化鉻則留在氯化尾渣的到含鉻氯化尾渣；然后將除去氯化物中的高沸點(diǎn)和低沸點(diǎn)雜質(zhì)后，分離得到純凈的VOCl₃和TiCl₄產(chǎn)品；最后將含鉻氯化尾渣通過浸出、中和沉鉻、煅燒等工序得到Cr₂O₃產(chǎn)品。該方法實(shí)現(xiàn)了釩鉻渣中有價金屬鐵、鉻、釩、鈦的綜合回收利用，具有綜合回收率高、清潔環(huán)保的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種釩鉻渣中有價金屬的回收方法。

背景技術(shù)

鉻、釩、鈦均是賦存在高鉻型釩鈦磁鐵礦中的有價伴生元素，釩鈦磁鐵礦由鈦鐵礦和鈦磁鐵礦構(gòu)成。釩、鉻主要賦存于鈦磁鐵礦中。因釩和鉻性質(zhì)相近，在吹煉含釩鐵水的同時，釩與鉻同時被氧化進(jìn)入釩渣，得到含鉻型釩渣。

由于釩的經(jīng)濟(jì)價值比鉻高，目前國內(nèi)外釩化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝大多針對渣中釩的提取，主要有鈉化焙燒提釩工藝和鈣化焙燒提釩工藝。以V₂O₅含量在10%以上的釩渣為原料每生產(chǎn)1噸V₂O₅，約產(chǎn)生提釩尾渣10噸。目前，我國釩企業(yè)每年約排出60萬噸的提釩尾渣，其中攀鋼和承鋼每年的排放量占總量的近80%。在傳統(tǒng)的鈉化焙燒法和鈣化焙燒法提釩過程中大部分的釩被回收，但絕大部分的鉻，幾乎全部的鐵和鈦留在尾渣中，不僅浪費(fèi)資源，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。提釩尾渣中以可溶的毒性Cr⁶⁺、V⁵⁺等對人體健康危害最大，如果直接堆放，不僅占用場地，而且需要澆筑200mm厚混凝土的排渣場，否者嚴(yán)重影響周圍的生態(tài)環(huán)境。很多學(xué)者圍繞提釩尾渣的綜合利用進(jìn)行了多方面的研究，主要集中在從提釩尾渣中提取殘釩、鐵、鈦、鎵，制備釩鈦黑瓷建筑材料、遠(yuǎn)紅外涂料、轉(zhuǎn)爐造渣劑等，但其中鉻的污染問題一直無法解決。因此，提釩工藝過程中鉻的處理始終是一個無法回避的問題，涉及到的釩鉻分離也是釩鉻渣提釩行業(yè)長期未能得到很好解決的難題。根據(jù)眾多學(xué)者的研究結(jié)果，可以將釩鉻渣的釩鉻分離的技術(shù)思路歸納為兩種：一種思路是將釩鉻渣中的釩和鉻分別浸出后分離；另一種思路是采用直接酸浸或鈉化焙燒—水浸工藝將釩鉻同時浸出，然后在溶液中進(jìn)行釩鉻的分離。

隨著生態(tài)環(huán)境保護(hù)法日益嚴(yán)格，釩鉻資源的綜合利用成了提釩企業(yè)無法回避的難題。但現(xiàn)階段無論是在釩鉻渣焙燒浸出過程，還是在釩鉻浸出液中，都無法經(jīng)濟(jì)高效的實(shí)現(xiàn)釩鉻渣中釩鉻的分離與提取，更不用說尾渣中的鈦資源。因此，同時實(shí)現(xiàn)鐵、釩、鉻、鈦的回收對釩鉻渣的高效利用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種釩鉻渣中有價金屬的回收方法，通過氮化和氯化耦合達(dá)到金屬分離的多級選擇性，同時實(shí)現(xiàn)鐵、鉻、釩、鈦回收與尾渣的無害化利用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種釩鉻渣中有價金屬的回收方法，包括以下步驟：

S1：將釩鉻渣細(xì)粉在氮化反應(yīng)器中與NH₃+N₂為主的混合氣體進(jìn)行還原和氮化反應(yīng)，即將鉻渣中的Fe、V、Cr和Ti氧化物還原，并氮化得到氮化釩鉻渣初級料；

S2：將所述氮化釩鉻渣初級料在球磨機(jī)中球磨，得到球磨料，再將球磨料進(jìn)行磁選得到磁性鐵料和非磁性氮化渣料；磁性鐵料可作為煉鐵資源回收利用；