一種利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法
2023-05-23 23:19:51
一種利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法
【專利摘要】本發明提供了一種利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法。所述方法是將釩渣用過濾除去懸浮物後的鈦白廢酸進行浸出，然後過濾洗滌得到高釩釩渣和含有硫酸亞鐵的濾液；其中，所述鈦白廢酸為硫酸法生產鈦白粉工藝中所產生的廢酸，所述釩渣為含釩鐵水經提釩吹煉後產生的爐渣。根據本發明的方法實現了釩渣和鈦白廢酸的綜合治理，提高了釩渣品位，還可以得到硫酸亞鐵等副產品。
【專利說明】一種利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及冶金環保【技術領域】，更具體地講，涉及一種利用硫酸法生產鈦白粉工藝中產生的鈦白廢酸來提高釩渣品位的方法。
【背景技術】
[0002]我國鈦白粉生產絕大部分採用硫酸法生產工藝，主要以鈦鐵礦或鈦渣等含鈦物料為原料，硫Ife法生廣欽白王要包括:原礦準備；用硫Ife分解含欽物料製取硫Ife欽溶液；溶液淨化除鐵；由硫酸鈦溶液水解解析出偏鈦酸；偏鈦酸煅燒製得二氧化鈦以及後處理工序等。該工藝最大的缺點就是「三廢」量大，特別是酸性廢液，每生產It鈦白粉產生6~8噸的濃度約20%的高酸廢液(廢硫酸)和50~80噸的濃度為2%~6%的低酸洗液，特別是其中的高酸廢液，其直接中和處理費用過高，對企業造成了較重的負擔，而直接排放則嚴重汙染環境。鈦白廢酸的治理問題嚴重困擾著企業，甚至影響到鈦白粉工業的生存。
【發明內容】
[0003]針對現有技 術中存在的不足，本發明的目的之一在於解決上述現有技術中存在的一個或多個問題。例如，本發明的目的之一在於提供一種利用鈦白廢酸來提高釩渣品位的方法。
[0004]為了實現上述目的，本發明提供了一種利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法。所述方法是將釩渣用過濾除去懸浮物後的鈦白廢酸進行浸出，然後過濾洗滌得到高釩釩渣和含有硫酸亞鐵的濾液；其中，所述鈦白廢酸為硫酸法生產鈦白粉工藝中所產生的廢酸，所述釩洛為含f凡鐵水經提f凡吹煉後產生的爐洛。
[0005]根據本發明利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法的一個實施例，所述鈦白廢酸中硫酸的質量百分濃度不低於10%。
[0006]根據本發明利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法的一個實施例，所述釩渣的按重量百分比計包括10~30%的V2O5和10~30%的Fe2O3。
[0007]根據本發明利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法的一個實施例，所述方法具體包括以下步驟:將所述釩渣與水混合後在攪拌地條件下進行水浴加熱，其中，所述釩渣與水的質量比為0.5~3，所述加熱的溫度控制為50~100°C，所述攪拌的轉速為100~500r/min ；然後加入所述除去懸浮物後的鈦白廢酸進行浸出，浸出時控制pH值為0.5~4.0，浸出時間為0.5~2h ;最後過濾洗滌後得到高釩釩渣和含有硫酸亞鐵的濾液。
[0008]根據本發明利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法的一個實施例，所述加熱的溫度控制為60°C。
[0009]根據本發明利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法的一個實施例，所述方法還包括將所述釩渣磨細以使得釩渣中80%以上的粒子能夠通過80目篩。
[0010]根據本發明利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法的一個實施例，所述方法還包括對所述濾液進行蒸發濃縮處理以得到飽和的硫酸亞鐵溶液，然後將所述飽和的硫酸亞鐵溶液冷凝結晶得到硫酸亞鐵產品。
[0011]根據本發明利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法的一個實施例，所述蒸發濃縮的溫度為60~100°C，所述冷凝結晶的溫度為O~10°C。
[0012]根據本發明利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法的一個實施例，所述硫酸亞鐵產品為七水硫酸亞鐵。
[0013]根據本發明利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法的一個實施例，所述方法還包括將所述冷凝結晶產生的冷凝水作為與所述釩渣混合的水。
[0014]與現有技術相比，本發明通過實施〃以廢治廢〃的新型利用理念，以工業鈦白廢酸浸出釩渣並優化設計了最佳工藝參數，實現了釩渣和鈦白廢酸的綜合治理，提高了釩渣品位，還可以得到硫酸亞鐵等副產品。
【具體實施方式】
[0015]在下文中，將結合示例性實施例詳細地描述根據本發明的利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法。
[0016]釩渣是指含釩鐵礦(例如釩鈦磁鐵礦)煉鋼過程中產生的爐渣，通常，先採用高爐冶煉含釩鐵礦得到含釩鐵水，然後對含釩鐵水進行提釩吹煉得到釩渣，釩渣可以作為提取釩的原料，釩渣中的釩含量較高，約為IOwt%，並且在釩渣的形成過程中釩已經大部分被氧化為五價，釩渣的粘結性較普通爐渣高。此外，釩渣物相主要由尖晶石相、矽酸鹽相以及夾雜的金屬鐵組成。絕大部分釩以FeV204、MnV2O4, Mn2V2O7的形式存在於尖晶石相中，其中以FeV2O4形式為主；極少量的釩以低價釩氧化物如V02、V2O3的形式存在。
[0017]為了回收硫酸法生產鈦白工藝中產生的廢硫酸，發明人提出將鈦白廢酸與提釩工藝結合，將鈦白廢酸過濾除去懸浮物後與釩渣反應，然後進行過濾洗滌得到上層液和高釩釩渣，即以鈦白廢酸作為浸出劑以提高釩渣的品位。
[0018]在一個實施例中，鈦白廢酸中硫酸的質量百分濃度不低於10%。釩渣中按重量百分比計包括包括10~30%的V205、10~30%的Fe203、l~15%Ca0以及2~20%的MgO。
[0019]利用鈦白廢酸提高釩渣品位的工藝包括以下步驟:
[0020]a、採用精密過濾器過濾鈦白廢酸，除去廢酸中的不溶物(或者說懸浮物)。例如，精密過濾器可以採用能夠濾除I μ m以上的固體顆粒的過濾器。
[0021]b、將釩渣磨細後，取一定粒度(例如80目)的釩渣與水混合併進行水浴加熱至預定溫度，然後加入經步驟a處理後的鈦白廢酸，反應一段時間後，洗滌過濾後得到高釩釩渣和濾液，濾液中主要包含硫酸亞鐵。
[0022]釩渣與鈦白粉廢酸進行浸取時涉及的反應主要有:
[0023]Fe+H2S04=FeSO4+H2 個
[0024]FeCHH2SO4=FeSO4+H2O
[0025]Ca0+H2S04=CaS04+H20
[0026]Mg0+H2S04=MgS04+H20
[0027]Fe203+3H2S04=Fe2 (SO4) 3+3H20
[0028]釩渣為鹼性物質，鈦白廢酸能夠與金屬鐵、氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵等物質發生反應，而釩渣中的釩鐵尖晶石等物相幾乎不與鈦白廢酸反應，故用鈦白廢酸浸取釩渣能夠大幅度提高釩渣中釩的品位。也就是說，本申請採用將釩渣中大部分雜質浸出(即雜質進入溶液中)，而釩繼續保留在釩渣中，從而實現釩與雜質分離，提高釩的純度。
[0029]其中，磨細後的釩渣中80%以上的粒子能夠通過80目篩，控制粒度是為了更好的使釩渣與鈦白廢酸進行反應，粒度太粗的話就會導致形成硫酸鈣等包裹，減慢反應速度；將釩渣和水混合加熱的目的是為了混合均勻，使得反應時不至於局部酸度過大，並且有助於提高反應的速度，釩渣與水的質量比可以為0.5~3，預定溫度可以為50~100°C，優選地，預定溫度為60°C;為了反應更加充分，攪拌的轉速可以為100~500r/min ;浸出反應的時間可以為0.5~2h ;浸出時控制pH值為0.5~4.0。
[0030]另外，可以增加洗滌次數以儘可能地除去釩渣中吸附的硫酸亞鐵。
[0031]C、對濾液進行蒸發濃縮，當濾液中硫酸亞鐵飽和時，進行冷凝結晶得到硫酸亞鐵產品(例如,主要成分為七水硫酸亞鐵的產品)。
[0032]其中，蒸發濃縮的溫度可以為60~100°C，冷凝結晶的溫度可以為O~10°C。優選地，冷凝水可繼續用於步驟b與釩渣混合。
[0033]為了更好地理解本發明的上述示例性實施例，下面結合具體示例對其進行進一步說明。
[0034]在以下示例I至3中，所採用的鈦白廢酸的主要化學成分及其含量如下表1所示，所採用的釩渣的主要成分及其含量如下表2所示。
[0035]表1示例I至示例3所採用的鈦白廢酸的主要化學成分及其含量/g.L-1
[0036]
【權利要求】
1.一種利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法，其特徵在於，所述方法是將釩渣用過濾除去懸浮物後的鈦白廢酸進行浸出，然後過濾洗滌得到高釩釩渣和含有硫酸亞鐵的濾液； 其中，所述鈦白廢酸為硫酸法生產鈦白粉工藝中所產生的廢酸，所述釩渣為含釩鐵水經提釩吹煉後產生的爐渣。
2.根據權利要求1所述的利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法，其特徵在於，所述鈦白廢酸中硫酸的質量百分濃度不低於10%。
3.根據權利要求1所述的利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法，其特徵在於，所述釩渣的按重量百分比計包括10~30%的V2O5和10~30%的Fe203。
4.根據權利要求1所述的利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法，其特徵在於，所述方法具體包括以下步驟: 將所述釩渣與水混合後在攪拌地條件下進行水浴加熱，其中，所述釩渣與水的質量比為0.5~3，所述加熱的溫度控制為50~100°C，所述攪拌的轉速為100~500r/min ； 然後加入所述除去懸浮物後的鈦白廢酸進行浸出，浸出時控制pH值為0.5~4.0，浸出時間為0.5~2h ; 最後過濾洗滌後得到高釩釩渣和含有硫酸亞鐵的濾液。
5.根據權利要求4所述的利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法，其特徵在於，所述加熱的溫度控制為60°C。
6.根據權利要求4所述的利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法，其特徵在於，所述方法還包括對所述濾液進行蒸發濃縮處理以得到飽和的硫酸亞鐵溶液，然後將所述飽和的硫酸亞鐵溶液冷凝結晶得到硫酸亞鐵產品，並將冷凝結晶產生的冷凝水作為與所述釩渣混合的水。
7.根據權利要求1所述的利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法，其特徵在於，所述方法還包括對所述濾液進行蒸發濃縮處理以得到飽和的硫酸亞鐵溶液，然後將所述飽和的硫酸亞鐵溶液冷凝結晶得到硫酸亞鐵產品。
8.根據權利要求6或7所述的利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法，其特徵在於，所述蒸發濃縮的溫度為60~100°C，所述冷凝結晶的溫度為O~10°C。
9.根據權利要求6或7所述的利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法，其特徵在於，所述硫酸亞鐵產品為七水硫酸亞鐵。
10.根據權利要求1所述的利用鈦白廢酸提高釩渣品位的方法，其特徵在於，所述方法還包括將所述釩渣磨細以使得釩渣中80%以上的粒子能夠通過80目篩。
【文檔編號】C01G49/14GK103922423SQ201410126300
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月31日 優先權日:2014年3月31日
【發明者】殷兆遷, 楊仰軍, 郭繼科, 彭一村 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司