專利名稱：：一種制取低硅低磷釩液的方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及濕法提釩
技術領域：
，更具體地說，涉及一種制取低硅低磷釩液的方法。
背景技術：
：現(xiàn)有技術以釩渣作為原料來生產V205的工藝流程，一般情況下，主要有原料預處理(包括釩渣破碎、粉碎、配料、混料)、氧化焙燒、熟料浸出、沉釩及熔化等五個工序，其中所述熟料浸出的工序通常有連續(xù)式和間歇式兩種，用于將氧化焙燒所得含釩熟料中的釩浸出制得釩液，而雜質元素進入殘渣中。磷和硅等雜質元素含量的增加對沉釩過程和釩產品的質量是非常不利的。主要體現(xiàn)在以下方面一、磷和硅會嚴重影響沉釩過程中的沉淀率，從而降低釩元素的收得率。冶金工業(yè)出版社于2007年出版的《釩鈦材料》一書中提到，對于目前工業(yè)生產中主要應用的銨鹽沉釩工藝，當沉釩pH值控制在2.5左右，[V205]/[P]摩爾比小于178時，銨鹽沉釩工藝的沉淀率將急劇下降，當[V205]/[Si]摩爾比小于2.56時，銨鹽沉釩工藝的沉淀率將下降，且沉淀所需時間開始延長，過濾困難。二、磷和硅的雜質會影響釩產品的質量，并且會影響后續(xù)生產中所得到的如高釩鐵等產品的質量。而且，低硅、低磷的釩產品是附加值高的釩產品。它用于不同的行業(yè)有不同的技術要求，通?？蓱糜谝苯?、化工、醫(yī)藥、能源、環(huán)保、航空航天等行業(yè)，并具有不可替代的作用。所以，在沉釩工藝之前必須進行除硅和除磷操作。中國專利授權公告號CN1298872，公開日2004年6月23日，名稱為《含釩熟料浸出液的除磷方法》，該發(fā)明專利公開了一種濕法提釩后的含釩熟料浸出液的除磷方法，所述方法中先將一定重量比的結晶氯化鋁和結晶氯化鈣與工業(yè)水溶液配成除磷凈化劑，然后通過將除磷凈化劑加入含釩熟料的浸出液中來實現(xiàn)除磷效果，用該發(fā)明的技術方案所得產品的磷含量小于0.01g/L。然而，該發(fā)明專利的不足在于其僅對含釩熟料的浸出液來除磷，其凈化劑僅限于由結晶氯化鋁和結晶氯化鈣組成，并且用該發(fā)明的技術方案所得產品的硅含量較高(約>0.24g/L)，同時其工序較為復雜。中國專利公開號CN101182036，公開日2008年5月21日，名稱為《高釩除雜制備高純度五氧化二釩工藝》，該發(fā)明專利公開了一種高釩除雜制備高純度五氧化二釩工藝，其用鹽酸調節(jié)解吸液pH值89，采用硫酸鋁為凈化劑，濾液用鹽酸調pH值89，在常溫攪拌的情況下，加入氯化銨反應34天，靜置后所得偏釩酸銨晶體離心脫水，脫水后得偏釩酸銨在電煅爐內在50055(TC下灼燒68小時，冷卻后得高純度五氧化二釩，所得產品純度99.5%以上。該發(fā)明的技術方案僅局限于凈化釩礦經焙燒、離子交換及解吸后的釩液，未涉及到對如釩渣熟料所浸出的釩液、釩礦直接浸出所得釩液和粗釩產品溶解所得釩液等成分較復雜的釩液的凈化；且調節(jié)PH值僅限于鹽酸、凈化pH值僅限于89，凈化劑僅為硫酸鋁；而且該發(fā)明的技術方案未制得低硅、低磷的釩液。綜上所述，可以看出現(xiàn)有技術的釩液凈化方法對于同時除硅、除磷以制取低硅低磷釩液具有一定的局限性，未涉及到對釩礦直接浸出釩液、粗釩產品溶解所得的釩液等成分較復雜的釩液的凈化，且凈化效果不是太理想。因此開發(fā)一種適合普通釩液直接除硅、除磷的新技術是非常必要的。
發(fā)明內容針對現(xiàn)有技術所存在的上述問題或不足，本發(fā)明提供一種制取低硅低磷釩液的方法，通過加熱普通釩液、調節(jié)釩液pH值、加入凈化劑進行除硅除磷、冷卻、過濾等過程，制得低硅低磷釩液。本發(fā)明提供了一種制取低硅低磷釩液的方法，通過在含釩熟料浸出釩液的過程中或粗釩產品溶解的過程中向釩液體系中加入凈化劑進行除硅、除磷，所述方法可包括以下步驟a、將含釩熟料的浸出溫度或粗釩產品的溶解溫度設置為在6(TC至沸騰之間的任一溫度；b、用酸或堿調節(jié)步驟a所對應的釩液體系至堿性，加入凈化劑進行除硅、除磷，凈化劑為由鋁鹽、鐵鹽、鎂鹽所組成的組中選擇的至少一種；c、步驟b反應結束后冷卻、過濾，得低硅低磷釩液。根據(jù)本發(fā)明的制取低硅低磷釩液的方法，所述含釩熟料可以為含釩原料與堿性添加劑混后焙燒后所得的物料、或以五價釩為主的含釩原料。根據(jù)本發(fā)明的制取低硅低磷釩液的方法，在步驟b中加入凈化劑進行除硅、除磷可以在過濾所述含釩熟料的浸出液之前或過濾所述粗釩產品的溶解液之前進行。根據(jù)本發(fā)明的制取低硅低磷釩液的方法，步驟b可以同時除去釩液中的硅元素和磷元素。根據(jù)本發(fā)明的制取低硅低磷釩液的方法，當步驟b中加入的凈化劑為鋁鹽或鐵鹽時，所述凈化劑的加入量可稍大于所述凈化劑與硅磷反應的理論加入量，且所述釩液體系的pH值可以在811的范圍內。根據(jù)本發(fā)明的制取低硅低磷釩液的方法，當步驟b中加入的凈化劑含有鎂鹽時，所述凈化劑的加入量可稍大于所述凈化劑與硅磷反應的理論加入量，且所述釩液體系的pH值可以在812的范圍內。根據(jù)本發(fā)明的制取低硅低磷釩液的方法，具有工藝簡單易用、釩液成分要求寬松、設備要求低、操作方便、成本低、品位高、可同時除去磷和硅等優(yōu)勢。圖1為示出根據(jù)本發(fā)明示例實施例用含釩熟料來制取低硅低磷釩液的工藝流程圖。圖2為示出根據(jù)本發(fā)明示例實施例用粗釩產品來制取低硅低磷釩液的工藝流程圖。具體實施例方式本發(fā)明的示例實施例提供了一種制取低硅低磷釩液的方法，通過在含釩熟料浸出釩液的過程中或粗釩產品溶解的過程中向釩液體系中加入凈化劑進行除硅、除磷，以制取低硅低磷釩液，這里所說的低硅低磷釩液是指[Si]<0.01g/L且[P]<0.01g/L的釩液。所述方法可包括以下步驟a、將含釩熟料浸出釩液的溫度或粗釩產品溶解的溫度設置為在6(TC至沸騰之間的任一溫度；b、用酸或堿將步驟a所對應的釩液體系的pH值調節(jié)到合適的范圍，加入由如鋁鹽、鐵鹽、鎂鹽等組成的凈化劑；c、步驟b反應結束后冷卻、過濾，得低硅、低磷釩液。所述含釩熟料可以為如釩渣、釩礦等含釩原料與如工業(yè)碳酸鈉、工業(yè)氯化鈉、工業(yè)硫酸鈉等堿性添加劑混后焙燒后所得的物料、或以五價釩為主的含釩原料，所述粗釩產品可以是偏釩酸銨、多釩酸銨等；在步驟b中用所述凈化劑進行的除硅、除磷操作可以在過濾所述含釩熟料的浸出液之前或過濾所述粗釩產品的溶解液之前進行；步驟b可以同時除去釩液中的硅元素和磷元素；當步驟b中加入的凈化劑為如硫酸鋁、氯化鋁等鋁鹽(也可以是硝酸鋁)或如硫酸鐵、氯化鐵等鐵鹽(也可以是硝酸鐵)或鋁鹽和鐵鹽的混合物時，所述凈化劑的加入量可稍大于與硅磷反應的理論加入量，此凈化劑加入量的確定主要是考慮到凈化劑會不可避免的發(fā)生一定量的水解，所述釩液體系的pH值可以在811的范圍內，此pH值范圍的確定主要是為了避免凈化劑的水解，在實際生產過程中，也可以稍高于或稍低于此pH值范圍；當步驟b中加入的凈化劑含有如硫酸鎂或氯化鎂等鎂鹽(也可以是硝酸鎂)時，所述凈化劑的加入量可稍大于所述凈化劑與硅磷反應的理論加入量，此凈化劑加入量的確定主要是考慮到凈化劑會不可避免的發(fā)生一定量的水解，所述釩液體系的pH值可以在812的范圍內，此pH值范圍的確定主要是為了避免凈化劑的水解，在實際生產過程中，也可以稍高于或稍低于此pH值范圍。對與根據(jù)本發(fā)明示例實施例的上述制取低硅低磷釩液的方法，還可采取緩慢加入凈化劑、提高除硅除磷反應溫度、延長陳化時間、采取微濾或超濾等措施來進一步提高除硅率與除磷率，雖然上述的根據(jù)本發(fā)明示例實施例的制取低硅低磷釩液的方法并未詳細地描述這些措施，但是這些措施是本領域技術人員很容易想到的，所以本發(fā)明將覆蓋這些措施。圖1為示出根據(jù)本發(fā)明示例實施例用含釩熟料來制取低硅低磷釩液的工藝流程圖。圖2為示出根據(jù)本發(fā)明示例實施例用粗釩產品來制取低硅低磷釩液的工藝流程圖。參照圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明示例實施例用含釩熟料或粗釩產品來制取低硅低磷釩液的方法可包括以下步驟首先，將含釩熟料或粗釩產品和適量的如水等浸出劑(此外，對于不溶于水的如釩酸鐵、釩酸錳、釩酸鈣等釩酸鹽可使用酸或堿的浸出劑)混合，攪拌以形成釩液體系；然后進入熱浸出的過程，熱浸出是指通過加熱釩液體系至6(TC至沸騰來將含釩熟料或粗釩產品中的釩元素浸出的過程，在熱浸出過程中，通過加入酸或堿調節(jié)釩液體系的pH值至與所要加入的凈化劑相適應的合適的范圍，加入凈化劑，進行釩液的凈化，從而得到凈化后的渣液體系；下一步，對凈化后的渣液體系進行冷卻并過濾，得到低硅低磷釩液。下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。實施例1本實施例通過根據(jù)本發(fā)明示例實施例的制取低硅低磷釩液的方法，從釩渣熟料中制取了低硅低磷釩液。向1000mL潔凈燒杯中加入400g各元素成分如表1中所示的釩渣熟料和800mL水，攪拌均勻，加熱釩液體系至8(TC，這里所說的釩液體系是指由釩渣熟料和水所形成的混合物料，由于這里所形成的釩液體系的pH值約為IO，所以無需再向釩液體系中加入酸或堿，向8(TC的釩液體系中加入凈化劑，該凈化劑是由2.5g無水硫酸鋁和適量水所配成的溶液，待加入有凈化劑的8(TC的釩液體系反應lh后，將其冷卻至常溫，過濾，得[Si]=0.0058g/L、[P]=0.009g/L的釩液，釩的回收率為97%。表1某釩渣熟料主要化學成分表/gL一15TVPMgNa+SiTFeTCrMnAl3+Ca2+W7.80.0550,78.046.6320.982.30.31.30.6實施例2本實施例通過根據(jù)本發(fā)明示例實施例的制取低硅低磷釩液的方法，從釩渣熟料中制取了低硅低磷釩液。向1000mL潔凈燒杯中加入400g各元素成分如表1中所示的釩渣熟料和800mL水，攪拌均勻，加熱釩液體系至6(TC，這里所說的釩液體系是指由釩渣熟料和水所形成的混合物料，由于這里所形成的釩液體系的pH值約為IO，所以無需再向釩液體系中加入酸或堿，向6(TC的釩液體系中加入凈化劑，該凈化劑是由1.5g無水硫酸鋁與1.5g硫酸鎂和適量水所配成的溶液，待加入有凈化劑的6(TC的釩液體系反應lh后，將其冷卻至常溫，過濾，得[Si]=0079g/L、[P]=0.009g/L的釩液，釩的回收率為95%。實施例3本實施例通過根據(jù)本發(fā)明示例實施例的制取低硅低磷釩液的方法，從釩渣熟料中制取了低硅低磷釩液。向5000mL潔凈燒杯中加入2000g各元素成分如表1中所示的釩渣熟料和4000mL水，攪拌均勻，加熱釩液體系至沸騰，這里所說的釩液體系是指由釩渣熟料和水所形成的混合物料，由于這里所形成的釩液體系的PH值約為IO，所以無需再向釩液體系中加入酸或堿，向沸騰的釩液體系中加入凈化1齊U，該凈化劑是由5g無水硫酸鋁、2g氯化鎂與5g硫酸鐵和適量水所配成的溶液，待加入有凈化劑的沸騰的釩液體系反應lh后，將其冷卻至常溫，過濾，得[Si]=0.0055g/L、[P]=0.008g/L的釩液，釩的回收率為98%。實施例4本實施例通過根據(jù)本發(fā)明示例實施例的制取低硅低磷釩液的方法，從石煤礦熟料中制取了低硅低磷釩液。向5000mL潔凈燒杯中加入4000g各元素成分如表2中所示的石煤礦熟料和4000mL水，攪拌均勻，加熱釩液體系至沸騰，這里所說的釩液體系是指由石煤礦熟料和水所形成的混合物料，由于這里所形成的釩液體系的pH值約為9，所以無需再向釩液體系中加入酸或堿，向沸騰的釩液體系中加入凈化劑，該凈化劑是由25g無水硫酸鐵和適量水所配成的溶液，待加入有凈化劑的沸騰的釩液體系反應lh后，將其冷卻至常溫，過濾，得[Si]=0.0073g/L、[P]=0.008g/L的釩液，釩的回收率為97%。表2某石煤熟料主要化學成分表/gL一1TVPMgNa+SiCAl3+Ca2+0.830.1241.14.0437112.31.3實施例5本實施例通過根據(jù)本發(fā)明示例實施例的制取低硅低磷釩液的方法，從石煤礦熟料中制取了低硅低磷釩液。向5000mL潔凈燒杯中加入3000g各元素成分如表2中所示的石煤礦熟料和3000mL水，攪拌均勻，加熱釩液體系至60°C，這里所說的釩液體系是指由石煤礦熟料和水所形成的混合物料，由于這里所形成的釩液體系的pH值約為9，所以無需再向釩液體系中加入酸或堿，向6(TC的釩液體系中加入凈化劑，該凈化劑是由10g無水氯化鋁與8g氯化鐵和適量水所配成的溶液，待加入有凈化劑的6(TC的釩液體系反應lh后，將其冷卻至常溫，過濾，得[Si]=0.0089g/L、[P]=0.009g/L的釩液，釩的回收率為95%。實施例6本實施例通過根據(jù)本發(fā)明示例實施例的制取低硅低磷釩液的方法，從石煤礦熟料中制取了低硅低磷釩液。向5000mL潔凈燒杯中加入4000g各元素成分如表2中所示的石煤礦熟料和4000mL水，攪拌均勻，加熱釩液體系至80°C，這里所說的釩液體系是指由石煤礦熟料和水所形成的混合物料，由于這里所形成的釩液體系的pH值約為9，所以無需再向釩液體系中加入酸或堿，向8(TC的釩液體系中加入凈化劑，該凈化劑是由15g無水硫酸鋁、4g硫酸鎂與5g氯化鐵和適量水所配成的溶液，待加入有凈化劑的80°C的釩液體系反應lh后，將其冷卻至常溫，過濾，得[Si]=0.0082g/L、[P]=0.008g/L的釩液，釩的回收率為97%。實施例7本實施例通過根據(jù)本發(fā)明示例實施例的制取低硅低磷釩液的方法，由粗釩產品制得了低硅低磷多釩酸銨。向lOOOmL潔凈燒杯中加入100g各元素成分如表3中所示的偏釩酸銨和500mL水，攪拌均勻，加熱釩液體系至80°C，這里所說的釩液體系是指由釩渣熟料和水所形成的混合物料，向釩液體系中加入37g氫氧化鈉以降其pH值調節(jié)為10，向該釩液體系中加入凈化劑，該凈化劑是由3g無水硫酸鎂和適量水所配成的溶液，待加入有凈化劑的80°C的釩液體系反應lh后，將其冷卻至常溫，過濾，得[Si]=0.0057g/L、[P]=0.004g/L的釩液，釩的回收率為97%。表3某偏釩酸銨主要化學成分表/gL—1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例8本實施例通過根據(jù)本發(fā)明示例實施例的制取低硅低磷釩液的方法，由粗釩產品制得了低硅低磷多釩酸銨。向lOOOmL潔凈燒杯中加入100g各元素成分如表3中所示的偏釩酸銨和500mL水，攪拌均勻，加熱釩液體系至沸騰，這里所說的釩液體系是指由釩渣熟料和水所形成的混合物料，向釩液體系中加入37g氫氧化鈉以降其pH值調節(jié)為10，向該釩液體系中加入凈化劑，該凈化劑是由2g無水硫酸鎂、1.5g硫酸鋁和適量水所配成的溶液，待加入有凈化劑的沸騰的釩液體系反應lh后，將其冷卻至常溫，過濾，得[Si]=0.0052g/L、[P]=0.005g/L的釩液，釩的回收率為98%。根據(jù)本發(fā)明的制取低磷低硅釩液的方法可用于如鐵水吹釩所得釩渣浸出釩液體系、石煤提釩釩液體系、粗釩產品溶解所得釩液體系等的凈化除雜過程，且可同時將上述釩液體系中的磷的含量降低到0.0052g/L0.0089g/L同時將其中硅的含量降低到0.004g/L0.009g/L，并且還具有工藝簡單易用、設備要求低、操作方便、適應性廣、成本低等優(yōu)勢。盡管上面詳細的描述了根據(jù)本發(fā)明的一些示例實施例，但是本發(fā)明不限于上述示例實施例，而且，在不脫離由本發(fā)明的權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可以進行各種變形和修改。8權利要求一種制取低硅低磷釩液的方法，其特征在于在含釩熟料浸出釩液的過程中或粗釩產品溶解的過程中向釩液體系中加入凈化劑進行除硅、除磷，包括步驟a、將含釩熟料的浸出溫度或粗釩產品的溶解溫度設置為在60℃至沸騰之間的任一溫度；b、用酸或堿調節(jié)步驟a所對應的釩液體系至堿性，加入凈化劑進行除硅、除磷，凈化劑為由鋁鹽、鐵鹽、鎂鹽組中選擇的至少一種；c、步驟b之后進行冷卻、過濾，得低硅低磷釩液。2.如權利要求1所述的制取低硅低磷釩液的方法，其特征在于所述含釩熟料為含釩原料與堿性添加劑混后焙燒后所得的物料、或以五價釩為主的含釩原料。3.如權利要求1所述的制取低硅低磷釩液的方法，其特征在于在步驟b中加入凈化劑進行除硅、除磷是在過濾所述含釩熟料的浸出液之前或過濾所述粗釩產品的溶解液之前進行的。4.如權利要求1所述的制取低硅低磷釩液的方法，其特征在于步驟b同時除去釩液中的硅元素和磷元素。5.如權利要求1所述的制取低硅低磷釩液的方法，其特征在于當步驟b中加入的凈化劑為鋁鹽或鐵鹽時，所述凈化劑的加入量稍大于所述凈化劑與硅磷反應的理論加入量，且所述釩液體系的pH值為811。6.如權利要求1所述的制取低硅低磷釩液的方法，其特征在于當步驟b中加入的凈化劑主要含有鎂鹽時，所述凈化劑的加入量稍大于所述凈化劑與硅磷反應的理論加入量，且所述釩液體系的pH值為812。全文摘要本發(fā)明提供了一種制取低硅低磷釩液的方法，通過在含釩熟料浸出釩液的過程中或粗釩產品溶解的過程中向釩液體系中加入凈化劑進行除硅、除磷，包括步驟a、將含釩熟料的浸出溫度或粗釩產品的溶解溫度設置為在60℃至沸騰之間的任一溫度；b、用酸或堿調節(jié)步驟a所對應的釩液體系至堿性，加入凈化劑進行除硅、除磷，其凈化劑為由鋁鹽、鐵鹽、鎂鹽組中選擇的至少一種；c、步驟b之后進行冷卻、過濾，得低硅低磷釩液。本發(fā)明的方法較現(xiàn)有提釩工藝相比，具有工藝簡單易用、釩液成分要求寬松、設備要求低、操作方便、成本低、品位高、可同時除去磷和硅等優(yōu)勢。文檔編號C22B34/00GK101724757SQ20091021578公開日2010年6月9日申請日期2009年12月31日優(yōu)先權日2009年12月31日發(fā)明者付自碧,伍珍秀,孫朝暉,孟偉巍,彭毅,李千文,楊陽,殷兆遷,邊悟,鮮勇申請人:攀枝花新鋼釩股份有限公司;攀鋼集團研究院有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司