CN106987716A - 钒渣钙化焙烧熟料连续酸性浸出方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于湿法冶金领域，具体涉及一种钒渣钙化焙烧熟料连续酸性浸出方法；所解决的技术问题是提供一种通过改进生产工艺流程来提高钒渣钙化焙烧熟料酸性浸出生产效率的方法，使钒渣钙化焙烧熟料酸性浸出流程高效，熟料中钒的浸出效果稳定。本发明主要设备采用由1个以上浸出搅拌槽串联而成的连续浸出装置，包括以下步骤：A、将钙化焙烧熟料、浸出剂连续不断加入到由第一级浸出搅拌槽内；B、在持续搅拌条件下，加入硫酸进行浸出反应，得到浸出料浆；C、浸出料浆自上一级浸出搅拌槽连续进入下一级浸出搅拌槽；D、浸出料浆自最后一级浸出搅拌槽内连续流出，并进行固液分离，得到浸出残渣；E、用水洗涤浸出残渣，得到低钒溶液和提钒尾渣。

Description

钒渣钙化焙烧熟料连续酸性浸出方法

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，具体涉及一种钒渣钙化焙烧熟料连续酸性浸出方法。

背景技术

为解决传统钠化提钒工艺存在的环保治理难度大、投入高、氧化钒生产成本高、资源利用率低下等钒产业共性技术难题，申请人自主研发了“钒渣钙化焙烧—硫酸浸出—酸性沉钒”的氧化钒清洁生产工艺，相比于传统钠化提钒工艺焙烧熟料采用热水连续浸出，该工艺焙烧熟料采用硫酸间歇式浸出。该间歇式浸出为在单个浸出搅拌槽内加入钙化焙烧熟料和浸出剂，持续搅拌条件下加入硫酸至完成浸出反应，再过滤分离得提钒尾渣和酸性含钒溶液。这种间歇式浸出工艺降低了设备的有效利用率，限制了生产效率。

申请人采用的“钒渣钙化焙烧—硫酸浸出—酸性沉钒”工艺在生产线投产运行以后，钙化熟料焙烧转化率逐步提高，但现场熟料浸出率仅为92％左右，尤其在单罐浸出熟料量提高到设计产能时，浸出率更是大幅度降低。因此，为保证现场熟料浸出效果而不得不减少单罐浸出熟料量，致使浸出生产效率大大受限，产能较设计值降低20％以上。

现有浸出方法中，如中国专利申请201310329193.0提供了一种提钒浸出设备和提钒浸出方法，属于钙化焙烧熟料的间歇式提钒浸出方法和设备；中国专利申请201510811210.3提供了一种提高钒渣钙化焙烧熟料浸出率的方法，是通过改变钙化焙烧熟料浸出过程搅拌速度提高浸出率的方法。又如《钠化焙烧熟料连续式浸出工艺研究》[J][铁合金，2014，237(4)：35-39.连忠华，邓孝伯，王永钢.]介绍了钠化焙烧熟料采用水浸的连续浸出工艺方法，文献中均没有针对钙化焙烧含钒熟料采用酸浸的连续式浸出方法研究。

在以上应用基础上，本发明欲提供一种可以实现钒渣钙化焙烧熟料连续酸性浸出的方法，从而提高生产效率并保证熟料中钒的浸出率稳定。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种钒渣钙化焙烧熟料连续酸性浸出方法，是通过改进生产工艺流程来提高钒渣钙化焙烧熟料酸性浸出生产效率的方法，使钒渣钙化焙烧熟料酸性浸出流程高效，熟料中钒的浸出效果稳定。

本发明的钒渣钙化焙烧熟料连续酸性浸出方法，主要设备采用由1个以上浸出搅拌槽串联而成的连续浸出装置，包括以下步骤：

A、将钙化焙烧熟料、浸出剂按质量比例1:1.5～4的比例同时连续不断加入到第一级浸出搅拌槽内；

B、在持续搅拌条件下，加入硫酸进行浸出反应，得到浸出料浆；

C、浸出料浆自上一级浸出搅拌槽以溢流或泵送的方式连续进入下一级浸出搅拌槽；

D、浸出料浆自最后一级浸出搅拌槽内连续流出，并进行固液分离，得到酸性含钒溶液和浸出残渣；

E、用水洗涤步骤D所得浸出残渣，得到低钒溶液和提钒尾渣。

上述技术方案中：

本发明方法中采用的连续浸出装置为1个以上带有搅拌装置的浸出搅拌槽串联而成，为得到较佳浸出效果和浸出效率，所串联的浸出搅拌槽以2～4个最佳。

每一级浸出搅拌槽内持续加入硫酸控制反应体系pH值，pH值为2.6-3.2。

上述技术方案中：

步骤A浸出剂为清水或步骤E洗涤提钒尾渣所得低钒溶液。为得到较佳的浸出效果，宜采用清水作为浸出剂；为更经济的实现系统内水循环，宜采用洗涤浸出尾渣所得低钒溶液作为浸出剂。

上述技术方案中：

步骤B中，持续搅拌使得浸出料浆均匀分散，以液面形成“湍流”为最佳。

步骤B中加入硫酸与钙化焙烧熟料反应，控制反应体系pH值，pH值为2.6-3.2。

步骤B中，所述硫酸浓度为30％～98％。

步骤B中，浸出过程反应温度≤70℃，以50-60℃时有较佳的浸出效果。

上述技术方案中：

步骤C中，加入硫酸控制反应体系pH值，pH值为2.6-3.2。

步骤C中，所述硫酸浓度为30％～98％。

步骤C中，浸出搅拌槽持续搅拌使得浸出料浆均匀分散，以液面形成“湍流”为最佳。

步骤C中，浸出过程反应温度≤70℃，以40-60℃时有较佳的浸出效果。

上述技术方案中：

步骤D中，浸出料浆自最后一级浸出搅拌槽内连续流出，浸出反应时间≥30min，综合浸出效果和浸出效率条件下，较佳浸出时间为60-120min。

步骤D中，加入硫酸控制自最后一级浸出搅拌槽内连续流出的浸出料浆pH值为2.5-3.5，当最后一级浸出搅拌槽流出的浸出料浆pH值为2.6-3.0有较佳的浸出效果。

步骤D中所得到酸性含钒溶液TV浓度为15～50g/L。

上述技术方案中：

步骤E中洗涤浸出残渣所用水为清水或该工艺循环的回用废水。为得到较佳的浸出效果，宜加入硫酸调节清水pH为1.5～6洗涤提钒尾渣。

步骤E中所得到低钒溶液TV浓度为3～20g/L。

步骤E中所得到洗涤后提钒尾渣TV为0.8％～2.5％，水分含量为20％～45％。

本发明钙化熟料连续酸性浸出方法有以下优点：(1)钒渣钙化焙烧熟料酸性浸出生产效率大幅度提高；(2)工艺流程和操作简单，减轻劳动强度。

附图说明

图1为钒渣钙化焙烧熟料连续酸性浸出方法流程示意图。

具体实施方式

以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，说明但不限制本发明。

本发明技术根据现场设备改造，涉及设备的方法流向图见图1，步骤如下：

步骤A：称量钙化焙烧熟料和浸出剂送入第一级浸出搅拌槽内，搅拌得到浸出混合料浆。

步骤B：在第一级浸出搅拌槽内搅拌状态下加入硫酸，开始浸出。

步骤C：浸出混合料浆在搅拌状态下依次连续溢流进入(或泵入)下一级浸出搅拌槽内，同时在每一级浸出搅拌槽内持续加入硫酸控制料浆pH值。

步骤D：浸出混合料浆在搅拌状态下送至固液分离装置进行固液分离，得到酸性含钒溶液和浸出残渣。

步骤E：用水洗涤浸出残渣，得到低钒溶液作和提钒尾渣，低钒溶液可返回作为浸出剂使用。

以下为本发明的实施例证明本发明的有益效果。

实施例1：取钙化焙烧熟料(TV为8.46％，V⁵⁺为7.44％)100g和200ml清水于300ml的1#反应容器中，开启搅拌，搅拌转速为850r/min，得到混合料浆，液面有漩涡，持续加入60％硫酸使得料浆浸出pH＝2.8，水浴使得浸出温度为50℃，反应20min，用蠕动泵抽取料浆进入300ml的2#反应容器中，于680r/min搅拌转速下继续加入60％硫酸使得料浆浸出pH＝2.8，水浴使得浸出温度为50℃，浸出反应40min，将浸出料浆过滤、洗涤、烘干后分别得提钒尾渣和酸性含钒溶液，分析酸性含钒溶液TV为36.41g/L，渣称重后分析TV为1.15％，计算得钒浸出率为98.24％。

实施例2：取钙化焙烧熟料(TV为8.07％，V5+为6.91％)80g和200ml清水于300ml的1#反应容器中，开启搅拌，搅拌转速为680r/min，得到混合料浆，液面有漩涡，持续加入65％硫酸使得料浆浸出pH＝2.8，水浴使得浸出温度为50℃，反应20min，用蠕动泵抽取料浆进入300ml的2#反应容器中，于560r/min搅拌转速下继续加入65％硫酸使得料浆浸出pH＝2.7，水浴使得浸出温度为50℃，浸出反应30min，再用蠕动泵抽取料浆进入300ml的3#反应容器中，于560r/min搅拌转速下继续加入65％硫酸使得料浆浸出pH＝2.7，水浴使得浸出温度为50℃，浸出反应30min，将浸出料浆过滤、洗涤、烘干后分别得提钒尾渣和酸性含钒溶液，分析酸性含钒溶液TV为31.20g/L，渣称重后分析TV为1.22％，计算得钒浸出率为97.02％。

实施例3：取钙化焙烧熟料(TV为7.87％，V5+为6.93％)60g和200ml洗涤浸出残渣所得低钒溶液(TV为8.46g/L)于300ml的1#反应容器中，开启搅拌，搅拌转速为850r/min，得到混合料浆，液面有漩涡，持续加入48％硫酸使得料浆浸出pH＝2.8，水浴使得浸出温度为50℃，反应30min，用蠕动泵抽取料浆进入300ml的2#反应容器中，于760r/min搅拌转速下继续加入48％硫酸使得料浆浸出pH＝2.7，水浴使得浸出温度为50℃，浸出反应30min，再用蠕动泵抽取料浆进入300ml的3#反应容器中，于560r/min搅拌转速下继续加入48％硫酸使得料浆浸出pH＝2.6，水浴使得浸出温度为50℃，浸出反应30min，再用蠕动泵抽取料浆进入300ml的4#反应容器中，于600r/min搅拌转速下继续加入48％硫酸使得料浆浸出pH＝2.5，水浴使得浸出温度为50℃，浸出反应30min，将浸出料浆过滤、洗涤、烘干后分别得提钒尾渣和酸性含钒溶液，分析酸性含钒溶液TV为33.56g/L，渣称重后分析TV为1.04％，计算得钒浸出率为98.54％。

由上述实例可见，采用本发明技术后，本发明针对钒渣钙化焙烧所得熟料采用连续酸性浸出工艺进行了实验室试验验证，结果表明，实施连续式浸出不仅可大幅度提高浸出效率，且可稳定熟料中钒的浸出率在97％以上。在申请人应用清洁生产新工艺的生产线实施该技术，现场通过简单技术改造即可实现，从而提高现场浸出生产效率，预计年创造经济效益500万元。该技术简单易行，现场工艺流程可实施性强，应用前景广。

Claims (7)

1.钒渣钙化焙烧熟料连续酸性浸出方法，其特征在于：主要设备采用由1个以上浸出搅拌槽串联而成的连续浸出装置，包括以下步骤：

A、将钙化焙烧熟料、浸出剂按质量比例1:1.5～4的比例同时连续不断加入到由第一级浸出搅拌槽内；

B、在持续搅拌条件下，加入硫酸进行浸出反应，得到浸出料浆；

C、浸出料浆自上一级浸出搅拌槽以溢流或泵送的方式连续进入下一级浸出搅拌槽；

D、浸出料浆自最后一级浸出搅拌槽内连续流出，并进行固液分离，得到酸性含钒溶液和浸出残渣；

E、用水洗涤步骤D所得浸出残渣，得到低钒溶液和提钒尾渣。

2.根据权利要求1所述钒渣钙化焙烧熟料连续酸性浸出方法，其特征在于：至少满足以下任一项：

采用的连续浸出装置为2～4个带有搅拌装置的浸出搅拌槽串联而成；

每一级浸出搅拌槽内持续加入硫酸控制反应体系pH值，pH值为2.6-3.2。

3.根据权利要求1所述钒渣钙化焙烧熟料连续酸性浸出方法，其特征在于：步骤A浸出剂为清水或步骤E洗涤提钒尾渣所得低钒溶液。

4.根据权利要求1所述钒渣钙化焙烧熟料连续酸性浸出方法，其特征在于：至少满足以下任一项：

步骤B中，持续搅拌使得浸出料浆均匀分散至液面形成“湍流”状态；

步骤B中，加入硫酸与钙化焙烧熟料反应，控制反应体系pH值，pH值为2.6-3.2；

步骤B中，所述硫酸浓度为30％～98％；

步骤B中，浸出过程反应温度≤70℃，以50-60℃时有较佳的浸出效果。

5.根据权利要求1所述钒渣钙化焙烧熟料连续酸性浸出方法，其特征在于：至少满足以下任一项：

步骤C中，加入硫酸控制反应体系pH值，pH值为2.6-3.2；

步骤C中，所述硫酸浓度为30％～98％；

步骤C中，浸出搅拌槽持续搅拌使得浸出料浆均匀分散至液面形成“湍流”状态；

步骤C中，浸出过程反应温度≤70℃，以40-60℃时有较佳的浸出效果。

6.根据权利要求1所述钒渣钙化焙烧熟料连续酸性浸出方法，其特征在于：至少满足以下任一项：

步骤D中，浸出料浆自最后一级浸出搅拌槽内连续流出，浸出反应时间≥30min，综合浸出效果和浸出效率条件下，较佳浸出时间为60-120min；

步骤D中，加入硫酸控制自最后一级浸出搅拌槽内连续流出的浸出料浆pH值为2.5-3.5，当最后一级浸出搅拌槽流出的浸出料浆pH值为2.6-3.0有较佳的浸出效果；

步骤D中所得到酸性含钒溶液TV浓度为15～50g/L。

7.根据权利要求1所述钒渣钙化焙烧熟料连续酸性浸出方法，其特征在于：至少满足以下任一项：

步骤E中洗涤浸出残渣所用水为清水或该工艺循环的回用废水；

优选，步骤E采用清水加入硫酸调节pH值为1.5～6洗涤提钒尾渣；

步骤E中所得到低钒溶液TV浓度为3～20g/L；

步骤E中所得到洗涤后提钒尾渣TV为0.8％～2.5％，水分含量为20％～45％。