CN109182734A - 一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法 - Google Patents

一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法 Download PDF

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杜浩
郑诗礼
关永祥
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Abstract

本发明属于湿法冶金技术领域，本发明涉及一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法。包括以下步骤：1)钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣筑堆；2)将稀酸溶液分布到步骤1)中的筑堆上，收集浸出液，将浸出液加稀酸调节至恒定浓度后再返回至尾渣堆上，进行溶液循环浸出，得到尾渣；3)将步骤2)堆浸后的尾渣进行洗涤，获得低钠提钒尾渣。该方法操作简便，成本低；可实现钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣中钠的高效脱除，经处理后，最终获得的低钠提钒尾渣中，以Na2O计，钠含量为0.2％以下。

Description

一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法
技术领域
本发明属于湿法冶金技术领域，本发明涉及一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法。
背景技术
世界钒钛磁铁矿的储量很大，集中在少数几个国家和地区，包括：俄罗斯、美国、中国、南非、挪威、瑞典、芬兰等，并且集中分布在南非洲、北美洲等地区。从储量基础看，南非占46％，俄罗斯占23.6％，美国占13.1％，中国占11.6％，其它国家的总和不足6％。
在南非等国，钒磁铁矿中钒的品位较高，平均品位约为1.5％。而我国钒钛磁铁矿中钒品位相对较低，在0.6％以下。目前形成的钒钛磁铁矿提钒工艺主要有三种：第一种是钒钛磁铁矿精矿钠化焙烧-水浸提钒工艺，该工艺适用于含钒量高(V2O5含量大于1.0％)的钒钛磁铁矿精矿，在南非、芬兰等国得到了广泛应用；第二种是钒钛磁铁矿精矿冶炼-铁水提钒-钒渣生产氧化钒工艺，因我国的钒钛磁铁矿精矿V2O5含量低，SiO2含量相对较高，基本采用该工艺进行钒的提取；第三种是尚处于试验阶段的钒钛磁铁矿精矿非高炉冶炼-电炉熔分-熔分渣提钒工艺。
采用第一种钒钛磁铁矿精矿钠化焙烧-水浸提钒工艺提钒后得到的提钒尾渣含铁高，Fe2O3含量一般在60％以上，极具利用价值，但因尾渣含钠高(Na2O 0.7-5％之间)，如直接返回高炉炼铁，会加剧烧结矿还原粉化、引起球团矿异常膨胀、破坏高炉内衬，最终导致料柱透气透液性下降，煤气流分布失调，给高炉的长寿高效生产带来诸多不利影响。而提钒尾渣在其它方面的利用也受制于碱含量高，利用难度都非常大，导致至今无人问津，长期露天堆存，不仅占用土地，还造成巨大的资源浪费。特别是在以钒钛磁铁矿精矿直接提钒为主的南非等国，尾渣堆存无法利用已成为严重的环境问题。对钒钛磁铁矿直接钠化焙烧后所产生提钒尾渣进行脱钠，以满足其返回高炉炼铁的需求，对于实现提钒尾渣资源化利用，具有重要的资源价值意义和环境意义。
专利CN201410121291.X提出了一种钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法，该方法首先将提钒尾渣与稀酸进行脱钠反应，其中，稀酸与提钒尾渣的体积质量比为4：1到10：1，稀酸的质量浓度为0.2-2％，反应温度60-95℃，反应时间10-60min；反应结束后对浆料进行液固分离，得到脱钠后提钒尾渣和含钠液，对脱钠后提钒尾渣进行洗涤，洗涤条件为：洗水与提钒尾渣的体积质量比为0.5:1到2:1，洗涤温度为常温到80℃，洗涤后获得低钠提钒尾渣。该方法反应温度低，操作简便，成本低，最终获得的低钠提钒尾渣的Na2O含量小于0.2％，可用作炼铁原料。该方法可实现提钒尾渣的高效脱钠，脱钠后尾渣可返回炼铁。但该工艺中提钒尾渣需在酸釜中进行反应，且得到的尾渣洗水需单独处理，对已经堆存的尾渣，该工艺成本仍偏高。
发明内容
本发明的目的提供一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法，针对钒钛磁铁矿直接钠化焙烧提钒尾渣脱钠方法的不足，提供一种投资低、运行成本低的稀酸溶液堆浸提钒尾渣脱钠的方法，该方法可实现钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣中钠的高效脱除，易于操作、安全性好，且极具经济性。
本发明的具体技术方案如下：
1、一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法，包括以下步骤：
1)钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣筑堆；
2)将稀酸溶液分布到步骤1)中的筑堆上，收集浸出液，将浸出液加酸调节至恒定浓度后再返回至尾渣堆上，进行溶液循环浸出，得到尾渣；
3)将步骤2)堆浸后的尾渣进行洗涤，获得低钠提钒尾渣。。
作为优选地，步骤1)所述的钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣是钒钛磁铁矿采用钠化焙烧-水浸提钒工艺提钒后所产生的尾渣。
作为优选地，步骤1)所述的筑堆高度为4～12m。
作为优选地，所述一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法，其包括筑堆、堆浸脱钠、堆浸液返回、尾渣洗涤等步骤。
作为优选地，步骤1)所述的尾渣可直接采用提钒后的尾渣进行堆浸，无需破碎。
作为优选地，步骤2)所述的稀酸溶液包括硝酸、盐酸和硫酸中的一种，其浓度为质量浓度0.2～2wt％，所述将浸出液加酸调节至恒定浓度，其恒定浓度为质量浓度0.2～2wt％。
作为优选地，步骤2)所述的稀酸溶液采用喷淋或滴灌的方式，且喷淋或滴灌强度为3～20L/(m2·h)。
作为优选地，步骤2)所述的收集浸出液，加酸调节酸度后的浸出液再返回至尾渣堆上，进行溶液循环浸出，至浸出液中的Na+的浓度达到10～15g/L。时，不再加酸调节循环，而是返回至钒钛磁铁矿钠化焙烧工艺使用。
作为优选地，步骤2)所述的浸出液通过收集管道收集到集液池中，直到Na+的浓度达到10～15g/L，即可将该溶液返回至提钒尾渣焙烧熟料浸出系统。
作为优选地，步骤3)中所述将步骤2)堆浸后的尾渣进行洗涤，堆浸天数为10天到90天。
作为优选地，洗涤为本领域公知的概念，洗涤条件为水与提钒尾渣的体积质量比为0.5:1到2:1，洗涤温度为常温到80℃。洗涤后得到低钠提钒尾渣。
作为优选地，步骤3)中所述低钠提钒尾渣中，以Na2O计，Na含量为0.2％以下。
作为优选地，步骤3)中堆浸后的提钒尾渣因含少量酸介质，需简单淋洗后作为富铁矿进行后续利用。
作为优选地，步骤3)中堆浸后的提钒尾渣需洗涤后用于作为富铁矿出售，或直接用于炼铁。
在上述的技术方案中，所述洗涤为化工冶金行业常规工序。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1)该方法操作简便，成本低；
2)该方法可实现钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣中钠的高效脱除，经处理后，最终获得的低钠提钒尾渣中钠含量为0.2％以下(以Na2O计)。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例使用钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣含Fe2O370.02％，含Na2O 1.02％。
(1)钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣筑堆，筑堆高度为4m；
(2)将质量浓度为0.2wt％的稀硫酸溶液用喷淋方式均匀地分布到堆上，喷淋强度为3L/(m2·h)，再从堆浸溶液收集管道收集浸出液进入到集液池中，加酸调节酸度后再返回至尾渣堆上，进行溶液循环浸出；
(3)堆浸20天后，对提钒尾渣用水进行简单洗涤，洗涤过程水与提钒尾渣的体积质量比为0.5:1，洗涤温度为常温，得到钠含量为0.17％(以Na2O计)的尾渣作为富铁矿进行后续利用。
实施例2
本实施例使用钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣含Fe2O365.26％，含Na2O 2.13％。
(1)钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣筑堆，筑堆高度为12m；
(2)将质量浓度为1wt％的稀硫酸溶液用滴灌方式均匀地分布到堆上，强度为20L/(m2·h)，再从堆浸溶液收集管道收集浸出液进入到集液池中，加酸调节酸度后再返回至尾渣堆上，进行溶液循环浸出；
(3)堆浸30天后，对提钒尾渣用水进行简单洗涤，洗涤过程水与提钒尾渣的体积质量比为2:1，洗涤温度为80℃，得到钠含量为0.15％(以Na2O计)的尾渣作为富铁矿进行后续利用。
实施例3
本实施例使用钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣含Fe2O369.87％，含Na2O 1.56％。
(1)钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣筑堆，筑堆高度为8m；
(2)将质量浓度为2wt％的稀硫酸溶液用滴灌方式均匀地分布到堆上，强度为8L/(m2·h)，再从堆浸溶液收集管道收集浸出液进入到集液池中，加酸调节酸度后再返回至尾渣堆上，进行溶液循环浸出；
(3)堆浸40天后，对提钒尾渣用水进行简单洗涤，洗涤过程水与提钒尾渣的体积质量比为1:1，洗涤温度为40℃，得到钠含量为0.14％(以Na2O计)的尾渣作为富铁矿进行后续利用。
当然，本发明还可以有多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明的公开做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法，包括以下步骤：
1)钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣筑堆；
2)将稀酸溶液分布到步骤1)中的筑堆上，收集浸出液，将浸出液加酸调节至恒定浓度后再返回至尾渣堆上，进行溶液循环浸出，得到尾渣；
3)将步骤2)堆浸后的尾渣进行洗涤，获得低钠提钒尾渣。
2.根据权利要求1所述的一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法，其特征在于，步骤1)所述的钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣是钒钛磁铁矿采用钠化焙烧-水浸提钒工艺提钒后所产生的尾渣。
3.根据权利要求1所述的一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法，其特征在于，步骤1)所述的筑堆高度为4～12m。
4.根据权利要求1所述的一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法，其特征在于，步骤2)所述的稀酸溶液包括硝酸、盐酸和硫酸中的一种或几种，其浓度为质量浓度0.2～2wt％，所述将浸出液加酸调节至恒定浓度，其恒定浓度为质量浓度0.2～2wt％。
5.根据权利要求1所述的一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法，其特征在于，步骤2)所述的稀酸溶液采用喷淋或滴灌的方式，且喷淋或滴灌强度为3～20L/(m2·h)。
6.根据权利要求1所述的一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法，其特征在于，步骤2)收集浸出液的Na+的浓度达到10～15g/L时，不再加酸调节循环，而是返回至钒钛磁铁矿钠化焙烧工艺使用。
7.根据权利要求1所述的一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法，其特征在于，步骤3)中所述将步骤2)堆浸后的尾渣进行洗涤，堆浸天数为10天到90天。
8.根据权利要求1所述的一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法，其特征在于，步骤3)中所述将步骤2)堆浸后的尾渣进行洗涤，洗涤条件为水与提钒尾渣的体积质量比为0.5:1到2:1，洗涤温度为常温到80℃。
9.根据权利要求1所述的一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法，其特征在于，步骤3)中所述低钠提钒尾渣中，以Na2O计，Na含量为0.2％以下。
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