CN106834749B - 从含钒钢渣中富集钒的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种从含钒钢渣中富集钒的方法，涉及湿法冶金技术领域。其包括以下步骤：S1、磨矿：对含钒钢渣破碎，之后球磨过筛；S2、富集：采用稀盐酸将步骤S1得到的含钒钢渣搅拌浸出，得到混合浆料；S3、固液分离：将步骤S2中的混合浆料进行固液分离，对固体渣进行洗涤，得到富钒渣和溶出液。本发明的方法操作简单，能耗低，成本低，绿色环保，能够有效降低含钒钢渣中的Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的含量，提高钒的品位，利于钒从含钒钢渣中分离和提取，大大提高钒的收率。
Description
技术领域
本发明涉及一种从含钒钢渣中富集钒的方法，涉及湿法冶金技术领域。
背景技术
含钒钢渣是钒钛磁铁矿冶炼流程的副产品，其有两种产生途径：一种是半钢中残存的钒经炼钢后氧化进入渣中；另一种是未经吹炼钒渣的铁水直接炼钢得到的渣体。含钒钢渣的特点有以下几点：(1)Ca、Mg、Fe、Mn等杂质含量高，结晶完善，质地密实，解离度差；(2)成分复杂且波动较大；(3)钒含量较低(以V2O5的含量计为2％-4％)。
目前，从含钒钢渣中提钒的工艺主要有两种：一种是含钒钢渣返回炼铁富集钒，炼出高含钒渣，再进一步提钒。该工艺易造成磷在铁水中循环富集，降低烧结矿品位，增加炼铁能耗；另一种是直接提钒法，包括钠化焙烧、钙化焙烧、降钙焙烧和直接酸浸等工艺。其中，钠化焙烧存在钒的转化率低，焙烧过程污染空气，钠盐耗量大的问题。钙化焙烧对物料有一定的选择性，存在成本偏高，钒的转化率偏低等问题。降钙焙烧还没有工业化推广，只停留在实验室阶段，且成本高。直接酸浸耗酸量大，得到的浸出液杂质较多，难以进行后续分离。综上所述可知，现存的从含钒钢渣中提钒的工艺普遍存在成本高、污染严重等问题。
由于含钒钢渣含有较高的Ca、Mg、Fe、Mn等杂质，尤其是高含量的Ca，使其中的钒难以回收利用。发达国家对转炉钢渣的利用率较高，而我国仅为50％。我国每年排放的含钒钢渣近百万吨，不仅污染环境，而且造成钒资源的大量流失。因此，有必要对含钒钢渣在提钒之前进行原料预处理，将原料中的Ca、Mg、Fe、Mn等杂质去除，将钢渣中的钒富集起来，为后续提钒提供优质原料，以利于钒从钢渣中的分离、提取。
中国专利CN200510094963.3公开了一种含钒钢渣中钒的富集方法，该方法包括以下步骤：在含钒钢渣中加入渣量5-16％的一种或几种以下添加剂：SiO2、Al2O3、莫来石(3SiO2·2Al2O3)，在大气氧位或高于大气氧位条件下熔化处理，然后冷却、保温后，将含钒钢渣取出，在空气中淬冷。该方法熔化处理时所用温度高(1500℃-1550℃)，耗能大，成本高，污染环境，且不能解决含钒钢渣中杂质高的问题。
综上所述，急需提供一种绿色环保，低能耗，成本低，可降低含钒钢渣中Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的含量，提高钒的品位，利于钒从含钒钢渣中分离和提取，大大提高钒的收率的方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种从含钒钢渣中富集钒的方法，该方法操作简单，能耗低，成本低，绿色环保，能够有效降低含钒钢渣中Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的含量，提高钒的品位，利于钒从含钒钢渣中分离和提取，大大提高钒的收率。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种从含钒钢渣中富集钒的方法，包括以下步骤：
S1、磨矿：对含钒钢渣破碎，之后球磨过筛；
S2、富集：采用稀盐酸将步骤S1得到的含钒钢渣搅拌浸出，得到混合浆料；
S3、固液分离：将步骤S2中的混合浆料进行固液分离，对固体渣进行洗涤，得到富钒渣和溶出液。
进一步的，还包括以下步骤：
S4、盐酸再生：将步骤S3得到的溶出液加热、氧化，生成盐酸蒸汽，经淋洗吸收后得到盐酸溶液。
进一步的，所述步骤S1中的含钒钢渣为半钢中残存的钒经炼钢后氧化进入渣中形成的渣体或未经吹炼钒渣的铁水直接炼钢得到的渣体。
进一步的，在所述步骤S1中，含钒钢渣破碎后的颗粒粒度小于等于20mm。
进一步的，在所述步骤S1中，球磨过筛后的磨矿粒度为80目-100目。
进一步的，所述步骤S2中的稀盐酸的浓度为0.5mol/L-4mol/L，稀盐酸与含钒钢渣的液固比为(2-8)ml:1g；
优选的，所述步骤S2中的稀盐酸的浓度为2mol/L，稀盐酸与含钒钢渣的液固比为6ml:1g。
进一步的，所述S2中的浸出温度为15℃-80℃，浸出时间为10min-360min；
优选的，所述步骤S2中的浸出温度为40℃，浸出时间为120min。
进一步的，在所述步骤S2中，采用水浴加热装置进行加热。
进一步的，在所述步骤S3中，采用洗涤液对固体渣进行三级逆流洗涤。
进一步的，所述洗涤液为蒸馏水。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
本发明对含钒钢渣进行破碎球磨处理，不仅可以降低后续酸浸的反应时间，而且利于后续酸浸对钢渣中Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的快速浸出，如此，在后续酸浸处理后，可从含钒钢渣中快速富集到高品位的钒，钒的富集度高，利于钒从含钒钢渣中分离和提取，大大提高后续提取钒的收率。
与现有的焙烧和直接酸浸方法相比，本发明的从含钒钢渣中富集钒的方法操作简单，能耗低，成本低，绿色环保，可以在短时间内迅速将含钒钢渣中的钒富集到1.1-3.6倍，同时降低了含钒钢渣中Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的含量，为后续提取钒提供优质原料，大大提高了后续提取钒的收率。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的一种从含钒钢渣中富集钒的方法的流程示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
本发明提供一种从含钒钢渣中富集钒的方法，具体的方法参见以下实施例1-9。其中，所用含钒钢渣取自河钢承钢生产车间，其成分见表1所示。
表1承钢含钒钢渣主要化学组成
含钒钢渣中上述各成分的含量均为质量百分比，且各数据小数点后保留四位小数。其中，Ca杂质以金属Ca、CaO的形式存在于含钒钢渣中，Mg杂质以金属Mg、MgO的形式存在于含钒钢渣中，Fe杂质以金属Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的形式存在于含钒钢渣中，Mn杂质以金属Mn、MnO、MnO2、Mn2O3、Mn3O4、Mn2O5的形式存在于含钒钢渣中。类似上述情况，其他元素也以单质及其氧化物的形式存在于含钒钢渣中。
实施例1
如图1所示，实施例1提供一种优选的从含钒钢渣中富集钒的方法，其中，该从含钒钢渣中富集钒的方法包括以下步骤：
S1、磨矿：对含钒钢渣破碎至粒度小于等于20mm的颗粒，之后均匀球磨，磨矿至过100目筛。
S2、富集：称取40g含钒钢渣，加入浓度为3mol/L、稀盐酸与含钒钢渣的液固比为2:1的稀盐酸，采用水浴加热装置在30℃下磁力搅拌，浸出时间为120min，得到混合浆料。
其中，浓度为3mol/L的稀盐酸的制备过程为：首先称取60ml蒸馏水，然后加入20ml优级纯(质量分数为36％-38％，浓度约为12mol/L)的浓盐酸，搅拌混合均匀得到。
S3、固液分离：将富集完成的混合浆料采用漏斗进行固液分离，对渣采用蒸馏水进行洗涤，得到富钒渣和溶出液。
S4、盐酸再生：将得到的溶出液加热、氧化，生成盐酸蒸汽，经淋洗吸收后得到盐酸溶液。
通过电感耦合等离子体发射光谱仪(简称ICP光谱仪)对步骤S3得到的富钒渣进行元素分析，并通过计算可得富钒渣中各化学组成的含量。富钒渣的ICP分析见表2所示，其中，表2中各成分的含量均为质量百分比，各数据小数点后保留四位小数。
表2富钒渣的ICP分析
依据含钒钢渣中钒的富集倍数的计算公式：钒的富集倍数＝(钒在富钒渣中的含量×富钒渣的质量)/(钒在含钒钢渣中的含量×含钒钢渣的质量)，经计算得出，实施例1中的富钒渣中的钒富集了3倍。
实施例2-9
同实施例1所述的从含钒钢渣中富集钒的方法步骤类似，实施例2-9是通过调整步骤S1中的磨矿粒度，步骤S2中的含钒钢渣的质量，稀盐酸的浓度，稀盐酸与含钒钢渣的液固比，浸出温度，浸出时间等工艺参数条件来实现。实施例2-9的工艺条件具体以下如表3所示。
表3：实施例2-9的工艺条件情况
通过电感耦合等离子体发射光谱仪(简称ICP光谱仪)分别对实施例2-9中的富钒渣进行元素分析，并通过计算得到富钒渣中各化学组成的含量。依据实施例1所述的含钒钢渣中钒的富集倍数的计算公式，分别计算出实施例2-9各富钒渣中钒的富集倍数。实施例2-9中富钒渣的ICP分析及富钒渣中钒的富集倍数见以下表4所示，其中，表4中各成分的含量均为质量百分比，各数据小数点后保留四位小数。
表4实施例2-9中富钒渣的ICP分析及其钒的富集倍数
具体的，含钒钢渣破碎后的颗粒粒度小于等于20mm，可方便后续磨矿过筛处理，进而降低后续酸浸的反应时间，利于后续酸浸对钢渣中Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的快速浸出，提高钒的富集度，利于钒从含钒钢渣中分离和提取，大大提高后续提取钒的收率。
磨矿对含钒钢渣中钒的富集有重要作用。磨矿利于酸浸对钢渣中Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的快速浸出，不仅可以缩短酸浸的反应时间，而且对Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的溶出率具有影响。当磨矿粒度越小时，Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的溶出率越高，钒的富集度越高；相反，当磨矿粒度越大时，包裹在含钒钢渣里面的部分杂质不能很好的快速地与稀盐酸接触反应，造成钒的富集度降低。但是，当磨矿粒度过小时，部分磨矿矿物容易被较大的风力吹跑，不仅减少了含钒钢渣渣体的质量，造成矿物资源的浪费，大大降低了钒的富集度，钒的回收利用率差，也增加了工艺成本，而且造成严重的环境污染问题。当磨矿粒度过大时，含钒钢渣的Ca、Mg、Fe、Mn等杂质不能充分彻底地被稀盐酸溶出，从而降低了钒的品位和富集度，进而不利于钒从含钒钢渣中分离和提取，大大降低了钒的收率。因此，本发明的球磨过筛后的磨矿粒度范围为80目-100目。
在现有生产五氧化二钒的酸浸方法中，采用的酸液为硫酸，但是采用硫酸不宜溶解出含钒钢渣中的Ca杂质，含钒钢渣中的Ca杂质含量高，造成钒的品位和富集度低，进而大大降低了钒的收率。当然，可以采用浓盐酸溶解钒的方法来富集到钒，但是需要说明的是，溶解钒的浓盐酸必须达到一定的热力学条件，要求浓盐酸的浓度为4mol/L以上才可实现钒的富集，浓盐酸的浓度越高钒的溶解效果越好，如此，采用浓盐酸来富集钒的操作条件较为苛刻，安全性相对差，同时增加了工艺成本。
基于此，本发明采用稀盐酸酸浸含钒钢渣，通过溶出含钒钢渣中的Ca、Mg、Fe、Mn等杂质，减少Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的含量来富集到钒。本发明只需在常压低温下就可以从含钒钢渣中快速富集到钒，且钒富集倍数高，整个方法易于操作，安全性好，工艺成本低。
稀盐酸的浓度对钒的富集度产生影响。按照一般理论，稀盐酸的浓度越高，钒的富集度越高，经计算得到的钒的富集倍数越高。但是，随着稀盐酸浓度的增高，将会形成大量的硅酸盐，反应体系粘度增加，不利于固液分离。经试验，当稀盐酸的浓度高于4mol/L时，无法分离富钒渣和溶出液。综上得出，本发明的稀盐酸的浓度范围为0.5mol/L-4mol/L。当稀盐酸的浓度为2mol/L时，富钒渣中的钒含量最多，同时溶出液中的钒含量最少。因此，本发明的稀盐酸的浓度优选为2mol/L。
稀盐酸与含钒钢渣的液固比对钒以及Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的收率是有影响的。当稀盐酸与含钒钢渣的液固比较小时，含钒钢渣的含量相对较高，酸液的含量较少，一定程度上降低了含钒钢渣与稀盐酸的接触几率，减缓了传质速度，从而增加了富钒渣的杂质含量，降低了钒的富集倍数。当稀盐酸与含钒钢渣的液固比增大时，一定程度上增加了含钒钢渣与稀盐酸的接触几率，从而加速了传质速度，降低了富钒渣的杂质含量，提高了钒的富集倍数。当稀盐酸与含钒钢渣的液固比较高时，含钒钢渣的含量相对较低，原料减少，导致钒的富集倍数也不会太理想。综合考虑浸出率和固液过滤性能，最终得出，稀盐酸与含钒钢渣的液固比范围为(2-8)ml:1g，且当稀盐酸与含钒钢渣的液固比为6ml:1g时，钒的富集效果最优。
本发明采用水浴加热方式使酸浸反应体系的温度更加均匀，反应充分彻底，利于钒的富集。
酸浸反应的浸出温度对钒以及Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的收率产生影响。当酸浸反应的浸出温度过低时，不利于Ca、Mg、Fe、Mn等杂质与稀盐酸反应的发生，如此，降低了Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的溶出率，同时增加了富钒渣中Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的含量，大大降低了钒的富集度。当酸浸反应的浸出温度升高时，一定程度上利于Ca、Mg、Fe、Mn等杂质与稀盐酸反应，使得Ca、Mg、Fe、Mn等杂质尽可能完全溶出，如此，增加了Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的溶出率，同时降低了富钒渣中Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的含量，大大增加了富钒渣中的钒的含量，提高钒的富集倍数。当酸浸反应的浸出温度过高时，虽然提高了Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的溶出率，但同时一部分钒也被酸液浸出，从而降低了富钒渣中钒的含量，大大降低了钒的富集度。综上得出，酸浸反应的浸出温度范围为15℃-80℃，且当酸浸反应的浸出温度为40℃时，钒的富集效果最优。
此外，酸浸反应的浸出时间也会对钒以及Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的收率产生影响。当酸浸反应的浸出时间为10min时，含钒钢渣中的钒已经开始富集，随着酸浸反应的浸出时间越长，Ca、Mg、Fe、Mn等杂质与稀盐酸反应越充分，钒的富集倍数也越大，钒的富集度越高，经试验，酸浸反应的浸出时间在30min-360min内，钒的富集倍数相差不是很大，为了节省工艺成本，综合考虑酸浸反应的浸出时间为120min是最优的时间。
通过对实施例1-9中富钒渣的ICP分析及钒的富集倍数数据对比，在磨矿粒度为90目，稀盐酸的浓度为2mol/L，稀盐酸与含钒钢渣的液固比为6ml:1g，酸浸反应的浸出温度为40℃，浸出时间为120min的条件下，钒的富集倍数最大，Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的含量相对较低。
为了除去富钒渣表面的酸，本发明采用蒸馏水对固体渣进行三级逆流洗涤，如此，可以去除富集后的含钒原料中的残留氯离子，便于后续提钒、使用，提高钒的收率。
为了使从含钒钢渣中富集钒的工艺更经济、更环保，将最终得到的溶出液进行加热、氧化，生成盐酸蒸汽，经淋洗吸收后得到盐酸溶液，从而使盐酸得到再生，可继续二次使用，避免了原料的浪费，提高了原料的利用率。当然，也可以将富集过程中浸出反应后剩余的稀盐酸溶液进行再生，经过同样的上述回收方法，得到可循环使用的盐酸溶液，进一步提高了原料的利用率，经济又环保。
本发明的从含钒钢渣中富集钒的方法操作简单，能耗低，成本低，绿色环保，可以在短时间内迅速将含钒钢渣中的钒富集到1.1-3.6倍，同时降低了含钒钢渣中Ca、Mg、Fe、Mn等杂质的含量，为后续提取钒提供优质原料，大大提高了后续提取钒的收率。
以上结合具体实施方式描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可联想到本发明其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种从含钒钢渣中富集钒的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、磨矿：对含钒钢渣破碎，之后球磨过筛；
S2、富集：采用稀盐酸将步骤S1得到的含钒钢渣搅拌浸出，得到混合浆料，所述稀盐酸的浓度为0.5mol/L-4mol/L；
S3、固液分离：将步骤S2中的混合浆料进行固液分离，对固体渣进行洗涤，得到富钒渣和溶出液。
2.如权利要求1所述的从含钒钢渣中富集钒的方法，其特征在于：还包括以下步骤：
S4、盐酸再生：将步骤S3得到的溶出液加热、氧化，生成盐酸蒸汽，经淋洗吸收后得到盐酸溶液。
3.如权利要求1所述的从含钒钢渣中富集钒的方法，其特征在于：所述步骤S1中的含钒钢渣为半钢中残存的钒经炼钢后氧化进入渣中形成的渣体或未经吹炼钒渣的铁水直接炼钢得到的渣体。
4.如权利要求1所述的从含钒钢渣中富集钒的方法，其特征在于：在所述步骤S1中，含钒钢渣破碎后的颗粒粒度小于等于20mm。
5.如权利要求1所述的从含钒钢渣中富集钒的方法，其特征在于：在所述步骤S1中，球磨过筛后的磨矿粒度为80目-100目。
6.如权利要求1所述的从含钒钢渣中富集钒的方法，其特征在于：所述步骤S2中的稀盐酸与含钒钢渣的液固比为(2-8)ml:1g。
7.如权利要求1所述的从含钒钢渣中富集钒的方法，其特征在于：所述步骤S2中的浸出温度为15℃-80℃，浸出时间为10min-360min。
8.如权利要求1所述的从含钒钢渣中富集钒的方法，其特征在于：在所述步骤S2中，采用水浴加热装置进行加热。
9.如权利要求1所述的从含钒钢渣中富集钒的方法，其特征在于：在所述步骤S3中，采用洗涤液对固体渣进行三级逆流洗涤。
10.如权利要求9所述的从含钒钢渣中富集钒的方法，其特征在于：所述洗涤液为蒸馏水。
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|---|---|---|---|---|
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| CN102011010A (zh) * | 2009-09-07 | 2011-04-13 | 杨秋良 | 用钛白水解废酸浸取含钒钢渣全萃取钒、镓和钪的方法 |
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