[發明專利]一種將提釩尾渣資源化、減量化、無害化處理的方法

有效

• 申請號: 202110757412.X
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113416847B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 潘學軍;沙漠;曹陽瑞;陳波
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B1/02;C22B34/32;C22B34/22;C22B26/10
• 代理公司: 昆明同聚專利代理有限公司 53214
• 代理人: 張玉

本發明公開了一種將提釩尾渣資源化、減量化、無害化處理的方法。通過對提釩尾渣的成分分析，采用火法和濕法相結合的方法資源化、減量化、無害化處理提釩尾渣，其工藝過程為加熱溶解?加堿脫氨?過濾?硫酸制備硫酸銨?鈉化焙燒提釩?蒸發濃縮?離心分離。本發明工藝設計合理，充分利用了各化學元素及其化合物在不同狀態條件下的性質，實現了提釩尾渣中N、Na、V、Cr等元素的分離回收，具有很高的經濟效益。本發明是一種環境友好，資源利用率高的方法，該方法不僅可以解決五氧化二釩和高價鉻的回收，還能使其他硫酸鈉和硫酸銨等物質有合理的去向。此方法具有工業化應用價值。

技術領域

本發明涉及一種將提釩尾渣資源化、減量化、無害化處理的方法，屬于資源利用技術領域。

背景技術

在提釩的過程中，釩鈦磁鐵礦中的五氧化二釩經過鈉化焙燒的工藝提取后，在尾渣中依然有較高含量的五氧化二釩存在。這些五氧化二釩隨著工藝流程流出，最后存在沉釩廢液中，沉釩廢液經過蒸發結晶，最后形成提釩尾渣。因每批次原礦中五氧化二釩含量不同，因此每批次提釩尾渣中五氧化二釩的含量不同。在提取五氧化二釩的過程中，因為尾渣成分不同于原礦，在提取工藝上存在一定差異，并存在一定技術難度。

提釩尾渣中的主要成分是硫酸鈉晶體，也有少量硫酸銨。還含有鈣、鎂、鋁、鐵、硅、釩、鉻等的氧化物及其他形式化合物。這些成分來源于原礦石。

目前，國內對于一些提釩尾渣的處理方法比較多，方法也相差甚大。但是絕大部分方法缺少對提釩尾渣整體的把控，多為幾個步驟或者幾種金屬氧化物或者化合物的資源化、減量化、無害化處理。其中，處理回收五氧化二釩和還原高價鉻的方法是重點。多數工藝采用火法對五氧化二釩進行鈉化焙燒，使五氧化二釩轉化成可溶釩酸鹽，再采用濕法酸浸或者堿浸使得釩進入液相，最后通過萃取或者沉淀法等沉釩。

《鋼鐵釩鈦》2015年6月第36卷第3期中總結了很多提釩尾渣再提釩技術的研究成果。其中常壓酸浸提釩方法，使用HF酸破壞礦物硅酸鹽礦物晶體結構，同時溶解原料中難溶性高價釩，采用氧化劑 NaClO將釩氧化后轉化為在硫酸溶液中更穩定存在的 VOSO₄，可采用硫酸－氫氟酸－次氯酸鈉組合，實現常壓下攀鋼提釩尾渣中釩的提取。也有常壓酸浸提釩加入含氟助浸劑CaF₂強化提釩。此外還有加壓酸浸提釩方法，通過單因素對比試驗確定增加硫酸質量濃度和反應液固質量比對浸出有利。再對礦物進行磨細處理，能顯著增加釩浸出率。

昆明理工大學論文《鈉化提釩尾渣脫鈉試驗研究》中提到，提釩尾渣是煉鋼爐渣（V₂O₅的含量10%-18%）經過鈉鹽焙燒-水浸-沉淀-堿溶-銨鹽沉釩，最終得到偏釩酸銨經過熱解得到釩氧化物以后所得到的廢渣，其中大部分的可溶性釩已被提取，尾渣中殘留的釩以酸堿不溶性低價釩的形式存在，這部分釩的含量在1.5%，遠高于一般含釩精礦中V₂O₅的品位。文中提到，對于這部分提釩尾渣中的釩，進行鈉化焙燒，此工藝是傳統的提釩工藝，釩的提取率高，但是能耗高且會造成環境二次污染。

國外對提釩尾渣回收殘釩的研究較少，一般采用碳熱還原回收其中的釩，其次就是將釩富集到鐵水中先生產含釩生鐵，再通過感應爐將釩氧化使其進入到釩渣中，得到含釩量較高的釩渣來回收釩。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工藝設計合理、可有效實現提釩尾渣的資源化、減量化、無害化。采用火法-濕法相結合的工藝，高效回收提釩尾渣中的V、Cr、Na等元素。

本發明是一種將提釩尾渣資源化、減量化、無害化處理的方法，具體步驟如下：

S1、加熱溶解：向提釩尾渣中加水，再加熱并攪拌使尾渣中可溶成分溶解，得到混合物，其中混合物中剩余固體以金屬氧化物形式存在；