CN110055417A - 一种从钒渣混料中高效分离钒钛的方法 - Google Patents

一种从钒渣混料中高效分离钒钛的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种从钒渣混料中高效分离钒钛的方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）破碎和筛分（2）钒渣水淬（3）破碎和筛分（4）混料（5）压片（6）焙烧活化（7）选择性焙烧（8）冷却和混匀（9）浸出（10）五氧化二钒的制备。本发明通过添加二氧化硅混料压片避免了焙烧过程中原料的熔融分解，通过硫酸铵焙烧使得钒钛硫酸化，再通过选择性焙烧使得钛的硫酸盐分解，实现钒渣中的钒、钛分离。该方法不仅降低了传统钒渣焙烧提钒工艺的所需能耗，而且料片在反应过程中保持焙烧片状不变，不会粘连焙烧反应器影响其寿命，是一种典型的低碳、绿色环保型钒渣利用技术。

Description

一种从钒渣混料中高效分离钒钛的方法
技术领域
本发明涉及一种从混料钒渣中高效分离钒钛的方法，属冶金技术领域。
背景技术
钒渣和石煤是我国两种典型的制备五氧化二钒的原料，但二者放入地质成矿因素、资源分布和矿相组成皆有很大不同。钒渣是钒钛磁铁矿经高炉炼铁、转炉炼钢而产生的炉渣，其中含有大量的钒铁尖晶石相、钛铁矿相、橄榄石相、游离的石英及金属铁，其随钒钛磁铁矿的资源分布地和生产加工地主要来源为四川省攀枝花地区和河北承德地区。石煤是一种典型的含钒质页岩，主要的物相为石英、白云母、方解石以及黄铁矿，分散型分布在我国湖南、湖北、安徽及江西等地。从含钒量的角度来看，钒渣中钒含量为5-10%比石煤中0.1-1%的钒含量要高得多。目前，我国工业上主要以钒渣为原料进行五氧化二钒的生产。
传统的提钒方法主要为“钠化焙烧-水浸”或“钙化焙烧-酸浸”，其在850℃下在钒渣中添加钠盐或钙盐进行焙烧，将钒渣中的钒铁尖晶石相破坏后，转变为易溶于水的钒酸钠或钒酸钙进而进行浸出分离提钒。但这两种方法普遍存在着焙烧温度高、污染严重、三废排放量大的问题。同时，钒渣中的钛含量可高达5-8%，现有的钒渣工业利用技术只注重了钒的提取，而忽略了钛资源的高效利用。
一般来讲，钒渣提钒过程中主要采用回转窑进行焙烧加热，在此过程中添加剂容易形成熔盐造成回转窑内的结圈，进而影响设备寿命和反应效率。钒渣与添加剂在焙烧过程也容易形成分散型分布，造成混料的不均匀分布。
钒工业一直是我国有色金属冶金优势产业之一，随着我国冶金行业朝着低碳、绿色、高值化方向的发展，寻找一种高效提钒方法具有重大意义。
发明内容
发明目的：本发明提供一种从钒渣混料中高效分离钒钛的方法，其目的在于解决传统钒渣提钒方法中高污染、高能耗、低效率的问题，有效回收钒渣中的钛资源，解决焙烧过程中原料烧结的问题。
技术方案
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种从钒渣混料中高效分离钒钛的方法，其特征在于按以下步骤进行：
（1）破碎和筛分：将钒渣原料进行破碎，经过筛分得到直径小于74 μm的粉末；
（2）钒渣水淬：将钒渣放置在水淬炉中，钒渣随炉升温至1200~1600℃后保温10~60min后，物料经高温熔融和水冷装置快速水淬后，形成水淬钒渣；
（3）破碎和筛分：将经水淬后的钒渣进行破碎，经过筛分得到直径小于74 μm的粉末，即为水淬渣；
（4）混料：将水淬钒渣、二氧化硅、硫酸铵混合均匀，物料混合按照质量比为水淬钒渣：硫酸铵：二氧化硅=1:2-8:2-8；
（5）压片：将上述混料混匀、制片压制成型，制片压力为0.6MPa以上；
（6）焙烧活化：将所制成的混料片升温至280~380℃，保持空气流动，保温60-180min，使得钒钛硫酸化，得到一次焙烧后的混料片；
（7）选择性硫酸化：将（6）中得到的焙烧后的混合片继续升温至450~560℃，保持空气流动，保温60~180min，使得钛的硫酸盐分解，得到二次焙烧后的混料片；
（8）冷却和混匀：将上述二次焙烧后的混料片破碎冷却，磨碎混匀成直径小于74 μm的粉末；
（9）浸出：将（8）中得到的粉末采用1~5%体积分数的稀硫酸在40~60℃下浸出30~90min，过滤得到浸出渣和浸出液；
（10）五氧化二钒的制备：将氨气通入（9）中所述的浸出液，并控制pH为1.0~2.5，温度为70~99℃，过滤后得到钒酸铵沉淀和剩余液，钒酸铵通过200~400℃煅烧30~180min，得到五氧化二钒。
上述步骤（1）中所述钒渣，指钒钛磁铁矿经高炉炼铁-转炉炼钢后得到的转炉钒渣，其中钒的质量百分数为5~20%，钛的质量百分数为5~15%，铁的质量百分数为25~40%。
上述（5）中，所添加的二氧化硅成分将成为料片的成型稳定骨架，保持高温状态下料片的不互相粘连，亦不高温融解粘连高温焙烧设备。
上述（6）中，混料片在焙烧过程中，而硫酸铵分解形成硫酸氢铵，硫酸氢铵将进一步与钒渣中的钒、钛发生硫酸化反应。
上述（7）中，选择性被烧将使得（6）中已生成的钛的硫酸盐分解形成二氧化钛，而保持钒仍以硫酸盐的形式存在。
经（9）步骤后，钒将存在于浸出液中，而钛则会富集于浸出渣中。
与现有技术相比，本发明一种从钒渣混料中高效分离钒钛的方法，主要优点在于：
（1）降低了传统的850℃高温焙烧提钒技术中的焙烧温度，可大幅降低生产过程中的能耗；
（2）焙烧过程中原料不发生融解，不会粘连高温设备影响设备寿命；
（3）通过水淬改变钒渣性质，采用选择性焙烧将钒钛分离。
附图说明
具体的实施方式以下实施例中采用的钒渣原料成分组成，见表1：
表1钒渣原料成分
成分 V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> TiO<sub>2</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> MnO SiO<sub>2</sub> MgO CaO Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 其他杂质
Wt./% 17.52 13.10 36.73 10.00 14.91 2.34 2.26 2.20 0.93
下面结合实施例对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不仅下雨下述的实施例。
实施例1：
（1）破碎和筛分：将钒渣原料进行破碎，经过筛分得到直径小于74 μm的粉末；
（2）钒渣改性:将钒含量17.52%，钛含量13.10%，铁含量36.73%的钒渣放置于水淬炉中，随炉升温至1550℃保温10min，经熔融和水淬，得到改性钒渣；
（3）破碎和筛分：采用行星球磨机对改性钒渣进行破碎，经过筛分得到直径小于74 μm的粉末；
（4）混料：按照质量比钒渣：硫酸铵：二氧化硅=1:2:2称取原料，混匀；
（5）压片：将上述混料进行制片成型，制片压力为0.6Mpa，成型料片的直径为13mm，厚度5mm；
（6）焙烧活化：将所制成的混料片升温至380℃，通入空气，空气流量为200mL/min，保温90min，使得钒钛硫酸化，得到一次焙烧后的混料片；
（7）选择性硫酸化：将（6）中得到的焙烧后的混合片继续升温至480℃，保持空气流动，保温120min，使得钛的硫酸盐分解，得到二次焙烧后的混料片；
（8）冷却和混匀：将上述二次焙烧后的混料片破碎冷却，磨碎混匀成直径小于74 μm的粉末；
（9）浸出：将（7）中得到的粉末采用5%体积分数的稀硫酸在55℃下浸出90min，过滤得到浸出渣和浸出液；
（10）五氧化二钒的制备：将氨气通入（8）中所述的浸出液，并控制pH为1. 5，温度为90℃，过滤后得到钒酸铵沉淀和剩余液，钒酸铵通过300℃煅烧90min，得到五氧化二钒。
经检测，所述的实施例1步骤（9）中，钒的浸出率为90%以上。
实施例1：
（1）破碎和筛分：将钒渣原料进行破碎，经过筛分得到直径小于61 μm的粉末；
（2）钒渣改性: 将钒含量17.52%，钛含量13.10%，铁含量36.73%的钒渣放置于水淬炉中，随炉升温至1550℃保温30min，经熔融和水淬，得到改性钒渣；
（3）破碎和筛分：采用行星球磨机对改性钒渣进行破碎，经过筛分得到直径小于61 μm的粉末；
（4）混料：按照质量比钒渣：硫酸铵：二氧化硅=1:2:3称取原料，混匀；
（5）压片：将上述混料进行制片成型，制片压力为0.6Mpa，成型料片的直径为13mm，厚度5mm；
（6）焙烧活化：将所制成的混料片升温至370℃，通入空气，空气流量为200mL/min，保温120min，使得钒钛硫酸化，得到一次焙烧后的混料片；
（7）选择性硫酸化：将（6）中得到的焙烧后的混合片继续升温至480℃，保持空气流动，保温180min，使得钛的硫酸盐分解，得到二次焙烧后的混料片；
（8）冷却和混匀：将上述二次焙烧后的混料片破碎冷却，磨碎混匀成直径小于1 μm的粉末；
（9）浸出：将（7）中得到的粉末采用6%体积分数的稀硫酸在55℃下浸出120min，过滤得到浸出渣和浸出液；
（10）五氧化二钒的制备：将氨气通入（8）中所述的浸出液，并控制pH为1. 5，温度为90℃，过滤后得到钒酸铵沉淀和剩余液，钒酸铵通过300℃煅烧90min，得到五氧化二钒。
经检测，所述的实施例2步骤（9）中，钒的浸出率为90%以上。

Claims (3)

1.一种从钒渣混料中高效分离钒钛的方法，其特征步骤在于：
（1）破碎和筛分：将钒渣原料进行破碎，经过筛分得到直径小于74 μm的粉末；
（2）钒渣水淬：将钒渣放置在水淬炉中，钒渣随炉升温至1200~1600℃后保温10~60min后，物料经高温熔融和水冷装置快速水淬后，形成水淬钒渣；
（3）破碎和筛分：将经水淬后的钒渣进行破碎，经过筛分得到直径小于74 μm的粉末，即为水淬渣；
（4）混料：将水淬钒渣、二氧化硅、硫酸铵混合均匀，物料混合按照质量比为水淬钒渣：硫酸铵：二氧化硅=1:2-8:2-8；
（5）压片：将上述混料混匀、制片压制成型，制片压力为0.6MPa以上；
（6）焙烧活化：将所制成的混料片升温至280~380℃，保持空气流动，保温60-180min，使得钒钛硫酸化，得到一次焙烧后的混料片；
（7）选择性硫酸化：将（6）中得到的焙烧后的混合片继续升温至450~560℃，保持空气流动，保温60~180min，使得钛的硫酸盐分解，得到二次焙烧后的混料片；
（8）冷却和混匀：将上述二次焙烧后的混料片破碎冷却，磨碎混匀成直径小于74 μm的粉末；
（9）浸出：将（8）中得到的粉末采用1~5%体积分数的稀硫酸在40~60℃下浸出30~90min，过滤得到浸出渣和浸出液；
（10）五氧化二钒的制备：将氨气通入（9）中所述的浸出液，并控制pH为1.0~2.5，温度为70~99℃，过滤后得到钒酸铵沉淀和剩余液，钒酸铵通过200~400℃煅烧30~180min，得到五氧化二钒。
2.根据权利要求1所述的一种从钒渣混料中高效分离钒钛的方法，其特征在于在于钒渣指钒钛磁铁矿经高炉炼铁-转炉炼钢后得到的转炉钒渣，其中钒的质量百分数为5-20%，钛的质量百分数为5-15%，铁的质量百分数为25-40%。
3.根据权利要求1所述的一种从钒渣混料中高效分离钒钛的方法，其特征在于水淬钒渣、硫酸铵、二氧化硅经过混合压片，混合料片经过焙烧活化和选择性硫酸化两个焙烧阶段。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111484078A (zh) * 2020-05-14 2020-08-04 中国科学院过程工程研究所 一种由钒钛磁铁矿制取五氧化二钒的方法
CN112080651A (zh) * 2020-09-23 2020-12-15 攀钢集团研究院有限公司 高钙低钠铵复合焙烧提钒的方法
CN113122678A (zh) * 2021-03-31 2021-07-16 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 一种利用钒渣增钒炼钢的冶炼方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102134649A (zh) * 2011-03-03 2011-07-27 东北大学 一种钒渣的综合利用方法
CN104388679A (zh) * 2014-09-30 2015-03-04 边悟 含钒原料提钒的方法
CN107267766A (zh) * 2017-08-28 2017-10-20 四川大学 一种从改性钒渣中选择性分离钒、钛、铁的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102134649A (zh) * 2011-03-03 2011-07-27 东北大学 一种钒渣的综合利用方法
CN104388679A (zh) * 2014-09-30 2015-03-04 边悟 含钒原料提钒的方法
CN107267766A (zh) * 2017-08-28 2017-10-20 四川大学 一种从改性钒渣中选择性分离钒、钛、铁的方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111484078A (zh) * 2020-05-14 2020-08-04 中国科学院过程工程研究所 一种由钒钛磁铁矿制取五氧化二钒的方法
CN111484078B (zh) * 2020-05-14 2021-06-08 中国科学院过程工程研究所 一种由钒钛磁铁矿制取五氧化二钒的方法
CN112080651A (zh) * 2020-09-23 2020-12-15 攀钢集团研究院有限公司 高钙低钠铵复合焙烧提钒的方法
CN112080651B (zh) * 2020-09-23 2022-07-19 攀钢集团研究院有限公司 高钙低钠铵复合焙烧提钒的方法
CN113122678A (zh) * 2021-03-31 2021-07-16 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 一种利用钒渣增钒炼钢的冶炼方法

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