CN105671340A - 一种含钒原料低温焙烧提钒的方法 - Google Patents

一种含钒原料低温焙烧提钒的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种含钒原料低温焙烧提钒的方法，所述方法为：将含钒原料与锰源混合后焙烧，得到含钒熟料，之后，将含钒熟料用铵盐溶液浸出，固液分离，得到含钒液和提钒尾渣，所述铵盐溶液为碳铵溶液、草酸铵溶液或磷酸铵溶液中的任意一种或至少两种的组合。所述方法焙烧温度低，避免了含钒原料在焙烧过程中产生的物料烧结、窑体结圈现象，钒较完全地进入熟料(提钒尾渣中V2O5含量为可低至0.08％)；使用铵盐溶液浸出，钒的转化率高，达98.5％，同时浸出液中的杂质元素较少，有利于制备高纯度钒产品；工艺简单易用、适应范围广并且成本低，具有很高的社会效益和经济效益。

Description

一种含钒原料低温焙烧提钒的方法
技术领域
本发明属于钒提取技术领域，涉及一种从含钒原料中提钒的方法，尤其涉及一种含钒原料低温(750～850℃)焙烧提钒的方法。
背景技术
传统的钒渣提钒方法为焙烧-水浸/酸浸法提钒，其中含钒原料钠化焙烧-水浸提钒为提钒的主流方法。该方法是采用钠盐添加剂(如食盐、芒硝或纯碱等)帮助三价钒氧化为五价钒并使其转化为可溶性的钒酸盐。钠化焙烧过程需要消耗大量的钠盐，钒回收率低，单次焙烧钒回收率为70％左右，经多次焙烧后钒的回收率也仅为80％；焙烧温度高(750～850℃)，且需多次焙烧，能耗偏高；在焙烧过程中会产生有害的SO2、HCl、Cl2等侵蚀性气体，污染环境；同时高温焙烧过程容易产生物料烧结及窑体结圈现象，阻碍了钒的进一步氧化，钒转化率降低，同时降低了生产效率。沉钒过程中产生大的沉钒废水，这些废水处理代价较高。
针对钠化焙烧的问题，现在发展了另一种方法钙化焙烧，该方法有别于钠化焙烧之处是它将石灰或石灰石或其他钙化合物按一定比例添加到含钒原料中，使低价钒氧化并生成可溶于酸的钒酸钙，达到与其他杂质分离的目的。但该方法及工艺在焙烧温度为890℃以上时仍然会出现物料烧结、回转窑结圈等焙烧设备不能正常运行的问题，因此同钠化焙烧一样在实际生产过程中也用了配加提钒尾渣的焙烧方法。并且熟料酸浸过程Fe、P等元素也同钒一起进入浸出液，后续分离较困难。
CN103937978A，CN104003442A和CN103952565A分别提出来了一种含钒原料经高温焙烧后用铵盐溶液或者氨水浸出提钒的新方法。CN103952565A提出了一种钒渣铵盐浸取制备偏钒酸铵的方法，其中钒渣的焙烧温度为600～1000℃，所述焙烧的时间为1～4h；焙烧温度为900℃焙烧时间为60min时，获得钒转浸率为90.89％。为了在低温焙烧条件下获得较高的钒转浸率，采用了延长焙烧时间的方法，例如，实施例中描述是将物料在800℃焙烧120分钟，氧化气氛为空气，获得钒转浸率为91.89％。但是，其存在焙烧温度较高，钒渣直接焙烧易出现物料烧结、焙烧设备结圈等不能正常运转的问题。
在钒渣空白焙烧的过程中，三价钒氧化为五价钒并可与含钒原料中的氧化镁、氧化铁及三氧化二锰等生成偏钒酸铁、焦钒酸铁、偏钒酸镁、焦钒酸镁、偏钒酸锰和焦钒酸锰等物相，生成的钒酸盐可与铵盐浸出剂反应生成偏钒酸铵进入浸出液，这即为空白焙烧-铵盐浸出的过程机理。但是焙烧过程中生成的钒酸盐在较高温度下比如880～900℃会液化，再加上钒渣焙烧的氧化反应过程为放热反应可促使物料温度的升高。当焙烧物料中的液相达到一定程度后就可出现物料粘结的现象，进而可在焙烧设备上形成结圈影响生产的顺畅进行。若能通过比较合理的手段降低焙烧温度，避免焙烧所生成钒酸盐的液化或控制钒酸盐液化的比例即可有效避免焙烧粘结、结圈现象。
CN103898329A公开了一种锰化焙烧钒渣的提钒方法，所述方法包括以下步骤：a、将钒渣破碎并将破碎后的钒渣与氧化剂混合，之后进行高温焙烧，得到熟料；b、将所述熟料破碎并将破碎后的熟料与水混合，之后加入酸液进行浸出，得到含钒浸出液和提钒尾渣，其中，所述氧化剂为含四价锰的物料，所述四价锰的物料为二氧化锰、软锰矿、电解锰阳极泥中的一种或多种。但是该方法仍然需要在800～900℃条件下焙烧，焙烧温度和能耗较高，并且焙烧后的熟料需要酸浸，导致杂质进入浸出液，故需要对浸出液进行除杂增加操作步骤和生产成本，且因为浸出液中杂质较多可对钒产品的纯度产生影响。
到目前为止，未发现在保证含钒原料焙烧-铵浸钒转浸率高的同时降低焙烧温度(保证焙烧设备正常运行)和不增加焙烧设备物料处理量并且不延长焙烧时间(保证焙烧设备的正常作业效率)的相关文献和研究。因此，需要寻求一种既能降低焙烧温度，提高钒的的回收率，又能避免焙烧粘结、结圈现象的焙烧方法。
发明内容
针对现有技术存在的焙烧温度高、焙烧物料烧结以及窑体结圈问题，本发明的目的在于提供一种含钒原料低温焙烧提钒的方法，所述方法能够降低提钒过程中含钒原料焙烧的温度，避免焙烧物料烧结和窑体结圈，同时提高含钒原料焙烧过程的氧化效率，提高钒的转化率，所述方法简单、适应范围广、成本低，具有很高的社会效益和经济效益。
本发明所述低温如无特殊说明均是指750～850℃。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种含钒原料提钒的方法，所述方法为：将含钒原料与锰源混合后焙烧，得到含钒熟料，之后，将含钒熟料用铵盐溶液浸出，固液分离，得到含钒液和提钒尾渣，所述铵盐溶液为草酸铵溶液、碳铵溶液或磷酸铵溶液中的任意一种或至少两种的组合。
所述铵盐溶液优选为草酸铵溶液，典型但非限制性的铵盐溶液组合如草酸铵溶液与碳铵溶液，草酸铵溶液与磷酸铵溶液，碳铵溶液、草酸铵溶液与磷酸铵溶液。
所述锰源不局限于含有四价锰的原料，也可为含有低价锰的原料，如含有三价锰和/或二价锰等的原料，或者含有四价锰和三价锰的原料，含有四价锰和二价锰的原料，含有四价锰、三价锰和二价锰的原料。所述锰源不仅能够起到氧化作用，也是焙烧过程中的一种反应物(焙烧时的氧化剂为空气)。
锰源中的锰与五价钒的结合能力比较强。通过外部添加锰源使锰与氧化后的五价钒结合生成偏钒酸锰和焦钒酸锰，能够降低焙烧温度，且将含钒原料中的钒较完全地反应(提钒尾渣中V2O5含量为可低至0.08％)。在较低的焙烧温度下可有效避免由于焙烧温度过高而导致的物料烧结、窑体结圈现象。并且焙烧得到的含钒熟料能够使用铵盐溶液一步浸出。所述铵盐溶液能够大大提高钒的浸出率，钒选择性浸出率高，可达98.5％，可使钒较完全地进入浸出液中；同时杂质元素浸出较少，有利于高纯度钒产品的制备，无含盐废水产生；能够避免了氨气挥发的问题；此外，浸出工艺流程简单，操作环境友好，生产成本低。
所述含钒原料为钒钛磁铁矿、石煤、钒渣、含钒钢渣、含铬钒渣或含钒催化剂中的任意一种或至少两种的组合；其中，含钒催化剂为使用前的催化剂或使用后无法再次使用的催化剂，优选为钒渣。典型但非限制性的组合如钒钛磁铁矿与石煤，钒渣与含钒钢渣，含铬钒渣与含钒催化剂，钒钛磁铁矿、石煤与钒渣，含钒钢渣、含铬钒渣与含钒催化剂，石煤、钒渣、含钒钢渣与含铬钒渣。
优选地，所述含钒原料为粒度小于0.074mm的颗粒占总颗粒数80％以上的料粉，如所述含钒原料的粒度为0.070mm、0.065mm、0.060mm、0.050mm、0.055mm、0.040mm或0.030mm等。
所述锰源为富锰矿石、含锰废料或二氧化锰中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如，富锰矿石与含锰废料，富锰矿石与二氧化锰，二氧化锰与含锰废料，富锰矿石、含锰废料与二氧化锰。所述锰源可使用廉价易得的富锰矿石和含锰废料，因此，所述工艺成本较低。
优选地，所述富锰矿石为软锰矿、硬锰矿、水锰矿、黑锰矿、褐锰矿、菱锰矿或硫锰矿中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合如软锰矿与硬锰矿，水锰矿与黑锰矿，褐锰矿与菱锰矿，硫锰矿与软锰矿，软锰矿、硬锰矿与水锰矿，水锰矿、黑锰矿、褐锰矿与菱锰矿，黑锰矿、褐锰矿、菱锰矿与硫锰矿，优选为硬锰矿、菱锰矿和软锰矿，最优选为菱锰矿。所述锰源廉价易得，可直接降低生产成本。
所述锰源中的锰与含钒原料中钒的摩尔比及n(Mn):n(V)为0.5～4，如摩尔比为0.6、0.8、1、1.5、2、2.5、3或3.5等，优选为1～3。n(Mn)表示锰的摩尔量，n(V)表示钒的摩尔量。
优选地，所述锰源中的为四价锰、三价锰或二价锰中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如四价锰与三价锰，四价锰与二价锰，三价锰与二价锰，四价锰、三价锰和二价锰。
所述焙烧的温度为750～850℃，如760℃、780℃、790℃、800℃、810℃、820℃、830℃、840℃或845℃等，优选为780℃～820℃。
优选地，所述焙烧的时间为0.5～5h，如0.8h、1h、1.5h、1.8h、2.5h、3h、3.5h、4h或4.5h等，优选为0.5～2h。
本发明通过向含钒原料中添加廉价易得的锰源进行焙烧，降低了含钒原料的焙烧温度，避免了焙烧物料的烧结及窑体结圈等问题。
所述铵盐溶液与含钒熟料的液固比为2～30mL/g，如3mL/g、5mL/g、8mL/g、10mL/g、12mL/g、15mL/g、18mL/g、21mL/g、25mL/g或28mL/g等，优选为5～20mL/g。
所述含钒熟料先冷却至10～90℃再用铵盐浸出，如含钒熟料先冷却至12℃、15℃、18℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、60℃、70℃、80℃或85℃等。
优选地，所述浸出的温度为10～95℃，如12℃、15℃、18℃、20℃、28℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、60℃、70℃、80℃或85℃等，优选为20～75℃。
优选地，所述浸出的时间为0.5～6h，如0.8h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h或5.8h等，优选为1～6h。
所述碳铵溶液为含有NH4 +/HCO3 -/OH-、NH4 +/CO3 2-/OH-或NH4 +/HCO3 -/CO3 2-/OH-的溶液。所述“NH4 +/HCO3 -/OH-、NH4 +/CO3 2-/OH-和NH4 +/HCO3 -/CO3 2-/OH-”中的“/”意为“和”。
优选地，所述碳铵溶液为NH4HCO3溶液、(NH4)2CO3溶液或NH4HCO3与(NH4)2CO3的混合溶液。
优选地，所述碳铵溶液中NH4 +质量浓度为50～500g/L，如60g/L、70g/L、80g/L、90g/L、105g/L、110g/L、150g/L、200g/L、260g/L、310g/L、350g/L、380g/L、410g/L、450g/L或480g/L等，优选为100～300g/L；HCO3 -和CO3 2-的质量独立地为碳铵质量的15％～30％，如18％、20％、22％、25％、28％或29％等，优选为20％～25％。
优选地，所述磷酸铵溶液为含有PO4 3-、HPO4 2-或H2PO4 -中的任意一种或至少两种组合和NH4 +的溶液。如所述磷酸铵溶液为含有PO4 3-和NH4 +的溶液，HPO4 2-和NH4 +的溶液，H2PO4 -和NH4 +的溶液，HPO4 2-、H2PO4 -和NH4 +的溶液，PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -和NH4 +的溶液。
优选地，所述磷酸铵溶液中磷酸铵的质量浓度为200～700g/L，如220g/L、250g/L、280g/L、300g/L、320g/L、350g/L、380g/L、400g/L、420g/L、450g/L、500g/L、550g/L、600g/L、620g/L、650g/L或680g/L等，优选为200～600g/L。
优选地，所述磷酸铵溶液为含有PO4 3-、HPO4 2-或H2PO4 -中的任意一种或至少两种组合和NH4 +的溶液。如所述磷酸铵溶液中含有：NH4 +、PO4 3-和HPO4 2-，NH4 +、HPO4 2-和H2PO4 -，NH4 +、PO4 3-、HPO4 2-和H2PO4 -，NH4 +、PO4 3-和H2PO4 -。
所述草酸铵溶液为含有C2O4 2-和NH4 +的溶液。
优选地，所述草酸铵溶液中NH4 +质量浓度为5～300g/L，如8g/L、10g/L、20g/L、30g/L、50g/L、80g/L、100g/L、120g/L、150g/L、180g/L、210g/L、250g/L或280g/L等，优选为20～200g/L，C2O4 2-的质量浓度为10～600g/L，如20g/L、30g/L、40g/L、60g/L、80g/L、100g/L、120g/L、150g/L、200g/L、250g/L、300g/L、350g/L、410g/L、450g/L、480g/L、500g/L、520g/L、550g/L或580g/L等，优选为50～400g/L。
优选地，所述草酸铵溶液由草酸铵固体直接溶于溶剂得到；或通过氨水与草酸溶液或草酸铵晶体反应得到。
优选地，所述溶剂为水，本领域技术人员可根据实际生产情况选择其他的溶剂。
作为优选的技术方案，所述方法包括如下步骤：
(1)将含钒原料粉料与锰源混合，其中，锰源中的Mn2O3与含钒原料粉料中的V2O5的摩尔比为0.5～4，得到混合物料；
(2)将混合物料在750～850℃条件下焙烧0.5～5h，得到含钒熟料；
(3)将含钒熟料在铵盐溶液中浸出提钒，铵盐溶液与含钒熟料的液固比为2～30mL/g，浸出的温度为10～95℃，浸出的时间为0.5～6h，得到含钒液和提钒尾渣。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的含钒原料低温焙烧提钒的方法采用添加锰源的方法，降低了焙烧温度，强化了含钒原料焙烧过程中形成钒酸盐的反应，最大限度防止了物料烧结及窑体结圈的现象；
(2)本发明提供的含钒原料低温焙烧提钒的方法源头控制了焙烧过程中有毒有害气体的释放；提高了含钒原料焙烧过程的氧化效率(提钒尾渣中V2O5含量为可低至0.08％)与氧化效果，提高了钒的转化率(可高达98.5％)与回收率；
(3)本发明提供的低温焙烧含钒原料提钒的方法无含盐废水产生，由于草酸铵不挥发，能够避免氨气挥发的问题，对环境友好；
(4)本发明提供的含钒原料低温焙烧提钒方法工艺简单易用、适应范围广、成本低，具有很高的社会效益和经济效益。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
以下实施例中残渣的V2O5含量为质量百分含量。
实施例1
一种钒渣低温焙烧提钒的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将V2O5含量为10.5％的钒渣与软锰矿混合，软锰矿中的Mn2O3与V2O5的摩尔比为2，得到混合物料；
(2)将混合物料在750℃焙烧4h后得到含钒熟料；
(3)将含钒熟料在草酸铵溶液中浸出提钒，浸出温度为30℃，浸出液固比为10mL/g，浸出时间为2h，固液分离后得到提钒尾渣和含钒液，所述草酸铵溶液中NH4 +质量浓度为100g/L，C2O4 2-的质量浓度为400g/L；所述草酸铵溶液由草酸铵固体直接溶于溶剂得到。
浸出渣经洗涤，烘干，称重并分析残渣的V2O5含量为0.45％，经检测钒的转浸率为95.7％。
实施例2
一种钒渣低温焙烧提钒的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将V2O5含量为14.7％的钒渣与软锰矿混合，软锰矿中的Mn2O3与V2O5的摩尔比为2.5，得到混合物料；
(2)将混合物料在850℃锰化焙烧5h，得到含钒熟料；
(3)将含钒熟料在草酸铵溶液浸出提钒，浸出温度为75℃，浸出液固比为5mL/g，浸出时间为1h，固液分离后得到提钒尾渣和含钒液；其中，所述草酸铵溶液中NH4 +质量浓度为200g/L，C2O4 2-的质量浓度为200g/L；所述草酸铵溶液由草酸铵固体直接溶于溶剂得到。
浸出渣经洗涤，烘干，称重并分析残渣的V2O5含量为0.5％，经检测钒的转浸率为96.6％。
实施例3
一种钒渣低温焙烧提钒的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将V2O5含量为20％的钒渣与软锰矿混合，软锰矿中的Mn2O3与V2O5的摩尔比为3，得到混合物料；
(2)将混合物料在820℃锰化焙烧0.5h后得到含钒熟料；
(3)将含钒熟料在草酸铵溶液浸出提钒，浸出温度为20℃，浸出液固比为20mL/g，浸出时间为6h，固液分离后得到提钒尾渣和含钒液；其中，所述草酸铵溶液中NH4 +质量浓度为150g/L，C2O4 2-的质量浓度为200g/L；所述草酸铵溶液由草酸铵固体直接溶于溶剂得到。
浸出渣经洗涤，烘干，称重并分析残渣的V2O5含量为0.46％，经检测钒的转浸率为97.7％。
实施例4
一种钒渣低温焙烧提钒的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将V2O5含量为20％的钒渣与含锰废料混合，软锰矿中的Mn2O3与V2O5的摩尔比为4，得到混合物料；
(2)将混合物料在780℃锰化焙烧1h后得到含钒熟料；
(3)将含钒熟料在草酸铵溶液浸出提钒，浸出温度为10℃，浸出液固比为2mL/g，浸出时间为3h，过滤后得到提钒尾渣和含钒液；其中，所述草酸铵溶液中NH4 +质量浓度为5g/L，C2O4 2-的质量浓度为600g/L；所述草酸铵溶液由草酸铵固体直接溶于溶剂得到。
浸出渣经洗涤，烘干，称重并分析残渣的V2O5含量为0.48％，经检测钒的转浸率为97.6％。
实施例5
一种钒渣低温焙烧提钒的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将V2O5含量为20％的钒渣与硫锰矿混合，软锰矿中的Mn2O3与V2O5的摩尔比为0.5，得到混合物料；
(2)将混合物料在850℃锰化焙烧4h后得到含钒熟料；
(3)将含钒熟料在草酸铵溶液浸出提钒，浸出温度为95℃，浸出液固比为30mL/g，浸出时间为0.5h，离心后得到提钒尾渣和含钒液；其中，所述草酸铵溶液中NH4 +质量浓度为300g/L，C2O4 2-的质量浓度为10g/L；所述草酸铵溶液通过氨水与草酸溶液反应得到。
浸出渣经洗涤，烘干，称重并分析残渣的V2O5含量为0.41％，经检测钒的转浸率为98％。
实施例6
一种钒渣低温焙烧提钒的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将V2O5含量为10.5％的钒渣与硬锰矿混合，软锰矿中的Mn2O3与V2O5的摩尔比为2，得到混合物料；
(2)将混合物料在850℃锰化焙烧2h后得到含钒熟料；
(3)将含钒熟料在草酸铵溶液浸出提钒，浸出温度为95℃，浸出液固比为30mL/g，浸出时间为0.5h，离心后得到提钒尾渣和含钒液；其中，所述草酸铵溶液中NH4 +质量浓度为200g/L，C2O4 2-的质量浓度为50g/L；所述草酸铵溶液通过氨水与草酸溶液反应得到。
浸出渣经洗涤，烘干，称重并分析残渣的V2O5含量为0.49％，经检测钒的转浸率为95.3％。
实施例7
一种钒渣低温焙烧提钒的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将V2O5含量为15％的钒渣与水锰矿混合，软锰矿中的Mn2O3与V2O5的摩尔比为2，得到混合物料；
(2)将混合物料在790℃锰化焙烧3h后得到含钒熟料；
(3)将含钒熟料在草酸铵溶液浸出提钒，浸出温度为95℃，浸出液固比为30mL/g，浸出时间为0.5h，离心后得到提钒尾渣和含钒液；其中，所述草酸铵溶液中NH4 +质量浓度为200g/L，C2O4 2-的质量浓度为200g/L；所述草酸铵溶液通过氨水与草酸溶液反应得到。
浸出渣经洗涤，烘干，称重并分析残渣的V2O5含量为0.46％，经检测钒的转浸率为97％。
实施例8
一种钒渣低温焙烧提钒的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将V2O5含量为1.5％的钒钛磁铁矿与黑锰矿混合，软锰矿中的Mn2O3与V2O5的摩尔比为2.5，得到混合物料；
(2)将混合物料在820℃锰化焙烧2.5h得到含钒熟料；
(3)将含钒熟料在草酸铵溶液浸出提钒，浸出温度为95℃，浸出液固比为30mL/g，浸出时间为0.5h，离心后得到提钒尾渣和含钒液；其中，所述草酸铵溶液中NH4 +质量浓度为200g/L，C2O4 2-的质量浓度为200g/L；所述草酸铵溶液通过氨水与草酸溶液反应得到。
浸出渣经洗涤，烘干，称重并分析残渣的V2O5含量为0.09％，经检测钒的转浸率为94％。
实施例9
一种钒渣低温焙烧提钒的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将V2O5含量为1.4％的石煤与褐锰矿混合，软锰矿中的Mn2O3与V2O5的摩尔比为2，得到混合物料；
(2)将混合物料在810℃锰化焙烧2h得到含钒熟料；
(3)将含钒熟料在草酸铵溶液浸出提钒，浸出温度为80℃，浸出液固比为10mL/g，浸出时间为2h，过滤后得到提钒尾渣和含钒液；其中，所述草酸铵溶液中NH4 +质量浓度为300g/L，C2O4 2-的质量浓度为500g/L；所述草酸铵溶液通过氨水与草酸溶液反应得到。
浸出渣经洗涤，烘干，称重并分析残渣的V2O5含量为0.08％，经检测钒的转浸率为94.2％。
实施例10
一种钒渣低温焙烧提钒的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将V2O5含量为8.5％的含钒催化剂与菱锰矿混合，软锰矿中的Mn2O3与V2O5的摩尔比为3，得到混合物料；
(2)将混合物料在750℃锰化焙烧2h得到含钒熟料；
(3)将含钒熟料在草酸铵溶液浸出提钒，浸出温度为50℃，浸出液固比为25mL/g，浸出时间为3h，过滤后得到提钒尾渣和含钒液；其中，所述草酸铵溶液中NH4 +质量浓度为20g/L，C2O4 2-的质量浓度为300g/L；所述草酸铵溶液通过草酸铵直接配置得到。
浸出渣经洗涤，烘干，称重并分析残渣的V2O5含量为0.39％，经检测钒的转浸率为95％。
实施例11
一种钒渣低温焙烧提钒的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将V2O5含量为8.5％的含钒催化剂与菱锰矿和钒渣混合，软锰矿及钒渣中的Mn2O3与V2O5的摩尔比为1，得到混合物料；
(2)将混合物料在800℃锰化焙烧2h得到含钒熟料；
(3)将含钒熟料在磷酸铵溶液浸出提钒，浸出温度为50℃，浸出液固比为25mL/g，浸出时间为3h，过滤后得到提钒尾渣和含钒液；其中，所述磷酸铵溶液为含有PO4 3-和NH4 +的溶液，且磷酸铵的质量浓度为700g/L。
浸出渣经洗涤，烘干，称重并分析残渣的V2O5含量为0.26％，经检测钒的转浸率为96.9％。
实施例12
一种钒渣低温焙烧提钒的方法，所述方法除磷酸铵溶液为含有HPO4 2-、H2PO4 -和NH4 +的溶液，并且所述磷酸铵的质量浓度为200g/L外，其余与实施例11相同。
浸出渣经洗涤，烘干，称重并分析残渣的V2O5含量为0.19％，经检测钒的转浸率为97.8％。
实施例13
一种钒渣低温焙烧提钒的方法，所述方法除磷酸铵溶液为含有H2PO4 -和NH4 +的溶液，并且所述磷酸铵的质量浓度为600g/L外，其余与实施例11相同。
浸出渣经洗涤，烘干，称重并分析残渣的V2O5含量为0.24％，经检测钒的转浸率为97.2％。
实施例14
一种钒渣低温焙烧提钒的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将V2O5含量为8.5％的含钒催化剂与菱锰矿混合，软锰矿中的Mn2O3与V2O5的摩尔比为2，得到混合物料；
(2)将混合物料在780℃锰化焙烧3h得到含钒熟料；
(3)将含钒熟料在碳铵溶液浸出提钒，浸出温度为60℃，浸出液固比为15mL/g，浸出时间为6h，过滤后得到提钒尾渣和含钒液；其中，所述碳铵溶液为含有NH4 +/HCO3 -/OH-的溶液，所述碳铵溶液中NH4 +质量浓度为50g/L；HCO3 -的质量为碳铵质量的15％。
浸出渣经洗涤，烘干，称重并分析残渣的V2O5含量为0.23％，经检测钒的转浸率为97.3％。
实施例15
一种钒渣低温焙烧提钒的方法，所述方法除碳铵溶液为含有NH4 +/CO3 2-/OH-的溶液，所述碳铵溶液中NH4 +质量浓度为500g/L；CO3 2-的质量为碳铵质量的30％外，其余与实施例14相同。
浸出渣经洗涤，烘干，称重并分析残渣的V2O5含量为0.19％，经检测钒的转浸率为97.8％。
实施例16
一种钒渣低温焙烧提钒的方法，所述方法除碳铵溶液为含有NH4 +/HCO3 -/CO3 2-/OH-的溶液，所述所述碳铵溶液中NH4 +质量浓度为100；HCO3 -和CO3 2-的质量独立地为碳铵质量的20％外，其余与实施例14相同。
浸出渣经洗涤，烘干，称重并分析残渣的V2O5含量为0.16％，经检测钒的转浸率为98.1％。
实施例17
一种钒渣低温焙烧提钒的方法，所述方法除碳铵溶液为含有NH4 +/HCO3 -/CO3 2-/OH-的溶液，所述所述碳铵溶液中NH4 +质量浓度为300g/L；HCO3 -和CO3 2-的质量独立地为碳铵质量的25％外，其余与实施例14相同。
浸出渣经洗涤，烘干，称重并分析残渣的V2O5含量为0.13％，经检测钒的转浸率为98.5％。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种含钒原料提钒的方法，其特征在于，所述方法为：将含钒原料与锰源混合后焙烧，得到含钒熟料，之后，将含钒熟料用铵盐溶液浸出，固液分离，得到含钒液和提钒尾渣，所述铵盐溶液为碳铵溶液、草酸铵溶液或磷酸铵溶液中的任意一种或至少两种的组合。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含钒原料为钒钛磁铁矿、石煤、钒渣、含钒钢渣、含铬钒渣或含钒催化剂中的任意一种或至少两种的组合；其中，含钒催化剂为使用前的催化剂或使用后无法再次使用的催化剂，优选为钒渣；
优选地，所述含钒原料为粒度小于0.074mm的颗粒占总颗粒数80％以上的料粉。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述锰源为富锰矿石、含锰废料或二氧化锰中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述富锰矿石为软锰矿、硬锰矿、水锰矿、黑锰矿、褐锰矿、菱锰矿或硫锰矿中的任意一种或至少两种的组合，优选为硬锰矿、菱锰矿和软锰矿，最优选为菱锰矿。
4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述锰源中的锰与含钒原料中钒的摩尔比为0.5～4，优选为1～3；
优选地，所述锰源中的为四价锰、三价锰或二价锰中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述焙烧的温度为750～850℃，优选为780℃～820℃；
优选地，所述焙烧的时间为0.5～5h，优选为0.5～2h。
6.利用权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述铵盐溶液与含钒熟料的液固比为2～30mL/g，优选为5～20mL/g。
7.根据权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，所述含钒熟料先冷却至10～90℃再用铵盐浸出；
优选地，所述浸出的温度为10～95℃，优选为20～75℃；
优选地，所述浸出的时间为0.5～6h，优选为1～6h。
8.根据权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，所述碳铵溶液为含有NH4 +/HCO3 -/OH-、NH4 +/CO3 2-/OH-或NH4 +/HCO3 -/CO3 2-/OH-的溶液；
优选地，所述碳铵溶液为NH4HCO3溶液、(NH4)2CO3溶液或NH4HCO3与(NH4)2CO3的混合溶液；
优选地，所述碳铵溶液中NH4 +质量浓度为50～500g/L，优选为100～300g/L；HCO3 -和CO3 2-的质量独立地为碳铵质量的15％～30％，优选为20％～25％；
优选地，所述磷酸铵溶液为含有PO4 3-、HPO4 2-或H2PO4 -中的任意一种或至少两种组合和NH4 +的溶液；
优选地，所述磷酸铵溶液中磷酸铵的质量浓度为200～700g/L，优选为200～600g/L。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述草酸铵溶液为含有C2O4 2-和NH4 +的溶液；
优选地，所述草酸铵溶液中NH4 +质量浓度为5～300g/L，优选为20～200g/L，C2O4 2-的质量浓度为10～600g/L，优选为50～400g/L；
优选地，所述草酸铵溶液由草酸铵固体直接溶于溶剂得到；或通过氨水与草酸溶液或草酸铵晶体反应得到；
优选地，所述溶剂为水。
10.根据权利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将含钒原料粉料与锰源混合，其中，锰源中的Mn2O3与含钒原料粉料中的V2O5的摩尔比为0.5～4，得到混合物料；
(2)将混合物料在750～850℃条件下焙烧0.5～5h，得到含钒熟料；
(3)将含钒熟料在铵盐溶液中浸出提钒，铵盐溶液与含钒熟料的液固比为2～30mL/g，浸出的温度为10～95℃，浸出的时间为0.5～6h，固液分离，得到含钒液和提钒尾渣。
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