CN103014360B - 一种从炼钒废渣中浸取回收钒的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从炼钒废渣中利用硝酸和硫酸混合浸取回收钒的方法。该方法包括以下步骤：将经钒冶炼后的含钒废渣破碎、粉碎到粒径为-100目，在温度为20~35℃时用15%~30%的硝酸浸泡一段时间，之后再升温到50~80℃时加入20%~30%的硫酸浸泡一段时间，搅拌，经过6~8h后过滤，滤液按常规工艺制取五氧化二钒。本发明中的含钒废渣浸取钒工艺无需焙烧，极大地降低了对大气环境的污染；采用混酸作为浸出药剂，钒的浸出率要高于一般的废渣提钒工艺，硝酸能破坏废渣中的晶体，使被包裹的钒释放出来，硫酸能浸取大部分未被浸取的钒。本发明的含钒废渣提钒工艺简单，钒的浸出率高，投资费用少，提高了钒资源的利用效率，减少了废渣中钒对环境的污染。

Description

一种从炼钒废渣中浸取回收钒的方法

技术领域

本发明涉及一种从炼钒废渣中浸取回收钒的方法，更具体地讲，涉及用硝酸和硫酸混合浸取经一次炼钒后的含钒废渣中金属钒的方法。

背景技术

钒是制备特种钢、钒钛合金、催化剂等高科技产业的重要原材料，广泛应用于现代工业技术中。钒矿资源主要有钒钛磁铁矿和石煤矿，除含钒外，矿石中还含有钼、镍、银等多种元素，从60年代起，含钒矿被大量的开采利用，其中对矿石中钒的提取做了大量的工作。目前，对含钒矿石提钒工艺主要是采用钠盐焙烧酸（碱）浸提钒，该工艺对矿石中钒的提取率只有65%左右，其中还有一部分钒未被提取出来而作为废渣被丢弃，该类废渣中含钒量在0.05~1.5%左右。

随着钒矿的大量开采和消耗，钒矿资源必将日趋紧张，矿石价格也会上涨，所以对废渣再提取有用资源的研究是非常必要的。含钒矿除含钒外还含有硅、钙、铁等元素，在采用钠盐焙烧酸（碱）浸取工艺时，高温条件下，矿中硅、钙、铁及钠等元素形成稳定的晶体，废渣中未被提取的钒大部分是被该类晶体所包裹或者是未被氧化而仍然以+3价、+4价存在。目前，对含钒废渣再提取钒的研究仍是当今世界较突出的难题。

在CN101215005“利用废渣生产五氧化二钒的方法”中公开了用钒渣提取五氧化二钒的方法：向废渣中加入碱金属盐，混合后置于焙烧炉内进行氧化焙烧，被烧后的钒渣熟料水浸，过滤后的滤液除杂质并调节其pH值后加入铵盐沉淀，沉淀物经煅烧得到五氧化二钒。该专利使用的钒渣为高硅低钒矿渣，五氧化二钒的含量为2.0~8.0%，经该法提取后的弃渣中五氧化二钒的残留量为0.55~1.0%。此方法虽有一定的提取效果，但该工艺是通过添加碱金属盐焙烧后再提取钒，工序较复杂，且操作比较严格。

在CN101230419“一种从含钒石煤或含钒灰渣中提取五氧化二钒以及综合提取铵明矾和铁红的方法”中公开了一种从含钒石煤或含钒灰渣中提取五氧化二钒的方法：将含钒石煤直接焙烧脱炭后再进行细磨，然后将料渣粉倒入浸出池，在加温条件下进行搅拌、过滤，滤液除杂后加入硫酸铵，加热条件下浓缩得到含钒硫酸盐晶体，经煅烧后得到五氧化二钒。该专利除了提取五氧化二钒外还提取出铵明矾和铁红。虽然该工艺能够综合提取有用资源，但是在工序中采用高温焙烧，产生的有毒气体污染环境且对设备要求较严格。

在CN1936037A“在压力场下从转炉炼钢提钒渣中氧化转化浸出钒的方法”中公开了一种在压力场下从转炉炼钢提钒渣中氧化转化浸出钒的方法：将转炉炼钢提钒渣、氧化剂（工业氧气）和浸出剂（硫酸）加入到加压釜中，控制转化温度100~300℃，在1.0MPa~6.0MPa压力条件下，直接氧化转化转炉炼钢提钒渣中的钒进入溶液，从而达到提取钒的目的。但是，该专利设备要求高、操作严格且耗费大。

由上可见，现有的含钒废渣提钒工艺大都采用高温氧化焙烧再浸取提钒工艺以及高温高压下氧化浸取提钒工艺，对设备要求高且污染环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有含钒废渣中钒提取困难、设备要求高、工序复杂的问题，提供了一种从经一次炼钒后的含钒废渣中直接浸取金属钒的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用硝酸和硫酸溶液混合浸取的方式回收金属钒，其技术方案如下：

a、将含钒废渣破碎、磨碎，得到粒径为-100目的矿粉；

b、将浓度为10%~30%的硝酸溶液按一定比例加入到步骤a的矿粉中，加热、搅拌、浸泡一定时间，然后再将20%~30%的硫酸溶液按比例加入到混合物中，加热、搅拌、浸泡一段时间；

c、过滤步骤b所得的混合物，得到滤液；

d、将滤液经调pH后通过具有吸附钒离子的离子交换树脂，解吸后加入铵盐进行沉钒，过滤得到多钒酸铵滤饼或偏钒酸铵滤饼；

e、煅烧步骤d所得的沉钒滤饼，得到五氧化二钒。

本发明所述的经一次炼钒后的含钒废渣中钒的含量为0.3%~0.8%。

本发明对上述从含钒废渣中提取重金属钒的方法中各药剂和工艺参数进行了限定：将含钒废渣粉碎至-100目，按矿石粉:硝酸:硫酸溶液的质量体积比为1:0.5:0.5~1:2:2的比例混合，搅拌速率为150~250 r/min，硝酸浸泡温度为20~35℃、浸泡时间4~6h，硫酸浸泡温度为50~80℃、浸泡时间2~4h，之后过滤，滤液按常规工艺制取五氧化二钒。

与现有技术相比，本发明的含钒废渣直接浸取钒的工艺无需添加附加剂高温焙烧，消除了提钒过程中对大气环境的污染；采用硝酸和硫酸作为浸出剂，硝酸能破坏废渣中包裹钒的晶体，释放被包裹的金属钒离子，硫酸能够浸取被废渣所释放的金属钒，从而达到氧化及浸取钒的目的。该混酸浸取工艺能回收废渣中有价金属钒，降低了废渣处理时对环境的危害。而且本发明钒的浸出率可达到80%以上，提钒工艺简单，钒的浸出率高，设备简单，节省投资和降低运行费用。

具体实施方式

实施例1、取含钒废渣0.5kg，其中含钒量为0.5%，破碎并磨矿至-100目的矿粒，控制温度20℃、搅拌速率150 r/min条件下,加入0.25L浓度为15%的硝酸溶液浸泡4h，之后升温到50℃加入0.25L质量浓度为20%的硫酸溶液浸泡2h，过滤，滤液经净化、离子交换、铵盐沉钒等工序提取五氧化二钒。滤液中钒的浸出率为80.4%，滤渣作为建筑材料或路基材料使用。

实施例2、取含钒废渣0.5kg，其中含钒量为0.5%，破碎并磨矿至-100目的矿粒，控制温度20℃、搅拌速率150 r/min条件下,加入0.25L浓度为30%的硝酸溶液浸泡4h，之后升温到50℃后入0.25L质量浓度为20%的硫酸溶液浸泡4h，过滤，滤液经净化、离子交换、铵盐沉钒等工序提取五氧化二钒。滤液中钒的浸出率为84%，滤渣作为建筑材料或路基材料使用。

实施例3、取含钒废渣0.5kg，其中含钒量为0.5%，破碎并磨矿至-100目的矿粒，控制温度35℃、搅拌速率250 r/min条件下,加入1.0L浓度为30%的硝酸溶液浸泡6h，之后升温到80℃后入1.0L质量浓度为20%的硫酸溶液浸泡2h，过滤，滤液经净化、离子交换、铵盐沉钒等工序提取五氧化二钒。滤液中钒的浸出率为86.7%，滤渣作为建筑材料或路基材料使用。

实施例4、取含钒废渣0.5kg，其中含钒量为0.5%，破碎并磨矿至-100目的矿粒，控制温度35℃、搅拌速率250 r/min条件下,加入1.0L浓度为30%的硝酸溶液浸泡6h，之后升温到80℃后入1.0L质量浓度为30%的硫酸溶液浸泡2h，过滤，滤液经净化、离子交换、铵盐沉钒等工序提取五氧化二钒。滤液中钒的浸出率为89.1%，滤渣作为建筑材料或路基材料使用。

Claims (3)

1.一种从炼钒废渣中浸取回收钒的方法，其特征在于：将经一次炼钒后的含钒废渣粉碎，加入浓度为10%~30%的硝酸溶液浸泡一段时间后再加入20%~30%的硫酸浸泡，加热、搅拌、过滤，滤液再按常规工艺制取五氧化二钒。

2.按照权利要求1所述的一种从炼钒废渣中浸取回收钒的方法，其特征在于，将经一次炼钒后的含钒废渣破碎、磨矿至粒度为-100目的矿粒，加入硝酸溶液一段时间后再加入硫酸溶液，矿粉:硝酸:硫酸的比例（质量体积比）为1:0.5:0.5~1:2:2，硝酸浸泡时间控制在4~6h、控制温度在20~35℃，硫酸浸泡2~4h、控制温度在50~80℃，搅拌速率控制在150~250r/min，过滤，滤液按常规工艺制取五氧化二钒。

3.按照权利要求1所述的一种从炼钒废渣中浸取回收钒的方法，其特征在于，含钒废渣中钒的含量为0.3%~0.8%。