CN109930008B - 一种钒渣清洁提钒的方法 - Google Patents

一种钒渣清洁提钒的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109930008B
CN109930008B CN201910354025.4A CN201910354025A CN109930008B CN 109930008 B CN109930008 B CN 109930008B CN 201910354025 A CN201910354025 A CN 201910354025A CN 109930008 B CN109930008 B CN 109930008B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vanadium
roasting
magnesium
precipitate
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910354025.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109930008A (zh
Inventor
李鸿乂
王成杰
谢兵
刁江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University
Original Assignee
Chongqing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University filed Critical Chongqing University
Priority to CN201910354025.4A priority Critical patent/CN109930008B/zh
Publication of CN109930008A publication Critical patent/CN109930008A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109930008B publication Critical patent/CN109930008B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

本发明针对现有提钒方法的不足，提供了一种从钒渣中清洁提钒的方法，通过对焙烧添加剂的选择和对浸出液中杂质金属离子的回收，降低生产成本、增加环境友好度，建立“三废”零排放的钒渣提钒新方法。

Description

一种钒渣清洁提钒的方法
技术领域
本发明属于冶金二次资源再利用技术领域，涉及一种钒渣清洁提钒的方法，具体涉及钒渣镁化焙烧-酸浸提钒以及后续钒、锰、镁的沉淀与循环利用方法。
背景技术
钒是一种有色金属，因其具有优良的强度、硬度及抗疲劳效应，钒被广泛地应用于钢铁、化工、航空等领域。我国钒钛磁铁矿资源丰富，位居世界第三，只要分布在四川攀枝花-西昌地区和河北承德大庙等地区。钒渣是提钒的主要原料，钒钛磁铁矿经过高炉冶炼获得含钒铁水，再经转炉氧化富集到保护渣中，获得所谓的钒渣。钒渣中的钒主要是以尖晶石FeV2O4的形式存在。
钒渣提钒有多种方法，目前工业普遍使用的方法是钠化焙烧和钙化焙烧钠化焙烧是将钠盐和钒渣混合焙烧，将低价钒转化为可溶性的钒酸钠盐而后浸出。然而在钠化焙烧时由于NaCl、Na2SO4等钠盐的分解会产生Cl2、SO2等有害气体，同时由于钠盐熔点较低，在焙烧过程中会造成物料烧结，阻碍钒的进一步氧化，从而降低钒的浸出率。此外，钠化焙烧提钒工艺会产生大量难以处理或循环利用的硫酸钠-硫酸铵复盐或废水，既浪费资源、又造成了环境负担。钙化焙烧工艺是将钒渣与氧化钙或碳酸钙混合后进行氧化焙烧，使钒渣中的低价钒转化为钙盐(包括偏钒酸钙、正钒酸钙和焦钒酸钙)，然后采用硫酸进行浸出。钙化焙烧提钒工艺产生了大量以硫酸钙为主要成分的提钒尾渣，由于其难以利用而仅能堆砌处置。由此可见，当前钒渣提钒工艺产生大量固废和废水的根本原因是由焙烧添加剂引起的。欲抑制钒渣提钒工艺产生“三废”，须从焙烧添加剂种类着手解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种钒渣清洁提钒的方法，其特征在于，包括以下步骤:
(1)将钒渣和含镁化合物混合，然后对所得混合物料进行焙烧，得到焙烧熟料。所述含镁化合物选自氧化镁、碳酸镁、硫酸镁；
(2)将步骤(1)得到的焙烧熟料和含硫酸的溶液进行酸浸，固液分离后得到含钒浸出液。
(3)将步骤(2)得到的含钒浸出液加入(NH4)2SO4，获得沉钒液和沉淀物。焙烧沉淀物制得五氧化二钒。
(4)向步骤(3)所得沉钒液中加入氨水，调节pH为7；
(5)测定调节pH后的沉钒液中的Mn2+浓度，加入氨水，获得沉锰液和沉淀；滤出沉淀获得氢氧化锰；本步骤加入氨水中的N的物质的量是Mn2+的4～8倍，加入氨水时控制pH在8-10之间。
(6)将步骤(5)所得沉锰液，通入氨气，直到沉淀不再析出；获得余液和沉淀；焙烧沉淀制得氧化镁；氨气流量为10-100ml/min。
(7)将所述余液采用结晶法析出硫酸铵晶体。
进一步，步骤(1)所述焙烧添加剂为镁化合物，镁化合物为氧化镁、碳酸镁和硫酸镁中的一种。
进一步，步骤(1)混合物料中，含镁化合物与钒渣的质量比例是6％-16％。
进一步，步骤(1)所述焙烧的温度为800℃-1000℃，焙烧的时间为1h-2h。
进一步，步骤(2)所述含硫酸的溶液的pH为0.5-1，浸出的温度为50℃-90℃，浸出的时间为0.5h-1h，浸出液固比为3-20:1，液体单位以ml计，固体单位以g计(可按照比例换算为更大的单位)。
进一步，步骤(3)中，加入(NH4)2SO4前，先加入氨水调节反应体系pH为3-4，
进一步，步骤(3)中，先根据含钒浸出液中V的浓度，计算出全部V转化为V2O5的质量，加入(NH4)2SO4的质量为所述V2O5质量的 1-2倍，随后加入硫酸调节反应体系pH为1.8-2.3。
进一步，步骤(3)中，所述焙烧温度为550℃，焙烧时间为2h。
进一步，步骤(6)中，所述氧化镁作为步骤(1)的含镁化合物进行循环利用；
进一步，步骤(7)中，废水作为步骤(2)配置硫酸溶液的稀释液进行循环利用；
进一步，步骤(7)中，硫酸铵晶体加入步骤(3)的含钒浸出液作为沉钒试剂进行循环利用。
进一步，所用的氨水的摩尔浓度为14.0-25.0mol/L。
本发明的技术效果是毋庸置疑的，通过对焙烧添加剂的选择和对浸出液中杂质金属离子的回收，降低生产成本，建立“三废”零排放的钒渣提钒方法。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
一种钒渣清洁提钒的方法，其特征在于，包括以下步骤:
(1)将10g的钒渣和1g的MgO混合，然后对所得混合物料进行焙烧，得到焙烧熟料。在马弗炉中900℃下焙烧1.5h。
本实施例所用钒渣的成分如表1：
表1实施例1中钒渣的化学成分表，wt％
FeO V<sub>2</sub>O<sub>3</sub> TiO<sub>2</sub> MnO SiO<sub>2</sub> MgO CaO Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
38.53 15.37 12.60 9.47 13.51 4.01 3.02 3.47
(2)将步骤(1)得到的焙烧熟料和含硫酸的溶液进行酸浸，固液分离后得到含钒浸出液。所述含硫酸的溶液的pH为0.5，浸出的温度为70℃，浸出的时间为0.5h，浸出液固比为5:1(mL/g)。经检测，钒的浸出率为93.8％。
(3)步骤(2)所得的钒浸出液中V浓度约为6g/L，取50ml钒浸出液，常温下向溶液中加入氨水调节pH为3-4，氨水的摩尔浓度为25.0mol/L。加入0.80g硫酸铵(NH4)2SO4，调节反应体系pH为 1.9，在95℃下沉钒120min，沉钒完成后过滤获得沉钒液75ml和多钒酸铵，使用清水洗涤多钒酸铵，随后于550℃下焙烧2h获得V2O5。该条件下沉钒率为97.3％，产品中V2O5含量为93.0％。
(4)测定调节pH后的沉钒液中的Mn2+浓度为0.698g/L，向步骤(3)所得沉钒液中加入氨水，调节pH为7；
(5)加入0.4ml浓度为25mol/L的浓氨水，在50℃下沉锰100 min，沉锰完成后过滤获得沉锰液85ml和氢氧化锰，使用清水洗涤氢氧化锰。该条件下沉锰率为97.1％，产品中氢氧化锰含量为91.1％。本步骤加入氨水时，需要控制pH值在8～10之间。
(6)将步骤(5)所得沉锰液中Mg浓度为1.019g/L，通入氨气，使得pH值达到10以上，直到沉淀不再析出；获得余液和沉淀； 400℃下焙烧沉淀2h获得氧化镁；氨气流量为10-100ml/min。
所述氧化镁可作为步骤(1)的含镁化合物进行循环利用；该条件下沉镁率为90.2％。
(7)将所述余液采用结晶法析出硫酸铵晶体。步骤(7)中，废水作为步骤(2)的含硫酸的溶液进行循环利用；步骤(7)中，硫酸铵晶体加入步骤(3)的含钒浸出液进行循环利用。
实施例2：
一种钒渣清洁提钒的方法，其特征在于，包括以下步骤:
(1)将10g的钒渣和1g的MgO混合，然后对所得混合物料进行焙烧，得到焙烧熟料。在马弗炉中900℃下焙烧1.5h。本实施例中所用钒渣与实施例1中一致。
(2)将步骤(1)得到的焙烧熟料和含硫酸的溶液进行酸浸，固液分离后得到含钒浸出液。所述含硫酸的溶液的pH为0.5，浸出的温度为70℃，浸出的时间为0.5h，浸出液固比为3:1(mL/g)。经检测，钒的浸出率为94.3％。
(3)步骤(2)所得的钒浸出液中V浓度约为8.4g/L，取50ml 钒浸出液，常温下向溶液中加入氨水调节pH为3-4，氨水的质量浓度为25.0mol/L。加入1.12g硫酸铵(NH4)2SO4，调节反应体系pH为1.9，在95℃下沉钒120min，沉钒完成后过滤获得沉钒液75ml和多钒酸铵，使用清水洗涤多钒酸铵，随后于550℃下焙烧2h获得V2O5。该条件下沉钒率为98.1％，产品中V2O5含量为93.7％。
(4)测定调节pH后的沉钒液中的Mn2+浓度为1.02g/L，向步骤 (3)所得沉钒液中加入氨水，调节pH为7；
(5)加入0.6ml摩尔浓度为25mol/L的浓氨水，在50℃下沉锰 100min，沉锰完成后过滤获得沉锰液83ml和氢氧化锰，使用清水洗涤氢氧化锰。该条件下沉锰率为97.5％，产品中氢氧化锰含量为91.3％。本步骤加入氨水时，需要控制pH值在8～10之间。
(6)将步骤(5)所得沉锰液中Mg浓度为1.50g/L，通入氨气，使得pH值达到10以上，直到沉淀不再析出；获得余液和沉淀；400 ℃下焙烧沉淀2h获得氧化镁；氨气流量为10-100ml/min。
所述氧化镁可作为步骤(1)的含镁化合物进行循环利用；该条件下沉镁率为90.8％。
(7)将所述余液采用结晶法析出硫酸铵晶体。步骤(7)中，废水作为步骤(2)的含硫酸的溶液进行循环利用；步骤(7)中，硫酸铵晶体加入步骤(3)的含钒浸出液进行循环利用。

Claims (6)

1.一种钒渣清洁提钒的方法，其特征在于，包括以下步骤:
（1）将钒渣和焙烧添加剂混合，然后对所得混合物料进行焙烧，得到焙烧熟料；本步骤所述焙烧添加剂为含镁化合物；含镁化合物为氧化镁、碳酸镁和硫酸镁中的一种；混合物料中含镁化合物与钒渣的质量比例是6%-16%；
（2）将步骤（1）得到的焙烧熟料和硫酸溶液进行酸浸，固液分离后得到含钒浸出液；所述硫酸溶液的pH为0.5-1，浸出的温度为50℃-90℃，浸出的时间为0.5h-1h，浸出液固比mL/g为3-20:1；
（3）将步骤（2）得到的含钒浸出液加入（NH4）2SO4，获得沉钒液和沉淀物；焙烧沉淀物制得五氧化二钒；先根据含钒浸出液中V的浓度，计算出全部V转化为V2O5的质量，加入（NH4）2SO4的质量为所述V2O5质量的1-2倍，随后加入硫酸调节反应体系pH为1.8-2.3；
（4）向步骤（3）所得沉钒液中加入氨水，调节pH为7；
（5）测定调节pH后的沉钒液中的Mn2+浓度，加入氨水，获得沉锰液和沉淀；滤出沉淀获得氢氧化锰；本步骤加入氨水中的N的物质的量是Mn2+的4～8倍，加入氨水时控制pH在8-10之间；
（6）将步骤（5）所得沉锰液，通入氨气，直到沉淀不再析出；获得余液和沉淀；焙烧沉淀制得氧化镁，返回步骤（1）循环使用；
（7）将所述余液采用结晶法析出硫酸铵晶体。
2.如权利要求1所述的一种钒渣清洁提钒的方法，其特征在于：步骤（1）所述焙烧的温度为800℃-1000℃，焙烧的时间为1h-2h。
3.如权利要求1所述的一种钒渣清洁提钒的方法，其特征在于：步骤（3）中，加入（NH4）2SO4前，先加入氨水调节反应体系pH为3-4。
4.如权利要求1所述的一种钒渣清洁提钒的方法，其特征在于：步骤（3）中，所述焙烧温度为550℃，焙烧时间为2h。
5.如权利要求1所述的一种钒渣清洁提钒的方法，其特征在于：
步骤（6）中，所述氧化镁作为步骤（1）的含镁化合物进行循环利用；
步骤（7）中，所得废水作为步骤（2）中配置硫酸溶液的稀释液进行循环利用；
步骤（7）中，硫酸铵晶体作为沉钒试剂加入步骤（3）的含钒浸出液进行循环利用。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，氨水的摩尔浓度为14-25mol/L。
CN201910354025.4A 2019-04-29 2019-04-29 一种钒渣清洁提钒的方法 Active CN109930008B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910354025.4A CN109930008B (zh) 2019-04-29 2019-04-29 一种钒渣清洁提钒的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910354025.4A CN109930008B (zh) 2019-04-29 2019-04-29 一种钒渣清洁提钒的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109930008A CN109930008A (zh) 2019-06-25
CN109930008B true CN109930008B (zh) 2020-11-06

Family

ID=66991172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910354025.4A Active CN109930008B (zh) 2019-04-29 2019-04-29 一种钒渣清洁提钒的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109930008B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110317962A (zh) * 2019-07-31 2019-10-11 中国恩菲工程技术有限公司 锰湿法冶炼方法和锰湿法冶炼系统
CN114350951B (zh) * 2021-11-25 2024-02-27 攀钢集团研究院有限公司 一种利用低品位含钒原料提钒以及废水循环利用的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4115110A (en) * 1977-04-08 1978-09-19 Earth Sciences, Inc. Vanadium recovery process
CN104357652A (zh) * 2014-11-20 2015-02-18 重庆大学 一种高钙钒渣直接焙烧-碱浸提钒的方法
CN105219974A (zh) * 2015-11-05 2016-01-06 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种提高钒渣v2o5含量的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI78278C (fi) * 1986-09-09 1989-07-10 Uralsky Inst Chernykh Metall Foerfarande foer framstaellning av vanadiumpentoxid.
CN101412539B (zh) * 2008-11-18 2010-12-08 攀钢集团研究院有限公司 一种氧化钒的清洁生产方法
CN104164569A (zh) * 2014-06-24 2014-11-26 中国科学院过程工程研究所 一种钒渣铵盐浸取制备五氧化二钒的方法
CN105316497A (zh) * 2014-07-31 2016-02-10 姜丹宁 一种精钒渣预处理再提钒的方法
CN105779757A (zh) * 2016-03-03 2016-07-20 中国科学院过程工程研究所 一种草酸铵浸出含钒原料焙烧熟料提钒的方法
CN109161695B (zh) * 2018-09-29 2020-06-09 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 钙化焙烧钒渣选择性浸出钒的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4115110A (en) * 1977-04-08 1978-09-19 Earth Sciences, Inc. Vanadium recovery process
CN104357652A (zh) * 2014-11-20 2015-02-18 重庆大学 一种高钙钒渣直接焙烧-碱浸提钒的方法
CN105219974A (zh) * 2015-11-05 2016-01-06 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种提高钒渣v2o5含量的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109930008A (zh) 2019-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105219969B (zh) 利用沉钒废水和提钒尾渣提取金属锰的方法
CN104109758A (zh) 一种分步提取钒渣中钒、铬、铁的清洁工艺方法
CN104313361A (zh) 一种含铬钒渣提钒及联产铬基合金的工艺方法
WO2015176429A1 (zh) 一种含钒原料焙烧后熟料碳铵溶液浸出提钒的方法
CN107586948A (zh) 一种钒渣深度提钒方法
CN103952560B (zh) 一种钒渣提钒的方法
CN109355514B (zh) 钒渣低钙焙烧-逆流酸浸提钒的方法
CN107236870B (zh) 一种含钒钢渣碳化提钒的方法
CN110066920B (zh) 一种从石煤钒矿中选择性浸出分离钒和铁的方法
CN109055724B (zh) 从铬钒矿/渣中提取钒和铬的方法
CN109706312B (zh) 一种利用钒铬渣和低品位软锰矿同时制备五氧化二钒和化学级二氧化锰的方法
CN105803212B (zh) 一种从氧化沉钴渣中回收钴的方法
CN110760687A (zh) 一种低成本钒渣清洁提钒的方法
CN104357652A (zh) 一种高钙钒渣直接焙烧-碱浸提钒的方法
CN109930008B (zh) 一种钒渣清洁提钒的方法
CN103898329A (zh) 一种锰化焙烧钒渣的提钒方法
CN104762474B (zh) 一种由辉钼矿制备钼酸铵的方法
CN112080651B (zh) 高钙低钠铵复合焙烧提钒的方法
CN104120269A (zh) 钒渣的综合利用方法
CN110512095B (zh) 一种从钨冶金磷砷渣中提取和稳定砷的方法
CN109402380A (zh) 一种从钒渣中提钒的方法
CN106591587B (zh) 一种含钒铬还原渣选择性氧化碱浸分离钒铬的方法
CN113817921B (zh) 一种从石煤钒矿中提取有价金属的方法
CN109161695A (zh) 钙化焙烧钒渣选择性浸出钒的方法
CN109182868B (zh) 一种低杂质钒铝合金及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant