一種用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法
2024-02-05 11:29:15
專利名稱：一種用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法
技術領域：
本發明涉及一種用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法，屬於冶金 技術領域。
背景技術：
含釩鋼渣是含釩鐵水因種種原因(未經氧化提釩工序)直接煉鋼(正常造渣)所 形成的含V205在29TlO%的含釩鋼渣，與正常釩渣相比其鈣含量大大超標。由於其鈣、鐵含 量高，釩含量較低，釩賦存狀態複雜、彌散分布於多種礦物相中，使得其中的釩按傳統火法 焙燒提取工藝難以回收利用。我國每年有數百萬噸含釩鋼渣排放而未被處理，不但是釩資 源的損失，也造成了環境負擔。現有提釩工藝雖多，但很難適應含釩鋼渣的資源特性，且普 遍存在成本高、汙染重、回收率低等諸多問題。傳統的溼法提釩工藝主要採用鈉化或鈣化焙 燒加浸出方法提釩。鈉化培燒工藝釩的轉浸率較低，鈉鹽耗量大，焙燒溫度高，能耗大，而且 該工藝並不適合於含釩品位低、CaO高的高鹼度鋼渣提釩。鈣化焙燒對物料有一定的選擇 性，對一般鋼渣存在轉化率偏低、成本偏高等問題，不適於大量生產。另外，還有採用火法冶 煉來回收鋼渣中的釩，該工藝是將含釩鋼渣添加在燒結礦中作為熔劑進入高爐冶煉，釩在 鐵水中富集，使鐵水含釩量增加，再吹煉得到高品位的釩渣，以此製取V205或釩鐵合金。該 法易產生磷、硫在鐵水中的循環富集，加重煉鋼脫磷硫任務。此外，鋼渣雜質多，有效氧化鈣 含量相對較低，會降低燒結礦品位，增加煉鐵過程能耗，不宜大量配入，所以該工藝對含釩 鋼渣的處理量達不到實際生產的需求。而一些新興技術如選擇性析出、微生物浸出、礦漿電 解等，用於含釩鋼渣提釩的研究，雖然效果較好，但工藝尚不成熟，因此對含釩鋼渣的提釩 工藝具有很大的局限性。
發明內容
本發明的目的在於提供一種用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方 法，對含釩鋼渣中釩的回收率高(859Γ90%)，浸出溫度低(18(T240°C)，使鋼渣處理工藝可 以在溼法條件下進行，不需要高溫焙燒，縮短反應時間，實現釩的單次高效提取，解決背景 技術存在的上述問題。本發明的技術方法如下
一種用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法，包含如下工藝過程鋼渣 原料破碎為< 20mm的顆粒後磨成-100目的粉料，與水、氫氧化鈉介質一道加入反應器，其 中，氫氧化鈉與鋼渣的質量比為3:1到5:1，氫氧化鈉介質的質量濃度(有效作用濃度)為 65^90% ；在常壓條件進行分解溶出，反應溫度18(T240°C，有效反應時間1飛h ；再將得到的 反應漿料用稀釋劑進行稀釋，得到含氫氧化鈉、釩酸鈉、矽酸鈉以及尾渣的混合漿料；控制 浸出礦漿的鹼度10(T400g/L，在8(T13(TC對混合漿料進行保溫過濾分離，對渣採用洗滌劑 進行洗滌，得到尾渣和含釩的水溶液，然後用常規方法完成除雜及釩回收。所說的氫氧化鈉介質是以氫氧化鈉為基體，包括純氫氧化鈉及氫氧化鈉與不同配比的鈉鹽混合介質，鈉鹽包括硝酸鈉、碳酸鈉、氯化鈉等。針對不同含釩鋼渣，反應條件不同，含有高價氧化態的釩的鋼渣，反應在不需要通 入任何氣體的條件下進行，即在敞口常壓反應器中即可回收釩；含有低價氧化態的釩的鋼 渣，需要通入氧化性氣體，例如空氣或者氧氣。所用的稀釋劑是水或者稀鹼溶液。所用的洗滌劑是含有鹼10(T400g/L的溶液。本發明的有益效果本發明反應溫度低(18(T240°C)，溶出率高(85% 90%)，使鋼 渣處理工藝可以在溼法條件下進行，不需要高溫焙燒，低溫常壓下就可以進行，縮短反應時 間，易於操作、工藝簡單且安全性好，實現釩的單次高效提取；而且在提釩過程中有效杜絕 了焙燒帶來的C12、H Cl、粉塵、S02等大氣汙染物。另外，在浸出過程中，產生的液相返回浸 出工序循環利用，有效降低了廢水的產生量和排放量，從根本解決了傳統焙燒提釩工藝反 應溫度高(能耗高)、對含釩鋼渣中釩、難以回收及資源化利用、釩回收率低、三廢排放量大 等問題，具有生產成本低、經濟效益和環境效益好等優點。
圖1為本發明實施例的工藝流程圖。
具體實施例方式以下結合附圖，通過實施例對本發明的技術方案作進一步的說明。本發明的各實施例中，含釩鋼渣是轉爐鋼渣，其化學成份如下
Τ 02 =4. 82% ； MnO= 1. 70% ； TFe =15. 27% ； S =0. 281 % ；V205 =3. 63 %；Cr203= 1. 18% ； FeO =7.76 % ；Al203= 2. 79% ；Si02= 11. 23% ； CaO =44. 51% ； MgO =11. 80% ； P= 0. 594% 。NaOH選用分析純或工業純，工業純NaOH含有氫氧化鈉96. 0%、碳酸鈉1. 3% 、氯化鈉2. 7%。實施例1
一種用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法稱取固體工業NaOH 200g 於反應釜中，加入50mL的去離子水至初始濃度60%，開通攪拌，攪拌速度600rpm，加熱升溫 至200°C，稱取50g含釩鋼渣與反應釜中，反應時間Mi ；反應終點向反應釜中加入水400mL 稀釋，抽濾過濾，液相的鹼度為345g/L，對渣進行三次洗滌；採用化學和儀器分析分析渣 相、液相釩的含量，尾渣中含釩總量在0. 435wt% (以五氧化二釩計)，所得釩的浸出率為 87. 5%ο實施例2:
一種用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法稱取固體分析純NaOH 200g於反應釜中，加入50mL的去離子水至初始濃度80%，開通攪拌，攪拌速度600rpm，加熱 升溫至M0°c，稱取50g含釩鋼渣與反應釜中，反應時間4h。反應終點向反應釜中加入水 400mL稀釋，抽濾過濾，液相的鹼度為356. 5g/L，對渣進行三次洗滌；採用化學和儀器分析 渣相、液相釩的含量，尾渣中含釩總量在0. 338wt% (以五氧化二釩計)，所得釩的浸出率為 90. 3%ο
實施例3
一種用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法稱取固體分析純NaOH 175g，NaN03 25g於反應釜中，加入50mL的去離子水至初始鹼濃度70%，硝酸鈉初始濃度 10% ；開通攪拌，攪拌速度600rpm，加熱升溫至220°C，稱取50g含釩鋼渣與反應釜中，反應時 間證；反應終點向反應釜中加入水400mL稀釋，抽濾過濾，液相的鹼度為346. 40g/L,對渣進 行三次洗滌；採用化學和儀器分析分析渣相、液相釩的含量。尾渣中含釩總量在0.452wt% (以五氧化二釩計)，所得釩的浸出率為87%。實施例4
一種用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法稱取固體分析純NaOH 200g於反應釜中，加入50mL的去離子水至初始濃度80%，開通攪拌，攪拌速度600rpm，加 熱升溫至180°C，稱取50g含釩鋼渣與反應釜中，反應時間證；反應終點向反應釜中加入水 400mL稀釋，抽濾過濾，液相的鹼度為335. 40g/L,對渣進行三次洗滌；採用化學和儀器分析 分析渣相、液相釩的含量。尾渣中含釩總量在0. 622wt% (以五氧化二釩計)，所得釩的浸出 率為82. 1%。實施例5
一種用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法稱取固體分析純NaOH 200g與反應釜中，加入50mL的去離子水至初始濃度90%，開通攪拌，攪拌速度600rpm，加 熱升溫至180°C，稱取50g含釩鋼渣與反應釜中，反應時間證；反應終點向反應釜中加入水 400mL稀釋，抽濾過濾，液相的鹼度為335. 40g/L，對渣進行三次洗滌；採用化學和儀器分析 分析渣相、液相釩的含量。所得釩的浸出率為82. 1%。
權利要求
1.一種用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法，其特徵是包含如下工藝 過程鋼渣原料破碎為< 20mm的顆粒後磨成-100目的粉料，與水、氫氧化鈉介質一道加入 反應器，其中，氫氧化鈉與鋼渣的質量比為3:1到5:1，氫氧化鈉介質的質量濃度為65、0% ； 在常壓條件進行分解溶出，反應溫度18(T240°C，有效反應時間1飛h ；再將得到的反應漿 料用稀釋劑進行稀釋，得到含氫氧化鈉、釩酸鈉、矽酸鈉以及尾渣的混合漿料；控制浸出礦 漿的鹼度10(T400g/L，在8(T13(TC對混合漿料進行保溫過濾分離，對渣採用洗滌劑進行洗 滌，得到尾渣和含釩的水溶液，然後用常規方法完成除雜及釩回收。
2.根據權利要求1以所述的用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法，其 特徵在於所說的氫氧化鈉介質是以氫氧化鈉為基體，包括純氫氧化鈉及氫氧化鈉與不同配 比的鈉鹽混合介質。
3.根據權利要求1或2所述的用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法， 其特徵在於含有高價氧化態的釩的鋼渣，反應在不需要通入任何氣體的條件下進行，即在 敞口常壓反應器中即可回收釩。
4.根據權利要求1或2所述的用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法， 其特徵在於含有低價氧化態的釩的鋼渣，需要通入氧化性氣體。
5.據權利要求2所述的用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法，其特徵 在於所說的鈉鹽包括硝酸鈉、碳酸鈉、氯化鈉。
6.據權利要求4所述的用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法，其特徵 在於含有低價氧化態的釩的鋼渣，需要通入空氣或者氧氣。
7.根據權利要求1或2所述的用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法， 其特徵在於所用的稀釋劑是水或者稀鹼溶液。
8.根據權利要求1或2所述的用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法， 其特徵在於所用的洗滌劑是含有鹼10(T400g/L的溶液。
全文摘要
本發明涉及一種用高鹼度的氫氧化鈉介質從含釩鋼渣中提取釩的方法，屬於冶金技術領域。技術方案是將鋼渣與水、NaOH一道加入反應器，氫氧化鈉溶液的質量濃度為65~90%，在常壓條件進行分解溶出，再將得到的反應漿料用稀釋劑進行稀釋，得到混合漿料；對混合漿料進行保溫過濾分離，對渣採用洗滌液洗滌，得到尾渣和含釩的水溶液。本發明在常壓低溫下就可以進行，易於操作且安全性好，大大低於傳統火法焙燒溫度，釩溶出率大大高於現有火法和溼法回收釩工藝，釩的單次回收率在85%~90%，尾渣中含釩總量在0.3-0.6wt%；解決了含釩鋼渣中釩難以回收的問題，具有釩回收率高、生產成本低、經濟效益和環境效益好等優點。
文檔編號C22B7/04GK102094123SQ20111000771
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月14日 優先權日2011年1月14日
發明者劉曉華, 李蘭傑, 杜浩, 解萬裡, 鄭詩禮, 陳東輝, 高明磊 申請人:河北鋼鐵股份有限公司承德分公司