CN103014330A - 一种利用焙砂余热提高钒的水浸率的方法 - Google Patents

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李长玲
何慧军
曾光明
罗胜联
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Abstract

本发明公开了一种利用钒焙砂余热提高钒浸出率、减少废水量的方法。该方法是将焙烧后高温焙砂直接加入浸钒池中进行水浸，高温焙砂迅速冷却，减少了可溶性偏钒酸钠向不溶性钒青铜的转化，提高了钒的浸出率；焙烧后焙砂的余热可以使浸出液温度升高，加快钒焙砂中可溶性钒的浸出速度；同时加快浸出液的蒸发，在增加钒浓度的同时，减少了提钒废水量。其特征在于，生产的五氧化二钒纯度高，钒的焙烧转浸率高，废水量减少，减少了后续过程处理废水的难度。

Description

一种利用焙砂余热提高钒的水浸率的方法
技术领域
本发明涉及一种利用出炉焙砂余热提高浸出液中可溶性钒的浓度，同时减少废水量的方法，具体来说就是将于高温下出炉的焙砂直接进行水浸，利用焙砂的高温提高浸出率，同时高温加快部分水分的蒸发，从而减少后续过程中所需处理的废水量。
背景技术
钒是一种重要的金属，广泛应用于冶金、航空航天、电子、化工、医药等各个领域，是我国重要的化工产品。钒矿中的钒主要以V(Ⅲ)和V(Ⅳ)的形式存在，V(Ⅳ)存在于粘土矿物二八面体夹心层中以类质同象形式取代Al3+，V(Ⅳ)以VO2和VO2+等形式存在，VO2在伊利石类粘土矿物二八面体晶体中替代Al3+，难于被水、酸和碱溶解浸出。工业生产中一般是将矿物磨碎到一定粒度，与一定比例的添加剂混匀成球，于高温下焙烧一定时间，冷却后在一定液固比条件下进行水浸、酸浸或碱浸。
水浸是一种在一定的液固比条件下浸取一定的时间后进行固液分离的浸钒方法，由于该方法的浸取率低，在工艺生产中逐渐被浸取率高的酸浸和碱浸法替代，但考虑到水浸法生产的五氧化二钒产品质量高、废水处理简单等方面，水浸法仍然具有很好的应用前景。
常见的钒浸取方法有常温水浸、碱浸和酸浸，传统的多道水浸方法虽然能耗低，但只能浸取可溶性的V(Ⅴ)，并且存在浸取时间长，浸取率低等缺点；酸浸和碱浸虽然浸出率高，可以将不溶性的V(Ⅲ)和V(Ⅳ)浸出，但同时将多种重金属离子浸出到溶液中，增加了废水处理的难度，并且浸取设备要求是防腐材料制成，与后面的废水处理过程一起大大增加了生产的成本。本发明利用高温出炉的焙砂直接进行水浸，利用焙砂的余热加快可溶性钒的浸出，从而提高钒的浸出率，同时高温浸钒可以蒸发掉部分水分，减少后续过程的废水处理量。该方法设备简单，浸出液中杂质含量低，产品的纯度高，产生的浸钒废水中Cr6+、Cd2+、As2+、Pb2+、Hg+的含量低，废水处理简单，同时水浸次数的减少，不仅节约了水资源，而且减少了单位五氧化二钒的废水产生量，是一种环境友好型的工艺生产方法。
发明内容
本发明的目的在于克服常规生产单位五氧化二钒的过程中产生废水量多、水浸速度慢、水浸率低等，提供一种提高浸出液浓度、减少生产单位五氧化二钒废水量、加快偏钒酸钠浸出的方法，充分利用焙砂余热进行清洁生产。
本发明的目的是这样实现的，其方法步骤为：1）将钒矿粉碎到-200目占87%左右时，加入2%-5%的NaCl和5%-10%的Na2CO3，制成粒径为8-10mm的矿球。2）将粒径为8-10mm的矿球在平窑内于750℃-840℃焙烧3-6 h，焙烧熟球于600℃以上出炉，出炉后按2:1的液固比直接进行高温水浸。3）将浸出液与焙砂进行分离，浸出液静置，焙砂再进行二、三次水浸，浸取采用多级逆流浸取。4) 浸取液经静置、离子交换、铵盐沉钒、高温煅烧得到纯度比较高的五氧化二钒。
本发明相比传统方法具有以下优势：
本发明针对现有浸钒技术的不足之处，通过利用高温焙砂直接水浸提钒，弥补了常规逆流水浸提钒浸取率低、用水量大的难题，提高了钒的浸取率；同时克服酸碱浸出工艺中浸出液中杂质含量高，五氧化二钒纯度低，废水处理困难的难题，符合现代社会对节能减排、清洁生产的要求。可见，本发明利用了焙砂的余热提高钒的浸出率，减少了单位五氧化二钒的产生废水量，在节能减排的同时，提高了生产效益。本方法操作简便，生产成本投入比较少，又能得到比较高的钒回收率，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是钒的转浸过程的工艺流程图。
具体实施方式
以下通过实施实例进行说明：湖南某提钒厂所用焙烧矿样为粉碎并过200目筛的石煤，依照焙烧所需温度的要求，进行五氧化二钒的生产。
下面结合说明书附图对本发明做进一步说明：
按照本发明的操作工艺，如附图所示的提钒工艺流程，进行钒的转浸过程。其方法步骤如下：
1）钒的转化
将石煤粉碎并通过分筛使粒度为200目的石煤达到87%左右，添加2%-5%的NaCl和5%-10%的Na2CO3制成粒径为8-10 mm的矿球，将粒径为8-10 mm的矿球在平窑内于750℃-840℃焙烧3-6 h。
2）钒的浸取过程
将高温出炉的焙砂按2:1的液固比直接进行水浸，浸取后进行固液分离，浸出液进入净化池进行物理净化，焙砂则进行二级水浸过程，以此类推进行多级逆流浸取过程。净化后的浸出液经离子交换柱进行富集，富集液经铵盐沉钒，得到的偏钒酸铵经高温煅烧得到纯度为99%的五氧化二钒。
以工艺生产的效果为例，经测定可知，高温水浸法得到的钒的浸出率可达到95%，使钒的焙烧转浸率可达到80%。比以往的60%的焙烧转浸率提高了20%，浸取液的挥发率在15%左右，减少了生产每吨五氧化二钒所产生的废水量，具有经济可行性。

Claims (4)

1.一种利用焙砂余热提高钒的水浸率的方法，其特征在于，利用高温焙砂的余热提高钒的水浸率，减少单位五氧化二钒的废水产生量。
2.根据权利要求1所述的一种利用焙砂余热提高钒的水浸率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将石煤粉碎并通过分筛使粒度为200目的石煤达到87%左右，添加2%-5%的NaCl和5%-10%的Na2CO3的制成粒径为8-10 mm的矿球。
b.钒的转化。将粒径为8-10mm的矿球在平窑内于750℃-840℃焙烧3-6h。
c.钒的浸取过程。将高温出炉的焙砂按2:1的液固比直接进行水浸，浸取4h后进行固液分离，浸出液进入净化池进行物理净化，焙砂则进行二次水浸过程，以此类推进行多级逆流浸取过程。净化后的浸出液经离子交换柱进行富集，富集液经铵盐沉钒，得到的偏钒酸铵经高温煅烧得到纯度为99%的五氧化二钒。
3.根据权利要求1所述的一种利用焙砂余热提高钒的水浸率的方法，其特征在于，焙砂出炉后应直接于高温下进行水浸。
4.根据权利要求3所述的一种利用焙砂余热提高钒的水浸率的方法，其特征在于，焙砂应在液固比为2:1的条件下浸取，固液分离后焙砂再进行几次逆流水浸。
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