CN102277500B - 从高钙金属渣中提取金属的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及从高钙金属渣中提取金属的方法，属于冶金领域。本发明所解决的技术问题是提供了一种可以有效的从高钙金属渣中提取金属的方法。本发明从高钙金属渣中提取金属的方法包括如下步骤：a、配料：取高钙金属渣和添加剂混匀得到混合物料，其中，所述的高钙金属渣中的金属为钒、铬中至少一种；所述的添加剂为铝酸钠，或碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠中的至少一种与氢氧化铝、铝氧化物中的至少一种的混合物；高钙金属渣以金属元素含量计与添加剂以Na2O计的重量配比为0.8～2.5；b、焙烧：混合物料于700～1000℃有氧焙烧2～7h；c、浸出：焙烧后的物料浸出，得到含该金属元素的溶液。

Description

从高钙金属渣中提取金属的方法
技术领域
本发明涉及从高钙金属渣中提取金属的方法，属于冶金领域。
背景技术
高钙金属渣是指钙含量较高的金属渣，如高钙钒渣、高钙钒铬渣、高钙铬渣等。由于这些高钙金属渣的氧化钙含量甚至高达40wt％左右，这给渣中金属的回收利用增加了难度，目前，尚无经济、有效的方法从高钙金属渣中提取金属。
目前，各国的钒钛磁铁矿冶炼，主要是用高炉或回转窑-电炉，冶炼出含钒铁水，含钒铁水再经氧化吹炼提钒得到适合于下一步提取V2O5要求的钒渣。铁水提钒的方法主要有四种：南非海威尔德用摇包提钒、新西兰用铁水包提钒、俄罗斯丘索夫用空气底吹转炉提钒、俄罗斯下塔吉尔和中国攀钢、马钢、承钢等采用氧气顶吹提钒。但是上述方法提钒存在如下缺点：
(1)转炉车间炼钢的生产率低，半钢周转需要一定时间，使冶炼周期从40～45min延长到60～70min；
(2)双联法吹钒时要加入冷却剂致使半钢温度较低(1370～1420℃)，半钢炼钢时，转炉冶炼的热平衡紧张，不能处理数量可观的废钢；
(3)由于炼钢渣量小，金属脱硫率极低(12％～15％)，而传统的氧气顶吹转炉炼钢法脱硫率为30％～50％；
(4)吹钒时金属铁二次氧化及渣中夹杂金属铁造成铁的损失。
由于上述原因，国内外冶金企业提出了转炉单联法提钒炼钢工艺，并进行了一系列的工业试验。单渣法冶炼对炼钢有利，但是从得到的钒渣质量上看，主要问题是钒渣含钒低，V2O5含量平均＜10wt％；氧化钙含量高达40wt％左右；磷含量高。目前还没有从这种高钙磷、低钒的钢渣中有效地提取五氧化二钒的方法的相关报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以有效的从高钙金属渣中提取金属的方法。
本发明从高钙金属渣中提取金属的方法包括如下步骤：
a、配料：取高钙金属渣和添加剂混匀得到混合物料，其中，所述的高钙金属渣中的金属为钒、铬中至少一种；所述的添加剂为铝酸钠，或碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠中的至少一种与氢氧化铝、铝氧化物中的至少一种的混合物；高钙金属渣以金属元素含量计与添加剂以Na2O计的重量配比为0.8～2.5；
b、焙烧：混合物料于700～1000℃有氧焙烧2～7h；有氧焙烧为氧气含量保证焙烧过程发生的氧化还原反应能顺利进行即可；
c、浸出：焙烧后的物料浸出，得到含该金属元素的溶液。
其中，本发明从高钙金属渣中提取金属的方法，所述的高钙金属渣中的金属元素含量优选为0.8～37wt％，CaO含量优选为1.0～45wt％、SiO2含量优选为1.0～40wt％，余量为不可避免的杂质。
进一步的，上述的高钙金属渣优选为高钙钒渣或高钙钒、铬渣。
更进一步的，上述的高钙钒、铬渣中的钒含量优选为0.8～17wt％，Cr含量优选为1.0～20wt％。
其中，为了提高反应速度、使反应更充分，上述的高钙金属渣的粒度优选为65％以上过120目筛。
本发明方法可以将高钙金属渣的CaO与添加剂反应生成铝酸钙，从而使其不被浸出。为了使金属元素的提取效果更好，本发明方法的高钙金属渣中的CaO与添加剂中的Al2O3的重量比优选为0.8～3.5。
其中，本发明方法的c步骤中，可以按照常规的方法浸出，如：中性浸取、酸浸、碱浸等。得到的含该金属元素的溶液可以按常规的方法进行处理从而得到相应的金属或金属产品。另外，如果高钙金属渣中的金属元素含有多种，如含有钒和铬，则所得的含该金属元素的溶液中会含有钒和铬，可以采用常规方法将钒、铬分离。
本发明方法可以有效地将高钙金属渣中的金属元素提取出来，其成本低、工艺简单、可靠，能够满足工业大生产的需要。本发明为高钙金属渣中的金属元素的回收利用提供了一种新的方法，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
本发明从高钙金属渣中提取金属的方法包括如下步骤：
a、配料：取高钙金属渣和添加剂混匀得到混合物料，其中，所述的高钙金属渣中的金属为钒、铬中至少一种；所述的添加剂为铝酸钠，或碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠中的至少一种与氢氧化铝、铝氧化物中的至少一种的混合物；高钙金属渣以金属元素含量计与添加剂以Na2O计的重量配比为0.8～2.5；
b、焙烧：混合物料于700～1000℃有氧焙烧2～7h；有氧焙烧为氧气含量保证焙烧过程发生的氧化还原反应能顺利进行即可；
c、浸出：焙烧后的物料浸出，得到含该金属元素的溶液。
其中，本发明从高钙金属渣中提取金属的方法，所述的高钙金属渣中的金属元素含量优选为0.8～37wt％，CaO含量优选为1.0～45wt％、SiO2含量优选为1.0～40wt％，余量为不可避免的杂质。
进一步的，上述的高钙金属渣优选为高钙钒渣或高钙钒、铬渣。
更进一步的，上述的高钙钒、铬渣中的钒含量优选为0.8～17wt％，Cr含量优选为1.0～20wt％。
其中，为了提高反应速度、使反应更充分，上述的高钙金属渣的粒度优选为65％以上过120目筛。
本发明方法可以将高钙金属渣的CaO与添加剂反应生成铝酸钙，从而使其不被浸出。为了使金属元素的提取效果更好，本发明方法的高钙金属渣中的CaO与添加剂中的Al2O3的重量比优选为0.8～3.5。
其中，本发明方法的c步骤中，可以按照常规的方法浸出，如：中性浸取、酸浸、碱浸等。得到的含该金属元素的溶液可以按常规的方法进行处理从而得到相应的金属或金属产品。另外，如果高钙金属渣中的金属元素含有多种，如含有钒和铬，则所得的含该金属元素的溶液中会含有钒和铬，可以采用常规方法将钒、铬分离。
实例1采用本发明方法从高钙钒渣中提取钒、铬
1、试验原料
(1)高钙钒渣化学成分见表1；
表1高钙钒渣化学成分(wt％)
  成分   V2O5   CaO   SiO2   Cr2O3   P   S   TFe
  含量   7.56   12.76   13.2   1.6   0.12   0.14   23.54
(2)焙烧添加剂为工业纯铝酸钠。
2、试验方法
(1)配料
按钒渣中V2O5含量进行配铝酸钠，折算为Na2O/V2O5重量比为0.8。
(2)焙烧温度和时间
配制好的焙烧物料入炉氧化焙烧、经90min均匀升温至700℃，保温6h后出炉。
(3)浸出：浸出时间60min，液∶固＝4∶1(重量比)、温度95℃。
结果：钒浸出率87wt％，铬浸出率90wt％。
实例2采用本发明方法从高钙钒渣中提取钒、铬
1、试验原料
(1)高钙钒渣化学成分见表1；
(2)焙烧添加剂为工业纯铝酸钠。
2、试验方法
(1)配料
按钒渣中V2O5含量进行配铝酸钠，折算为Na2O/V2O5重量比为1.0。
(2)焙烧温度和时间
配制好的焙烧物料入炉氧化焙烧、经90min均匀升温至850℃，保温4h后出炉。
(3)浸出：浸出时间60min，液∶固＝4∶1，温度95℃。
结果：钒浸出率90wt％，铬浸出率91wt％。
实例3采用本发明方法从高钙钒渣中提取钒、铬
1、试验原料
(1)高钙钒渣化学成分见表1；
(2)焙烧添加剂为工业纯铝酸钠。
2、试验方法
(1)配料
按钒渣中V2O5含量进行配铝酸钠，折算为Na2O/V2O5重量比为1.2。
(2)焙烧温度和时间
配制好的焙烧物料入炉氧化焙烧、经90min均匀升温至1000℃，保温2h后出炉。
(3)浸出：浸出时间60min，液∶固＝4∶1，温度95℃。
结果：钒浸出率92wt％，铬浸出率93wt％。
实例4采用本发明方法从高钙钒渣中提取钒
1、试验原料
(1)高钙钒渣化学成分见表2；
表2高钙钒渣化学成分(wt％)
  成分   V2O5   CaO   SiO2   P   S   TFe
  含量   4.23   48.34   10.02   0.05   0.08   27.32
(2)焙烧添加剂为工业纯铝酸钠。
2、试验方法
(1)配料：按钒渣中V2O5含量进行配碳酸钠与三氧化二铝混合物，折算为Na2O/V2O5重量比为0.8，碳酸钠与三氧化二铝复合添加剂摩尔比为1∶1。
(2)焙烧温度和时间
配制好的焙烧物料入炉氧化焙烧、经90min均匀升温至700℃，保温7h后出炉。
(3)浸出：浸出时间60min，液∶固＝4∶1，温度95℃。
结果：钒浸出率91wt％。
实例5采用本发明方法从高钙钒渣中提取钒
1、试验原料
(1)高钙钒渣化学成分见表2；
(2)焙烧添加剂为工业纯铝酸钠。
2、试验方法
(1)配料：按钒渣中V2O5含量进行配碳酸钠与三氧化二铝混合物，折算为Na2O/V2O5重量比为1.0，碳酸钠与三氧化二铝复合添加剂摩尔比为1∶1。
(2)焙烧温度和时间
配制好的焙烧物料入炉氧化焙烧、经90min均匀升温至1000℃，保温2h后出炉。
(3)浸出：浸出时间60min，液∶固＝4∶1，温度95℃。
结果：钒浸出率91wt％。
实例6采用本发明方法从高钙钒渣中提取钒
1、试验原料
(1)高钙钒渣化学成分见表2；
(2)焙烧添加剂为工业纯铝酸钠。
2、试验方法
(1)配料：按钒渣中V2O5含量进行配碳酸钠与三氧化二铝混合物，折算为Na2O/V2O5重量比为0.8、1.0、1.2，碳酸钠与三氧化二铝复合添加剂摩尔比为1∶1。
(2)焙烧温度和时间
配制好的焙烧物料入炉氧化焙烧、经90min均匀升温至850℃，保温5h后出炉。
(3)浸出：浸出时间60min，液∶固＝4∶1，温度95℃。
结果：钒浸出率92wt％。

Claims (3)

1.从高钙金属渣中提取金属的方法，其特征在于包括如下步骤：
a、配料：取高钙金属渣和添加剂混匀得到混合物料，其中，所述的高钙金属渣中的金属为钒、铬中至少一种；所述的添加剂为铝酸钠，或碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠中的至少一种与氢氧化铝、铝氧化物中的至少一种的混合物；高钙金属渣以金属元素含量计与添加剂以Na2O计的重量配比为0.8～2.5；所述的高钙金属渣中的金属元素含量为0.8～37wt%，CaO含量为1.0～45wt%、 SiO2含量为1.0～40wt%，余量为不可避免的杂质；所述的高钙金属渣为高钙钒渣或高钙钒、铬渣；高钙金属渣中的CaO与添加剂中的Al2O3的重量比为0.8～3.5；
b、焙烧：混合物料于700～1000℃有氧焙烧2～7h；
c、浸出：焙烧后的物料浸出，得到含该金属元素的溶液。
2.根据权利要求1所述的从高钙金属渣中提取金属的方法，其特征在于：所述的高钙钒、铬渣中的钒含量为0.8～17wt%，Cr含量为1.0～20wt%。
3.根据权利要求1～2任一项所述的从高钙金属渣中提取金属的方法，其特征在于：所述的高钙金属渣的粒度为65%以上过120目筛。 
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