專利名稱：一種含釩鋼渣中釩的富集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金渣綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含釩鋼渣中釩的富集方法。
背景技術(shù)：
世界上已探明的釩資源儲(chǔ)量有98％共生于釩鈦磁鐵礦。中國(guó)攀西地區(qū)，安徽馬鞍山，河北承德在采用釩鈦磁鐵礦冶煉鐵，部分被還原進(jìn)入鐵水中，而進(jìn)入鐵水中的釩在煉鋼過(guò)程中大部分轉(zhuǎn)入鋼渣中，形成含釩量(以V2O5計(jì))在2-4％的含釩鋼渣。含釩量低的含釩鋼渣數(shù)量巨大，不僅含釩品位低、且釩彌散分布于多個(gè)礦物相中；含釩相物相組成復(fù)雜、嵌布粒度細(xì)小，因此直接對(duì)其進(jìn)行選礦、冶煉的技術(shù)難度大、成本高，且難以大宗量進(jìn)行處理。
目前利用含釩鋼渣生產(chǎn)釩或V2O5的主要方法有火法-濕法流程和濕法-火法流程兩種。前一種方法是將低釩鐵水直接煉鋼所得的鋼渣經(jīng)燒結(jié)配料再返回高爐富集，煉出的高釩鐵水經(jīng)轉(zhuǎn)爐吹釩而得到V2O5品位較高的富釩渣，此高釩渣可用濕法制取V2O5。該方法最大缺點(diǎn)是在富集釩的同時(shí)也富集了磷，導(dǎo)致高釩鐵水及由此吹出的釩渣和冶煉出的釩鐵合金的含磷量升高；或者將含釩鋼渣經(jīng)過(guò)篩分、磁選后配入NaCl和Na2CO3等鈉鹽。在回轉(zhuǎn)窯中于750-850℃氧化焙燒，冷卻后采用碳酸化浸出進(jìn)行提釩，該方法的缺點(diǎn)是鈉鹽消耗量，能耗較高，釩收得率低。后一種方法是用工業(yè)硫酸直接處理含釩鋼渣，形成粗釩，再用堿浸，得到多釩酸銨，然后用固定床或流化床進(jìn)行焙燒；其缺點(diǎn)是生產(chǎn)設(shè)備龐大，占地面積大，工藝流程長(zhǎng)，金屬釩回收率低，酸、堿耗量大，焙燒時(shí)產(chǎn)生大量酸性氣體，環(huán)境污染嚴(yán)重，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種含釩鋼渣中釩的富集方法，以利于釩從鋼渣中的分離、提取。本發(fā)明所指含釩鋼渣為含釩鐵水經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉后所剩的渣體，含釩品位較低(含2-4％V2O5)、釩彌散賦存于多個(gè)礦物相的鋼渣。
本發(fā)明中所提供的含釩鋼渣中釩的富集方法包括以下步驟(1)向含釩鋼渣中加入渣量5-16％的一種或幾種以下添加劑SiO2、Al2O3、莫來(lái)石(3SiO2·2Al2O3)。
(2)在大氣氧位或高于大氣氧位條件下，以3-5℃/min升溫速率升至1500-1550℃進(jìn)行熔化處理30min；然后以0.5-5℃/min的冷卻速率冷卻到1250-1300℃，進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間在30-300min。
(3)保溫結(jié)束后，將含釩鋼渣取出，在空氣中淬冷。
經(jīng)以上富集方法處理后的含釩鋼渣中80％以上的釩已經(jīng)富集進(jìn)入一個(gè)富釩相中。含釩鋼渣中釩的富集度的計(jì)算方法如下 富釩相中釩的品位，w(V2O5％)，是以富釩相中V2O5的百分含量計(jì)算。
該方法的工藝原理如下(1)在大氣或高于大氣氧位條件下，對(duì)含釩鋼渣進(jìn)行熔化、改性、緩冷處理，使渣中多價(jià)態(tài)賦存的釩，絕大部分統(tǒng)一到+5價(jià)，實(shí)現(xiàn)價(jià)態(tài)的統(tǒng)一，便于其易于轉(zhuǎn)移至同一渣相。
(2)添加一種或幾種以下添加劑SiO2，Al2O3，莫來(lái)石(3SiO2·2Al2O3)，在高溫熔化條件下達(dá)到了對(duì)含釩鋼渣的改性，降低了含釩鋼渣的堿度 這樣，渣中釩的絕大部分以[VO43-]形式與[PO43-]固溶，形成一個(gè)固溶的含釩富集相。
(3)添加一種或幾種以下添加劑SiO2，Al2O3，莫來(lái)石(3SiO2·2Al2O3)的含釩鋼渣熔融并保溫，使鋼渣與添加劑能夠達(dá)到成分均勻，然后進(jìn)行冷卻、保溫，使富釩相在含釩鋼渣中能夠析出。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)添加一種或幾種以下添加劑SiO2，Al2O3，莫來(lái)石(3SiO2·2Al2O3)，并在大氣或高于大氣氧位條件下熔融和冷卻固化，將鋼渣中彌散分布、無(wú)法大宗量直接經(jīng)濟(jì)有效分離的釩，富集到含釩的富釩相中，釩的富集度達(dá)80％以上，富釩相中釩的品位達(dá)到12-20％，獲得可用物理方法進(jìn)行大宗量分離并利用的富釩相。該富集方法工藝簡(jiǎn)單、成本低、釩的富集度高，具有較大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1為實(shí)際的含釩鋼渣，其組分為39.2％CaO，29.4％Fe2O3，13.3％SiO2，5.2％Al2O3，4.7％MgO，3.6％V2O5，2.5％P2O5，0.9％TiO2，1.2％MnO。添加16％渣重的Al2O3，在大氣氧位下于1530℃熔化30分鐘，然后以3℃/min速度冷卻到1250℃下保溫120min，空氣中淬冷凝固后，渣樣切割并磨片，經(jīng)掃描電鏡和能譜分析，釩的富集度達(dá)到87.5％，富釩相中釩的品位為20％。
實(shí)施例2為實(shí)際的含釩鋼渣，其組分為39.2％CaO，29.4％Fe2O3，13.3％SiO2，5.2％Al2O3，4.7％MgO，3.6％V2O5，2.5％P2O5，0.9％TiO2，1.2％MnO。添加5％渣重的SiO2，在大氣氧位下于1530℃熔化30分鐘，然后以3℃/min速度冷卻到1250℃下保溫120min，空氣中淬冷凝固后，渣樣切割并磨片，經(jīng)掃描電鏡和能譜分析，釩的富集度達(dá)到86.5％，富釩相中釩的品位為12％。
權(quán)利要求
1.一種含釩鋼渣中釩的富集方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)向含釩鋼渣中加入渣量5-16％的一種或幾種以下添加劑SiO2、Al2O3、3SiO2·2Al2O3；(2)在大氣氧位或高于大氣氧位條件下，以3-5℃/min升溫速率升至1500-1550℃進(jìn)行熔化處理30min；然后以0.5-5℃/min的冷卻速率冷卻到1250-1300℃，進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間在30-300min；(3)保溫后，將含釩鋼渣取出，在空氣中淬冷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含釩鋼渣中釩的富集方法，其特征在于所述的含釩鋼渣為含釩鐵水經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉后所剩的渣體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種含釩鋼渣中釩的富集方法，屬于冶金渣綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。該富集方法包括以下步驟在含釩鋼渣中加入渣量5－16％的一種或幾種以下添加劑SiO
文檔編號(hào)C21B3/00GK1752237SQ20051009496
公開日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2005年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月24日
發(fā)明者董元篪, 李遼沙, 余亮, 武杏榮 申請(qǐng)人:安徽工業(yè)大學(xué)