CN109207721A - 一种从含钒原料焙烧熟料浸出溶液中结晶分离偏钒酸铵的方法 - Google Patents

一种从含钒原料焙烧熟料浸出溶液中结晶分离偏钒酸铵的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种从含钒原料焙烧熟料浸出溶液中结晶分离偏钒酸铵的方法，所述方法为：将含钒原料焙烧熟料经草酸铵浸出后得到的浸出液固液分离，得到循环液和晶渣混合物；将所得晶渣混合物进行溶钒，完全溶解后固液分离，得到尾渣和结晶前液；将得到的结晶前液进行蒸发结晶，结晶完成后固液分离，得到偏钒酸铵晶体和结晶母液。本发明采用蒸发结晶的方法实现了草酸铵溶液体系偏钒酸铵的分离，偏钒酸铵几乎可以全部结晶析出。在结晶过程中，蒸发能耗低，不易结垢，经过蒸发结晶后得到的草酸铵溶液可以返回铵盐浸出，实现介质的循环利用。本发明整个工艺操作简单，对环境友好，反应介质可以在整个流程中循环使用，具有良好的经济效益和应用前景。

Description

一种从含钒原料焙烧熟料浸出溶液中结晶分离偏钒酸铵的 方法
技术领域
本发明属于钒化工冶金技术领域，具体涉及一种偏钒酸铵的结晶方法，尤其涉及一种从含钒原料焙烧熟料浸出溶液中结晶分离偏钒酸铵的方法。
背景技术
钒渣是对含钒铁水在提钒过程中经氧化吹炼得到的或含钒铁精矿经湿法提钒所得到的含钒渣的统称，是重要的提钒原料。传统钒渣提钒方法为钒渣钠化焙烧-水浸提钒，该方法是在750-850℃添加钠盐(如食盐、芒硝、纯碱等)焙烧，使钒渣中的钒铁尖晶石氧化为可溶性的钒酸钠，水浸后钒酸钠进入溶液。钠化焙烧过程钒回收率低，经多次焙烧后钒的回收率也仅为80％，且焙烧过程会产生有害的SO2、HCl、Cl2等侵蚀性气体，污染环境；同时在后续的钒酸钠浸出液沉钒过程会产生大量的高盐氨氮沉钒废水(含Na+、NH4 +)，治理成本很高。
针对钠化焙烧过程废水废气污染问题，CN103937978A、CN04003442A、CN103952565A提出了含钒原料经高温焙烧后用铵盐溶液或者氨水浸出提钒的方法。含钒原料中的低价钒经高温焙烧氧化成五价钒，在铵盐溶液或氨水浸出过程钒以偏钒酸铵的形式进入液相，经固液分离得到含钒浸出液，浸出液经冷却结晶得到偏钒酸铵产品。该方法氨浸操作工艺简单，设备要求低，钒浸出率高，偏钒酸铵产品纯度高，不产生高盐氨氮废水，过程清洁。但是，含钒原料通常采用高浓度的氨水或碳铵溶液作为浸出剂，铵根离子浓度为50-400g/L。氨水或者碳铵溶液都不稳定，尤其在高温50-95℃、高浓度的条件下，很容易分解产生氨气，造成氨水或铵盐的大量浪费，恶化操作环境。
为了降低氨气挥发给操作带来的困扰，CN105779758A和CN105779757A提出了以草酸铵溶液作为浸出液处理含钒原料焙烧熟料的方法，基于草酸铵的不挥发性，可实现浸出操作的安全友好操作。
草酸铵浸出后，偏钒酸铵和草酸铵混合在一起。针对草酸铵溶液体系偏钒酸铵的分离问题，工业生产过程中，常采用自然降温的方法进行结晶分离，但其降温速率非常慢，降温时间非常长，结晶效率低下。如果采用换热器进行冷却降温，则在换热界面存在偏钒酸铵的过饱和度，偏钒酸铵细晶很容易结在换热器表面，造成换热面结垢，严重影响换热器的换热效果，如不进行及时处理很容易造成换热器完全堵塞，导致操作中断。
除此之外，如果对含有草酸铵和偏钒酸铵的结晶母液不进行及时有效的回收利用，将造成潜在的环境问题，而且造成钒和铵盐浸出剂的浪费。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种从含钒原料焙烧熟料浸出溶液中结晶分离偏钒酸铵的方法，采用蒸发结晶的方法实现了草酸铵溶液体系偏钒酸铵的分离，整个结晶分离过程清洁、高效、不结垢、节能，具有良好的经济效益和应用前景。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种从含钒原料焙烧熟料浸出溶液中结晶分离偏钒酸铵的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将含钒原料焙烧熟料经草酸铵浸出后得到的浸出液固液分离，得到循环液和晶渣混合物；
(2)将步骤(1)所得晶渣混合物进行溶钒，完全溶解后固液分离，得到尾渣和结晶前液；
(3)将步骤(2)得到的结晶前液进行蒸发结晶，结晶完成后固液分离，得到偏钒酸铵晶体和结晶母液。
众所周知，随着溶液温度升高，溶液中的溶剂的量会逐渐减少，会使溶液由不饱和溶液转为饱和溶液，继续蒸发溶液，则会使溶质析出。本申请发明人系统研究了偏钒酸铵在草酸铵溶液中的溶解度相图，发现偏钒酸铵在水中的溶解度与溶液中的草酸铵浓度成反比。例如，在3wt％的草酸铵溶液中，偏钒酸铵的溶解度为2.6wt％，而15wt％的草酸铵溶液中，偏钒酸铵的溶解度仅为1.1wt％。采用蒸发浓缩的方法将草酸铵的浓度提高，则偏钒酸铵的溶解度急剧下降，同时随着溶液中草酸铵浓度的上升，产生的盐析效应也会进一步促进偏钒酸铵的结晶，偏钒酸铵几乎可以全部结晶析出。更重要的是，研究发现，草酸铵溶液的沸点升很小，与纯水沸点结晶，仅为100-110℃，这为蒸发结晶提供了有利条件，可节约大量蒸发能耗。
本发明对草酸铵浸出含钒原料焙烧熟料后分离得到的晶渣混合物进行进一步处理，通过溶钒的操作将草酸铵和偏钒酸铵溶解，利用上述原理结晶分离偏钒酸铵。该结晶方法的优点是：偏钒酸铵几乎可以全部结晶析出，结晶温度低，可节约大量蒸发能耗。同时，高温蒸发结晶可有效避免低温冷却结晶过程中偏钒酸铵在换热器器壁上的结垢现象(众所周知，偏钒酸铵冷却结晶过程中，结垢现象非常严重)，并且，可同步得到浓度较高的草酸铵溶液(高于铵盐浸出时草酸铵浓度)，将其与浸出后液混合，弥补浸出过程造成的草酸铵浓度损失，得到满足浸出要求的草酸铵溶液，从而实现结晶母液的封闭循环。而蒸发产生的冷凝水可返回溶钒循环使用。整个结晶过程不仅实现了偏钒酸铵的高效结晶，而且介质循环利用，无废水排放。
此外，溶钒过程中，偏钒酸铵溶液含有草酸铵，利用草酸铵的NH4 +盐析效应，无需添加晶种即可实现偏钒酸铵的快速结晶。
本发明所述含钒原料焙烧熟料为含钒原料经过空白焙烧后得到的产物，所述含钒原料可以为钒钛磁铁矿、石煤、钒渣、含铬钒渣或含钒催化剂等，但非仅限于此，其他本领域常用的含钒原料同样适用于本发明。
根据本发明，步骤(1)所述浸出液中草酸铵的浓度为10-13wt％，例如可以是10wt％、10.5wt％、11wt％、11.5wt％、12wt％、12.5wt％或13wt％，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
根据本发明，步骤(1)所述浸出液的温度为60-105℃，优选为70-95℃，例如可以是60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃或105℃，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
根据本发明，步骤(1)得到的循环液循环用于对含钒原料焙烧熟料的浸出。
根据本发明，步骤(2)所述溶钒的操作为：将晶渣混合物与热液混合，在搅拌条件下加热至晶渣混合物中的偏钒酸铵完全溶解。
本发明所述热液具有一定温度的热水(＞80℃)，优选为蒸发结晶过程中产生的工艺水。
根据本发明，步骤(2)所述溶钒的温度为70-105℃，优选为80-95℃；例如可以是70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃或105℃，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
根据本发明，步骤(2)所述溶钒时晶渣混合物与热液的液固比为(2-10):1，优选为(3-7):1，例如可以是2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
根据本发明，步骤(2)所述溶钒的时间为10-120min，优选为20-100min；例如可以是10min、30min、50min、80min、100min或120min，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
本发明所述液固比的单位为mL/g。
根据本发明，步骤(3)所述蒸发结晶的温度为101-110℃，例如可以是101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃或110℃，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
根据本发明，步骤(2)所述结晶前液中草酸铵的浓度为1-3wt％，例如可以是1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％或5wt％，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
根据本发明，步骤(2)所述结晶前液中偏钒酸铵的浓度为2-5wt％，例如可以是2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％或5wt％，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
根据本发明，步骤(3)所述蒸发结晶的终点为结晶母液中草酸铵浓度为14-17wt％，例如可以是14wt％、14.5wt％、15wt％、15.5wt％、16wt％、16.5wt％或17wt％，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
根据本发明，将步骤(3)蒸发得到的冷凝水返回步骤(2)中进行溶钒。
根据本发明，将步骤(3)所得结晶母液返回至步骤(1)中对含钒原料焙烧熟料进行浸出。
本发明所述固液分离的操作选用本领域常用的手段进行，例如可以是过滤、抽滤等，但非仅限于此，其他能够实现固液分离的方式同样适用于本发明。
作为优选的技术方案，本发明所述从含钒原料焙烧熟料浸出溶液中结晶分离偏钒酸铵的方法包括以下步骤：
(1)将含钒原料焙烧熟料经草酸铵浸出后得到的浸出液固液分离，得到循环液和晶渣混合物，所得循环液循环用于对含钒原料焙烧熟料的浸出；所述浸出液中草酸铵的浓度为10-13wt％，浸出液的温度为60-105℃；
(2)按照(2-10):1的液固比将步骤(1)所得晶渣混合物与热液混合，在搅拌条件下加热至70-105℃溶钒10-120min，至晶渣混合物中的偏钒酸铵完全溶解，完全溶解后固液分离，得到尾渣和结晶前液；
(3)将步骤(2)得到的结晶前液在101-110℃下进行蒸发结晶，结晶前液中草酸铵的浓度为1-3wt％，偏钒酸铵的浓度为2-5wt％，蒸发结晶的终点为结晶母液中草酸铵浓度为14-17wt％，结晶完成后固液分离，得到偏钒酸铵晶体和结晶母液，将所得结晶母液返回至步骤(1)中对含钒原料焙烧熟料进行浸出，将蒸发得到的冷凝水返回步骤(2)中进行溶钒。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明采用蒸发结晶的方法实现了草酸铵溶液体系偏钒酸铵的分离，利用偏钒酸铵与草酸铵溶液中的溶解度的关系促进偏钒酸铵的结晶，结晶母液中偏钒酸铵的浓度≤1.2wt％，偏钒酸铵几乎可以全部结晶析出。
(2)本发明采用蒸发结晶的方法实现在溶液中结晶分离偏钒酸铵，在结晶过程中，不易发生结垢的现象。
(3)本发明经过蒸发结晶后得到的高浓度草酸铵溶液可以返回铵盐浸出，不仅可以弥补浸出过程造成的草酸铵浓度降低，而且实现了介质的循环利用。
(4)本发明充分利用了草酸铵溶液沸点升低的特点，可为蒸发结晶提供有利条件，节约蒸发能耗。
(5)本发明整个工艺操作简单，对环境友好，且反应介质可以在整个流程中循环使用。
附图说明
图1为本发明一种具体实施方式提供的工艺流程图。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明在具体实施方式部分提供了一种从含钒原料焙烧熟料浸出溶液中结晶分离偏钒酸铵的方法，如图1所示，所述方法可以为：将含钒原料焙烧熟料经铵盐(草酸铵)浸出后得到的浸出液固液分离，得到循环液和晶渣混合物，所得循环液循环用于对含钒原料焙烧熟料的浸出；将所得晶渣混合物进行溶钒，完全溶解后固液分离，得到尾渣和结晶前液；将得到的结晶前液进行蒸发结晶，结晶完成后固液分离，得到偏钒酸铵晶体和结晶母液，将所得结晶母液返回用于对含钒原料焙烧熟料进行浸出，将蒸发结晶得到的蒸发水返回用于对晶渣混合物进行溶钒。
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
(1)含钒原料焙烧熟料经草酸铵溶液浸出后得到70℃的浸出液，该浸出液中草酸铵浓度为10wt％，将浸出液过滤得到循环液和晶渣混合物；所得晶渣混合物用于后续分离钒，循环液循环用于对含钒原料焙烧熟料的浸出；
(2)将热液与步骤(1)得到的晶渣混合物混合，热液与晶渣混合物的液固比为3:1，在搅拌条件下加热至70℃进行溶钒，使与渣相夹杂的偏钒酸铵全部溶解于水中，在70℃保温过滤，得到尾渣和结晶前液，结晶前液中草酸铵的浓度为1wt％，偏钒酸铵的浓度为2.5wt％，溶液体积为5L；
(3)将步骤(2)得到的70℃结晶前液转入蒸发结晶器中，将溶液温度加热至105℃进行蒸发结晶，结晶过程中未发现结晶器内壁有结垢现象，当溶液中草酸铵浓度达到14wt％结晶完成，结晶完成后过滤得到偏钒酸铵晶体和结晶母液；结晶过程中得到的蒸发水经冷凝后返回步骤(2)中用于对晶渣混合物进行溶钒，所得结晶母液返回步骤(1)中用于铵浸含钒熟料。
经过检测：所得结晶母液中偏钒酸铵的浓度为1.2wt％。
实施例2
(1)含钒原料焙烧熟料经草酸铵溶液浸出后得到60℃的浸出液，该浸出液中草酸铵浓度为10wt％，将浸出液过滤得到循环液和晶渣混合物；所得晶渣混合物用于后续分离钒，循环液循环用于对含钒原料焙烧熟料的浸出；
(2)将实例1中得到的结晶母液与步骤(1)得到的晶渣混合物混合，热液与晶渣混合物的液固比为4:1，在搅拌条件下加热至85℃反应50min，使与渣相夹杂的偏钒酸铵全部溶解于水中，在85℃保温过滤，得到尾渣和结晶前液，结晶前液中草酸铵的浓度为1.5wt％，偏钒酸铵的浓度为3wt％，溶液体积为5L；
(3)将步骤(2)得到的85℃结晶前液转入蒸发结晶器中，将溶液温度加热至103℃进行蒸发结晶，结晶过程中未发现结晶器内壁有结垢现象，当溶液中草酸铵浓度达到14wt％结晶完成，结晶完成后过滤得到偏钒酸铵晶体和结晶母液；结晶过程中得到的蒸发水经冷凝后返回步骤(2)中用于对晶渣混合物进行溶钒，所得结晶母液返回步骤(1)中用于铵浸含钒熟料。
经过检测：所得结晶母液中偏钒酸铵的浓度为1.2wt％。
实施例3
(1)含钒原料焙烧熟料经草酸铵溶液浸出后得到80℃的浸出液，该浸出液中草酸铵浓度为11wt％，将浸出液过滤得到循环液和晶渣混合物；所得晶渣混合物用于后续分离钒，循环液循环用于对含钒原料焙烧熟料的浸出；
(2)将实例2中得到的结晶母液与步骤(1)得到的晶渣混合物混合，热液与晶渣混合物的液固比为5:1，在搅拌条件下加热至90℃反应70min，使与渣相夹杂的偏钒酸铵全部溶解于水中，在90℃保温过滤，得到尾渣和结晶前液，结晶前液中草酸铵的浓度为2wt％，偏钒酸铵的浓度为4wt％，溶液体积为5L；
(3)将步骤(2)得到的90℃结晶前液转入蒸发结晶器中，将溶液温度加热至101℃进行蒸发结晶，结晶过程中未发现结晶器内壁有结垢现象，当溶液中草酸铵浓度达到16wt％结晶完成，结晶完成后过滤得到偏钒酸铵晶体和结晶母液；结晶过程中得到的蒸发水经冷凝后返回步骤(2)中用于对晶渣混合物进行溶钒，所得结晶母液返回步骤(1)中用于铵浸含钒熟料。
经过检测：所得结晶母液中偏钒酸铵的浓度为0.9wt％。
实施例4
(1)含钒原料焙烧熟料经草酸铵溶液浸出后得到85℃的浸出液，该浸出液中草酸铵浓度为11wt％，将浸出液过滤得到循环液和晶渣混合物；所得晶渣混合物用于后续分离钒，循环液循环用于对含钒原料焙烧熟料的浸出；
(2)将实例3中得到的结晶母液与步骤(1)得到的晶渣混合物混合，热液与晶渣混合物的液固比为6:1，在搅拌条件下加热至95℃反应60min，使与渣相夹杂的偏钒酸铵全部溶解于水中，在95℃保温过滤，得到尾渣和结晶前液，结晶前液中草酸铵的浓度为2.5wt％，偏钒酸铵的浓度为5wt％，溶液体积为5L；
(3)将步骤(2)得到的95℃结晶前液转入蒸发结晶器中，将溶液温度加热至110℃进行蒸发结晶，结晶过程中未发现结晶器内壁有结垢现象，当溶液中草酸铵浓度达到17wt％结晶完成，结晶完成后过滤得到偏钒酸铵晶体和结晶母液；结晶过程中得到的蒸发水经冷凝后返回步骤(2)中用于对晶渣混合物进行溶钒，所得结晶母液返回步骤(1)中用于铵浸含钒熟料。
经过检测：所得结晶母液中偏钒酸铵的浓度为0.8wt％。
实施例5
(1)含钒原料焙烧熟料经草酸铵溶液浸出后得到90℃的浸出液，该浸出液中草酸铵浓度为12wt％，将浸出液过滤得到循环液和晶渣混合物；所得晶渣混合物用于后续分离钒，循环液循环用于对含钒原料焙烧熟料的浸出；
(2)将实例4中得到的结晶母液与步骤(1)得到的晶渣混合物混合，热液与晶渣混合物的液固比为7:1，在搅拌条件下加热至105℃反应20min，使与渣相夹杂的偏钒酸铵全部溶解于水中，在95℃保温过滤，得到尾渣和结晶前液，结晶前液中草酸铵的浓度为2.5wt％，偏钒酸铵的浓度为5wt％，溶液体积为5L；
(3)将步骤(2)得到的95℃结晶前液转入蒸发结晶器中，将溶液温度加热至110℃进行蒸发结晶，结晶过程中未发现结晶器内壁有结垢现象，当溶液中草酸铵浓度达到17wt％结晶完成，结晶完成后过滤得到偏钒酸铵晶体和结晶母液；结晶过程中得到的蒸发水经冷凝后返回步骤(2)中用于对晶渣混合物进行溶钒，所得结晶母液返回步骤(1)中用于铵浸含钒熟料。
经过检测：所得结晶母液中偏钒酸铵的浓度为0.8wt％。
实施例6
(1)含钒原料焙烧熟料经草酸铵溶液浸出后得到95℃的浸出液，该浸出液中草酸铵浓度为13wt％，将浸出液过滤得到循环液和晶渣混合物；所得晶渣混合物用于后续分离钒，循环液循环用于对含钒原料焙烧熟料的浸出；
(2)将实例4中得到的结晶母液与步骤(1)得到的晶渣混合物混合，热液与晶渣混合物的液固比为10:1，在搅拌条件下加热至105℃反应120min，使与渣相夹杂的偏钒酸铵全部溶解于水中，在105℃保温过滤，得到尾渣和结晶前液，结晶前液中草酸铵的浓度为2wt％，偏钒酸铵的浓度为4wt％，溶液体积为5L；
(3)将步骤(2)得到的105℃结晶前液转入蒸发结晶器中，将溶液温度加热至110℃进行蒸发结晶，结晶过程中未发现结晶器内壁有结垢现象，当溶液中草酸铵浓度达到16wt％结晶完成，结晶完成后过滤得到偏钒酸铵晶体和结晶母液；结晶过程中得到的蒸发水经冷凝后返回步骤(2)中用于对晶渣混合物进行溶钒，所得结晶母液返回步骤(1)中用于铵浸含钒熟料。
经过检测：所得结晶母液中偏钒酸铵的浓度为0.9wt％。
实施例7
(1)含钒原料焙烧熟料经草酸铵溶液浸出后得到100℃的浸出液，该浸出液中草酸铵浓度为13wt％，将浸出液过滤得到循环液和晶渣混合物；所得晶渣混合物用于后续分离钒，循环液循环用于对含钒原料焙烧熟料的浸出；
(2)将实例4中得到的结晶母液与步骤(1)得到的晶渣混合物混合，热液与晶渣混合物的液固比为2:1，在搅拌条件下加热至75℃反应100min，使与渣相夹杂的偏钒酸铵全部溶解于水中，在75℃保温过滤，得到尾渣和结晶前液，结晶前液中草酸铵的浓度为3wt％，偏钒酸铵的浓度为2wt％，溶液体积为5L；
(3)将步骤(2)得到的75℃结晶前液转入蒸发结晶器中，将溶液温度加热至108℃进行蒸发结晶，结晶过程中未发现结晶器内壁有结垢现象，当溶液中草酸铵浓度达到17wt％结晶完成，结晶完成后过滤得到偏钒酸铵晶体和结晶母液；结晶过程中得到的蒸发水经冷凝后返回步骤(2)中用于对晶渣混合物进行溶钒，所得结晶母液返回步骤(1)中用于铵浸含钒熟料。
经过检测：所得结晶母液中偏钒酸铵的浓度为0.8wt％。
实施例8
(1)含钒原料焙烧熟料经草酸铵溶液浸出后得到105℃的浸出液，该浸出液中草酸铵浓度为12wt％，将浸出液过滤得到循环液和晶渣混合物；所得晶渣混合物用于后续分离钒，循环液循环用于对含钒原料焙烧熟料的浸出；
(2)将实例4中得到的结晶母液与步骤(1)得到的晶渣混合物混合，热液与晶渣混合物的液固比为6:1，在搅拌条件下加热至90℃反应10min，使与渣相夹杂的偏钒酸铵全部溶解于水中，在90℃保温过滤，得到尾渣和结晶前液，结晶前液中草酸铵的浓度为2.5wt％，偏钒酸铵的浓度为5wt％，溶液体积为5L；
(3)将步骤(2)得到的90℃结晶前液转入蒸发结晶器中，将溶液温度加热至103℃进行蒸发结晶，结晶过程中未发现结晶器内壁有结垢现象，当溶液中草酸铵浓度达到15wt％结晶完成，结晶完成后过滤得到偏钒酸铵晶体和结晶母液；结晶过程中得到的蒸发水经冷凝后返回步骤(2)中用于对晶渣混合物进行溶钒，所得结晶母液返回步骤(1)中用于铵浸含钒熟料。
经过检测：所得结晶母液中偏钒酸铵的浓度为1.1wt％。
对比例1
(1)含钒原料焙烧熟料经草酸铵溶液浸出后得到105℃的浸出液，该浸出液中草酸铵浓度为12wt％，将浸出液过滤得到循环液和晶渣混合物；所得晶渣混合物用于后续分离钒，循环液循环用于对含钒原料焙烧熟料的浸出；
(2)将实例4中得到的结晶母液与步骤(1)得到的晶渣混合物混合，热液与晶渣混合物的液固比为6:1，在搅拌条件下加热至90℃反应10min，使与渣相夹杂的偏钒酸铵全部溶解于水中，在90℃保温过滤，得到尾渣和结晶前液，结晶前液中草酸铵的浓度为2.5wt％，偏钒酸铵的浓度为5wt％，溶液体积为5L；
(3)步骤(2)得到的90℃结晶前液转入普通烧杯中进行搅拌自然冷却降温，当温度38℃时结晶完成，结晶完成后后过滤得到偏钒酸铵晶体和结晶母液，结晶母液用于晶渣混合物的溶钒。
本对比例与实施例8相比，除结晶方式不同外其余结晶条件完全相同。结果发现，从90℃降温至38℃的总时间为200min，当温度降至50℃时发现烧杯内壁出现明显的结垢现象。采用自然冷却降温结晶，降温时间长达200min，且自然降温过程中在烧杯内壁发现明显的结垢现象。
经过检测：所得结晶母液中偏钒酸铵的浓度为2.1wt％。
对比例2
(1)含钒原料焙烧熟料经草酸铵溶液浸出后得到100℃的浸出液，该浸出液中草酸铵浓度为13wt％，将浸出液过滤得到循环液和晶渣混合物；所得晶渣混合物用于后续分离钒，循环液循环用于对含钒原料焙烧熟料的浸出；
(2)将实例4中得到的结晶母液与步骤(1)得到的晶渣混合物混合，热液与晶渣混合物的液固比为2:1，在搅拌条件下加热至75℃反应100min，使与渣相夹杂的偏钒酸铵全部溶解于水中，在75℃保温过滤，得到尾渣和结晶前液，结晶前液中草酸铵的浓度为3wt％，偏钒酸铵的浓度为2wt％，溶液体积为5L；
(3)步骤(2)得到的75℃结晶前液转入6m3搅拌釜中，搅拌釜与以面积为0.5m2的换热器串联，通过通入25℃的循环冷却水进行降温，当温度32℃时结晶完成，结晶完成后后过滤得到偏钒酸铵晶体和结晶母液，结晶母液用于晶渣混合物的溶钒。
本对比例与实施例7相比，除结晶和降温方式不同外，其余条件完全相同。结果发现，从75℃降温至32℃的总时间为70min，结晶过程中发现随着结晶时间的延长，换热效率越来越低，换热器内管出现严重的结垢现象。
经过检测：所得结晶母液中偏钒酸铵的浓度为1.9wt％。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种从含钒原料焙烧熟料浸出溶液中结晶分离偏钒酸铵的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将含钒原料焙烧熟料经草酸铵浸出后得到的浸出液固液分离，得到循环液和晶渣混合物；
(2)将步骤(1)所得晶渣混合物进行溶钒，完全溶解后固液分离，得到尾渣和结晶前液；
(3)将步骤(2)得到的结晶前液进行蒸发结晶，结晶完成后固液分离，得到偏钒酸铵晶体和结晶母液。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述浸出液中草酸铵的浓度为10-13wt％；
优选地，步骤(1)所述浸出液的温度为60-105℃，优选为70-95℃。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)得到的循环液循环用于对含钒原料焙烧熟料的浸出。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述溶钒的操作为：将晶渣混合物与热液混合，在搅拌条件下加热至晶渣混合物中的偏钒酸铵完全溶解。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述溶钒的温度为70-105℃，优选为80-95℃；
优选地，步骤(2)所述溶钒时晶渣混合物与热液的液固比为(2-10):1，优选为(3-7):1；
优选地，步骤(2)所述溶钒的时间为10-120min，优选为20-100min。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述蒸发结晶的温度为101-110℃。
7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述结晶前液中草酸铵的浓度为1-3wt％；
优选地，步骤(2)所述结晶前液中偏钒酸铵的浓度为2-5wt％；
优选地，步骤(3)所述蒸发结晶的终点为结晶母液中草酸铵浓度为14-17wt％。
8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)蒸发得到的冷凝水返回步骤(2)中进行溶钒。
9.如权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，将步骤(3)所得结晶母液返回至步骤(1)中对含钒原料焙烧熟料进行浸出。
10.如权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将含钒原料焙烧熟料经草酸铵浸出后得到的浸出液固液分离，得到循环液和晶渣混合物，所得循环液循环用于对含钒原料焙烧熟料的浸出；所述浸出液中草酸铵的浓度为10-13wt％，浸出液的温度为60-105℃；
(2)按照(2-10):1的液固比将步骤(1)所得晶渣混合物与热液混合，在搅拌条件下加热至70-105℃溶钒10-120min，至晶渣混合物中的偏钒酸铵完全溶解，完全溶解后固液分离，得到尾渣和结晶前液；
(3)将步骤(2)得到的结晶前液在101-110℃下进行蒸发结晶，结晶前液中草酸铵的浓度为1-3wt％，偏钒酸铵的浓度为2-5wt％，蒸发结晶的终点为结晶母液中草酸铵浓度为14-17wt％，结晶完成后固液分离，得到偏钒酸铵晶体和结晶母液，将所得结晶母液返回至步骤(1)中对含钒原料焙烧熟料进行浸出，将蒸发得到的冷凝水返回步骤(2)中进行溶钒。
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