[發(fā)明專(zhuān)利]一種從釩渣中提取釩和鉻的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010554898.2
• 申請(qǐng)日: 2020-06-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111575495B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜浩;劉彪;王少娜;呂頁(yè)清;王新東;李蘭杰;耿立唐
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C22B7/04
• 分類(lèi)號(hào): C22B7/04;C22B3/12;C22B34/22;C22B34/32
• 代理公司: 北京品源專(zhuān)利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明涉及一種從釩渣中提取釩和鉻的方法，所述方法包括：將釩渣、助劑和堿液混合，之后依次進(jìn)行氧化反應(yīng)和固液分離，得到尾渣和含釩溶液；其中，所述氧化反應(yīng)中的氧化介質(zhì)通過(guò)曝氣裝置提供；所述堿液的質(zhì)量濃度為30?45％。本發(fā)明提供的方法通過(guò)在曝氣裝置下，嚴(yán)格控制堿液的濃度，并通過(guò)助劑的添加，利用助劑在該堿溶液的特定濃度下對(duì)強(qiáng)化曝氣過(guò)程中形成的氣泡的性能，同時(shí)強(qiáng)化氧氣的傳質(zhì)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了鉻渣中釩和鉻的高效分離回收。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及釩渣再利用領(lǐng)域，具體涉及一種從釩渣中提取釩和鉻的方法。

背景技術(shù)

釩渣是由含釩鐵水在含氧氣體存在下吹煉出的一種釩富集物料，鋼鐵工業(yè)中由釩鈦磁鐵礦生產(chǎn)的釩渣是提釩的主要原料。以釩鈦磁鐵礦為原料生產(chǎn)鐵、釩產(chǎn)品的企業(yè)目前都采用傳統(tǒng)的釩渣鈉化焙燒工藝從釩渣中提釩，如我國(guó)的攀鋼、承鋼，南非海威爾德、新西蘭鋼鐵公司等。鈉化焙燒工藝的基本原理是以Na₂CO₃為添加劑，通過(guò)高溫鈉化焙燒(750-850℃)將低價(jià)態(tài)的釩轉(zhuǎn)化為水溶性五價(jià)釩的鈉鹽，再對(duì)鈉化焙燒產(chǎn)物直接水浸，得到含釩的浸取液，后加入銨鹽制得多釩酸銨沉淀，經(jīng)還原焙燒后獲得釩的氧化物產(chǎn)品。鈉化焙燒工藝釩回收率低，單次焙燒釩回收率為70％左右，經(jīng)多次焙燒后釩的回收率也僅為80％；焙燒溫度高(750-850℃)，且需多次焙燒，能耗偏高；在焙燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有害的HCl、Cl₂等侵蝕性氣體，污染環(huán)境。

CN1884597A和CN86108218A等雖然對(duì)鈉化焙燒工藝的添加劑及溫度制度進(jìn)行了不同改進(jìn)，但基本原理相同，無(wú)法避免焙燒溫度過(guò)高等傳統(tǒng)工藝的問(wèn)題。CN101161831A提出了一種釩渣鈣化焙燒的方法，與鈉化焙燒工藝相比，鈣化焙燒時(shí)無(wú)需經(jīng)過(guò)低溫到高溫逐步升溫的過(guò)程，而是直接高溫焙燒，使焙燒爐的溫度更容易控制，并且縮短了焙燒時(shí)間，設(shè)備的產(chǎn)能也有所提高。但鈣化焙燒的焙燒溫度仍然很高(600-950℃)。

為了提高資源利用率、降低反應(yīng)能耗，釩渣濕法提釩逐漸發(fā)展成為一種清潔、節(jié)能的新方法。CN101812588A提出了一種氫氧化鉀溶液常壓分解釩渣的方法，在180-260℃反應(yīng)，溫度大大降低，并可實(shí)現(xiàn)釩鉻共提，缺點(diǎn)是氫氧化鉀介質(zhì)成本較高，而且生成的釩酸鉀不是工業(yè)產(chǎn)品，需進(jìn)一步分離提純。CN102127655A提出了一種NaOH溶液常壓分解釩渣的方法，反應(yīng)溫度180-260℃，與焙燒工藝相比，提釩過(guò)程溫度和能耗明顯降低，提釩效率顯著增加，但由于堿濃度高達(dá)80％，循環(huán)堿液蒸發(fā)能耗非常大，而且采用常規(guī)布?xì)夥椒ㄑ趸艹鲅鯕馊芙舛鹊汀U(kuò)散慢，無(wú)法實(shí)現(xiàn)釩鉻共提；CN102534232A提出一種堿性溶液體系中碳介質(zhì)強(qiáng)化釩渣氧化的方法，利用活性炭對(duì)氧氣的吸附作用，可以通過(guò)加入活性炭強(qiáng)化氧氣在高堿溶液中的擴(kuò)散，在較低的堿濃度(75％以下)和較低的反應(yīng)溫度(200-225℃)下實(shí)現(xiàn)釩鉻共提。該方法雖然采用碳介質(zhì)強(qiáng)化釩渣氧化，釩和鉻實(shí)現(xiàn)了同步提取，較傳統(tǒng)鈉化焙燒工藝反應(yīng)能耗大幅降低，但反應(yīng)溫度和堿濃度依然比較高，鉻酸鈉結(jié)晶分離后母液仍需進(jìn)行蒸發(fā)，高堿蒸發(fā)為該工藝能耗最高的工序，需進(jìn)一步降低反應(yīng)堿濃度和反應(yīng)溫度，減小蒸發(fā)能耗。

降低反應(yīng)堿濃度的根本措施是強(qiáng)化氧氣的分布和擴(kuò)散，使釩渣在低堿濃度下實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化氧化。通過(guò)減小鼓入空氣氣泡尺寸可以增強(qiáng)氧氣的溶解和擴(kuò)散，采用微氣泡法增強(qiáng)水溶液中的氧化性已在濕法冶金、污水處理等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。CN101812585A提出了一種強(qiáng)化銅鈷合金氧化酸溶的方法，通過(guò)噴射泵在溶解液中產(chǎn)生的大量富氧微氣泡，微氣泡吸附在合金顆粒表面，促進(jìn)銅鈷的氧化和溶解，大大加快銅鈷合金的溶解速度。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種釩渣中提取釩和鉻的方法，通過(guò)本發(fā)明提供的方法，實(shí)現(xiàn)了釩渣中釩和鉻的高效提取，釩的轉(zhuǎn)化率＞90％，鉻的轉(zhuǎn)化率為＞85％。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種從釩渣中提取釩和鉻的方法，所述方法包括：將釩渣、助劑和堿液混合，之后依次進(jìn)行氧化反應(yīng)和固液分離，得到尾渣和含釩溶液；