CN110218861A - 一种钙化提钒尾渣脱硫的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钙化提钒尾渣脱硫的方法，该方法是在钙化提钒尾渣中加入碳酸盐溶液，液固比mL:g为2.5:1~5:1，在30~80℃、搅拌速度200~400r/min的条件下浸出60min~180min，过滤，获得脱硫后的尾渣及滤液，尾渣用于高炉烧结的后续处理工序，滤液采用蒸发结晶的工艺获得硫酸钠、硫酸铵及回用水；与现有处理手段相比，方法简单，可操作性强，成本低，可利用现有技术条件实现脱硫尾渣处理的产业化，为解决目前钙化提钒尾渣的利用难题提供了一种解决方案。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，更具体地，本发明涉及一种钙化提钒尾渣脱硫的方法。
背景技术
钒作为重要的战略元素，在冶金、化工、国防、能源等领域均有重要且广泛的用途。钒渣是目前国内主要的提钒物料，钠化提钒工艺和钙化提钒工艺是目前两种主要的提钒方法。其中，钙化提钒工艺避免了钠化提钒工艺焙烧环节产生的废气污染，是一种较为清洁的生产工艺，目前在四川西昌已经实现产业化。但钙化提钒工艺也存在不足之处，其钙化焙烧熟料经过酸性溶液浸出之后得到了用于沉钒的钒液，同时也产生了尾渣。这些尾渣也被称为钙化提钒尾渣，其中还含有1%~4%的钒和大量的硫酸钙，硫酸钙的存在使得钙化提钒尾渣不宜再次使用硫酸浸出，而尾渣返回高炉烧结是一种对尾渣处理可行的手段，但硫元素的存在对于高炉烧结工艺有十分不利的影响，由此，钙化提钒尾渣中过多的硫元素使得其目前不能实现以高炉烧结方式进行处理。因此，要实现钙化提钒尾渣高炉烧结，就必须对钙化提钒尾渣中的硫进行脱除处理。目前，对于钙化提钒尾渣的的处理方式主要是堆积，还没有实现钙化提钒尾渣的再次利用，有文献对钙化提钒尾渣进行了研究，但都未取得实际效果，没有实现尾渣产业化利用。
中国专利申请CN201811179019.1公开了一种钒渣钙化焙烧熟料的二次酸浸工艺。其技术方案是提供了钒渣钙化焙烧熟料的二次酸浸工艺：以一次提钒尾渣为酸浸原料，控制酸浸的初始pH值为1.0～1.4，浸出终点的pH值为1.6～2.0，液固比为2:1～2.5:1。通过对一次提钒尾渣进行再浸出、再液固分离，所得含钒滤液返回提钒系统循环使用。但该法所得到的二次酸浸中的TV相比于一次酸浸中尾渣的TV含量变化最高仅有39%，钒的回收率不高，且酸耗较高。
中国专利申请CN201710250405.4公开了一种处理提钒尾渣的方法和系统方法：将钙化提钒尾渣、还原煤和钙盐进行混合成型，得到混合球团；将混合球团进行还原焙烧处理，得到金属化球团；将金属化球团进行熔分处理，得到富钒钒渣和含镓铁水；将富钒渣进行氧化钙化焙烧处理，得到酸溶性钒酸钙熟料；将酸溶性钒酸钙熟料进行酸浸处理，得到五氧化二钒和第一尾渣；将含镓铁水进行浇注处理，得到含镓铁阳极，并将含镓铁阳极进行电解处理，得到含镓阳极泥和电解铁；以及对含镓阳极泥中的镓进行提取，得到金属镓和第二尾渣。该方法存在工艺流程长，所用设备多，工艺控制严苛的问题，难以实现产业化。
发明内容
针对钙化提钒尾渣处理工艺的不足，本发明提供了一种钙化提钒尾渣脱硫的方法，采用化学方法，使尾渣中的硫酸钙与碳酸盐反应使硫酸钙转化生成碳酸钙，实现尾渣中硫元素的脱除，有利于脱硫尾渣后续通过高炉烧结等方式进行处理，为解决目前钙化提钒尾渣的利用难题提供了一种解决方案。
本发明方法是在钙化提钒尾渣中加入碳酸盐溶液，液固比mL:g为2.5:1~5:1，在30~80℃、搅拌速度200~400r/min的条件下浸出60min~180min，过滤，获得脱硫后的尾渣及滤液，尾渣用于高炉烧结的后续处理工序，滤液采用现有蒸发结晶的成熟工艺获得硫酸钠、硫酸铵及回用水。
所述钙化提钒尾渣为钒渣钙化焙烧工艺所得到的提钒尾渣，含钒1%~4%；钙化提钒尾渣中CaSO4含量为25~35%。
所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或任意比几种。
所述碳酸盐加入量为能使钙化提钒尾渣中硫酸钙完全转化成碳酸钙的理论用量的1.1~2.0倍。
所述浸出温度条件视浸出剂不同而不同，碳酸钠浸出温度为70~80℃，碳酸氢钠浸出温度为20~30℃，碳酸氢铵浸出温度为20~30℃。
本发明的有益效果：
本发明针对钙化提钒尾渣处理工艺的不足，采用化学方法，使尾渣中的硫酸钙与碳酸盐反应，使硫酸钙转化生成碳酸钙，脱除尾渣中的硫元素，有利于尾渣实现以高炉烧结等手段进行处理。与现有处理手段相比，具有方法简单，可操作性强，成本低的优点，并可利用现有技术条件实现脱硫尾渣处理的产业化，为解决目前钙化提钒尾渣的利用难题提供了一种解决方案。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1
将钙化提钒尾渣100g（V 3.69%，CaSO4 25.5%）加入250mL碳酸钠溶液（其中含碳酸钠为9.75g），使碳酸钠溶液中碳酸钠质量是理论计算值的2倍，液固比为2.5:1，在80℃、搅拌速度300r/min下搅拌浸出反应120min；获得滤液和脱硫后的尾渣，脱硫后的尾渣含CaSO40.65%；实现脱硫率（以硫酸钙计）为97.45%。
实施例2
将钙化提钒尾渣100g（V 3.69%，CaSO4 25.5%）加入300mL碳酸钠溶液（其中含碳酸钠为29.81g），使碳酸钠溶液中碳酸钠质量是理论计算值的1.5倍，液固比为3:1，在70℃、搅拌速度为400r/min下搅拌浸出反应90min；获得滤液和脱硫后的尾渣，脱硫后的尾渣含CaSO4 0.75%，实现脱硫率（以硫酸钙计）为97.05%。
实施例3
将钙化提钒尾渣100g（V 3.69%，CaSO4 25.5%）加入500mL碳酸钠溶液（其中含碳酸钠为21.86g），使碳酸钠溶液中碳酸钠质量是理论计算值的1.1倍，液固比为5:1，在60℃、搅拌速度为200r/min下搅拌浸出反应60min，获得滤液和脱硫后的尾渣，脱硫后的尾渣含CaSO41.57%，实现脱硫率（以硫酸钙计）为93.84%。
实施例4
将钙化提钒尾渣100g（V 3.69%，CaSO4 25.5%）加入500mL碳酸氢钠溶液（其中含碳酸氢钠为27.09g），使碳酸氢钠溶液中碳酸氢钠质量是理论计算值的2倍，液固比为5:1，
在30℃、搅拌速度为300r/min下搅拌浸出反应180min，获得滤液和脱硫后的尾渣，脱硫后的尾渣含CaSO4 0.69%，实现脱硫率（以硫酸钙计）为97.29%。
实施例5
将钙化提钒尾渣100g（V 3.69%，CaSO4 25.5%）加入400mL碳酸氢钠溶液（其中含碳酸氢钠为20.31g），使碳酸氢钠溶液中碳酸氢钠质量是理论计算值的1.5倍，液固比为4:1，
在25℃、搅拌速度为350r/min下搅拌浸出反应120min，获得滤液和脱硫后的尾渣，脱硫后的尾渣含CaSO4 1.39%，实现脱硫率（以硫酸钙计）为94.54%。
实施例6
将钙化提钒尾渣100g（V 3.69%，CaSO4 25.5%）加入300mL碳酸氢钠溶液（其中含碳酸氢钠为14.90g），使碳酸氢钠溶液中碳酸氢钠质量是理论计算值的1.1倍，液固比为3:1，在20℃、搅拌速度为200r/min下搅拌浸出反应60min，获得滤液和脱硫后的尾渣，脱硫后的尾渣含CaSO4 2.10%，实现脱硫率（以硫酸钙计）为91.76%。
实施例7
将钙化提钒尾渣100g（V 3.69%，CaSO4 25.5%）加入500mL碳酸氢铵溶液（其中含碳酸氢铵为29.63g），使碳酸氢铵溶液中碳酸氢铵质量是理论计算值的2倍，液固比为5:1，
在30℃、搅拌速度为300r/min下搅拌浸出反应180min，获得滤液和脱硫后的尾渣，脱硫后的尾渣含CaSO4 0.51%，实现脱硫率（以硫酸钙计）为98.00%。
实施例8
将钙化提钒尾渣100g（V 3.69%，CaSO4 25.5%）加入400mL碳酸氢铵溶液（其中含碳酸氢铵为22.22g），使碳酸氢铵溶液中碳酸氢铵质量是理论计算值的1.5倍，液固比为4:1，在25℃、搅拌速度为350r/min下搅拌浸出反应120min，获得滤液和脱硫后的尾渣，脱硫后的尾渣含CaSO41.41%，实现脱硫率（以硫酸钙计）为94.47%。
实施例9
将钙化提钒尾渣100g（V 3.69%，CaSO4 25.5%）加入300mL碳酸氢铵溶液（其中含碳酸氢铵为16.30g），使碳酸氢铵溶液中碳酸氢铵质量是理论计算值的1.1倍，液固比为3:1，在20℃、搅拌速度为200r/min下搅拌浸出反应60min，获得滤液和脱硫后的尾渣，脱硫后的尾渣含CaSO4 2.01%，实现脱硫率（以硫酸钙计）为92.11%。
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.一种钙化提钒尾渣脱硫的方法，其特征在于：在钙化提钒尾渣中加入碳酸盐溶液，液固比mL:g为2.5:1~5:1，在30~80℃、搅拌速度200~400r/min的条件下浸出60min~180min，过滤，获得脱硫后的尾渣及滤液，尾渣用于高炉烧结的后续处理工序，滤液采用蒸发结晶的工艺获得硫酸钠、硫酸铵及回用水。
2.根据权利要求1所述的钙化提钒尾渣脱硫的方法，其特征在于：碳酸盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或任意比几种。
3.根据权利要求2所述的钙化提钒尾渣脱硫的方法，其特征在于：碳酸盐添加量为能使钙化提钒尾渣中硫酸钙完全转化成碳酸钙的理论用量的1.1~2.0倍。
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- 2019-05-15 CN CN201910402492.XA patent/CN110218861A/zh active Pending
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