一種含釩原料焙燒后熟料氨浸提釩的方法
【專(zhuān)利摘要】一種含釩原料焙燒后熟料氨水溶液浸出提釩的方法，將含釩原料焙燒后熟料在氨水中浸出提釩，使釩以釩酸銨形式進(jìn)入溶液，得到浸出渣和含釩液，含釩液可進(jìn)而進(jìn)行氨蒸發(fā)分離、釩酸銨冷卻結(jié)晶分離、釩酸銨煅燒得到五氧化二釩產(chǎn)品。本方法采用氨水浸出技術(shù)，流程簡(jiǎn)單，易于操作，釩提取率可達(dá)85-99％，實(shí)現(xiàn)了釩的高效提取。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種含釩原料焙燒后熟料氨浸提釩的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于釩化工冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種含釩原料焙燒后熟料氨浸提釩的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]釩鈦磁鐵礦、釩渣、石煤等含釩原料傳統(tǒng)的提釩方法為焙燒-水浸/酸浸法提釩，其中含釩原料鈉化焙燒-水浸是提釩的主流方法。鈉化焙燒工藝的基本原理是以Na2C03、似(:1、似2504等鈉鹽為添加劑，通過(guò)高溫焙燒(750-850°C )將含釩原料中低價(jià)態(tài)的釩轉(zhuǎn)化為水溶性五價(jià)釩的鈉鹽，再對(duì)鈉化焙燒產(chǎn)物直接水浸，得到含釩的浸取液，后加入銨鹽制得多釩酸銨沉淀，經(jīng)還原焙燒后獲得釩的氧化物產(chǎn)品。鈉化焙燒工藝釩回收率低，單次焙燒釩回收率為70%左右，經(jīng)多次焙燒后釩的回收率也僅為80% ;且需多次焙燒，能耗偏高；在焙燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有害的HClXl2等侵蝕性氣體，后續(xù)氨沉過(guò)程會(huì)得到高鹽度含氨氮廢水，不僅污染環(huán)境，而且治理代價(jià)較高。
[0003]為了解決鈉化焙燒的問(wèn)題，CNlOl 161831A提出了一種釩渣鈣化焙燒的方法，將釩渣與石灰或石灰石混勻后直接進(jìn)入600°C以上的焙燒爐進(jìn)行鈣化焙燒，使釩渣中的釩轉(zhuǎn)化為釩酸鈣，焙燒熟料在硫酸溶液的酸浸作用下使釩溶解進(jìn)入溶液，進(jìn)而制取釩氧化物等產(chǎn)品。鈣化焙燒熟料酸浸過(guò)程Fe、P等元素也同釩一起進(jìn)入浸出液，后續(xù)分離較困難。
[0004]還有CN1082617A提出了對(duì)吹煉得到的高溫釩渣在900~1300°C直接吹氧進(jìn)行處理，促使渣中的低價(jià)釩氧化成為五價(jià)釩，渣冷卻破碎后，在一定的溫度、堿濃度、氧分壓下浸出渣中的釩，該方法不必在釩渣降溫后再次高溫焙燒，能耗大為降低，并且避免了鈉化焙燒造成的環(huán)境污染，但存在金屬鐵無(wú)法回收，且釩回收率低的問(wèn)題。
[0005]CN101899582A提出一種由釩渣提取五氧化二釩的方法，釩渣于800~1000°C焙燒，熟料經(jīng)過(guò)20~50%堿濃度的堿液堿浸，后經(jīng)過(guò)除硅、冷卻結(jié)晶得到正釩酸鈉晶體，后經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)溶、酸性銨鹽沉釩得到釩酸銨。該方法存在雜質(zhì)難以脫除、過(guò)濾困難的問(wèn)題，同時(shí)避免不了酸性氨氮廢水的問(wèn)題，且其釩回收率低于90 %。
[0006]然而，目前未見(jiàn)有使用氨水溶液直接浸出含釩原料焙燒熟料的相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種含釩原料焙燒后熟料氨浸提釩的方法。相對(duì)于現(xiàn)有的焙燒熟料浸出方法，該方法釩浸出率高，且含釩原料中其它雜質(zhì)不進(jìn)入浸出液，后續(xù)釩酸銨分離簡(jiǎn)單。
[0008]為達(dá)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]一種含釩原料焙燒后熟料氨浸提釩的方法，將含釩原料焙燒后熟料在氨水中浸出提釩，使釩以釩酸銨形式進(jìn)入溶液，得到浸出渣和含釩液。含釩原料焙燒后其中的三價(jià)釩在焙燒過(guò)程轉(zhuǎn)化為可浸出的五價(jià)釩，五價(jià)釩可與氨水反應(yīng)生成釩酸銨，從而將釩從原料中提取出來(lái)。[0010]作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的方法，所述含釩原料為釩鈦磁鐵礦、石煤、釩渣、含鉻釩渣或含釩催化劑中的I種或2種以上的混合物；其中含釩催化劑可以為使用前的催化劑也可以為使用后無(wú)法再次使用的催化劑；
[0011]作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的方法，所述焙燒為經(jīng)鈣化焙燒、鈉化焙燒、空白焙燒(即無(wú)添加劑焙燒)中的I種或2種以上的組合。
[0012]作為優(yōu)選技 術(shù)方案，本發(fā)明所述的方法，所述氨水的質(zhì)量濃度為0.1~40%，氨水的質(zhì)量濃度低于0.1%，則釩的提取率很低，高于40 %的氨水比較難獲得，會(huì)大大增加提釩的成本，因此，本發(fā)明選擇氨水的質(zhì)量濃度為0.1~40%，優(yōu)選為I~30%。
[0013]作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的方法，所述浸出的溫度為常溫~180°C，例如為25 V、35°C、50°C >80 V、100°C、130°C、145°C >170°C等，溫度太低含釩原料焙燒后熟料中的釩浸出效率低，180°C時(shí)各種不同焙燒熟料釩的浸出率已經(jīng)很高，再升高浸出溫度沒(méi)有意義，因此，本發(fā)明選擇浸出溫度為常溫~180°C，優(yōu)選為120~150°C。
[0014]作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的方法，所述浸出的時(shí)間為0.5h以上，例如為lh、
2.5h、3h、4.5h等，浸出時(shí)間太短如低于0.5h，釩的提取效率低，優(yōu)選為I~4h。
[0015]作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的方法，所述浸出的過(guò)程中氨水與含釩原料焙燒后熟料的液固比為2:1~10: lml/g，例如為4: lml/g、7: lml/g、9: lml/g等，液固比在2ml/g以下反應(yīng)液固傳質(zhì)差，難以實(shí)現(xiàn)，液固比在10ml/g浸出液中釩溶解量足夠，提高液固比已再?zèng)]有意義，優(yōu)選為3:1~6: lml/g。
[0016]作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的方法，包括如下步驟:將含釩原料焙燒后熟料在質(zhì)量濃度為0.1~40%的氨水中浸出提釩，使釩以釩酸銨形式進(jìn)入溶液，得到浸出渣和含fL液；
[0017]其中，浸出的溫度為常溫~180°C，浸出的時(shí)間為0.5h以上，浸出的過(guò)程中氨水與含釩原料焙燒后熟料的液固比為2:1~10: lml/g。
[0018]本發(fā)明相比傳統(tǒng)的焙燒熟料水浸/酸浸工藝，釩浸取率高，且雜質(zhì)不進(jìn)入含釩液，可實(shí)現(xiàn)釩的簡(jiǎn)單、清潔分離。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。
[0020]實(shí)施例1
[0021]將V2O5含量為12.8%的釩渣在900°C經(jīng)空白焙燒后得到的熟料在30%氨水溶液浸出提鑰;，浸出溫度為160°C,浸出液固比為5ml/g,浸出時(shí)間為3h,得到浸出洛和氨浸含鑰；液。浸出渣經(jīng)洗滌、烘干、稱(chēng)重并分析殘?jiān)拟C含量，釩渣中釩的回收率為94.2%。
[0022]實(shí)施例2
[0023]將V2O5含量為2.1 %的釩鈦磁鐵礦在750°C經(jīng)鈉化焙燒后得到的熟料在15%氨水溶液浸出提釩，浸出溫度為140°C，浸出液固比為8ml/g，浸出時(shí)間為lh，得到浸出渣和氨浸含釩液。浸出渣經(jīng)洗滌、烘干、稱(chēng)重并分析殘?jiān)拟C含量，釩渣中釩的回收率為85.2%。
[0024]實(shí)施例3
[0025]將V2O5含量為10.6%的釩渣在800°C經(jīng)鈣化焙燒后得到的熟料在20%氨水溶液浸出提鑰;，浸出溫度為150°C,浸出液固比為4ml/g,浸出時(shí)間為2h,得到浸出洛和氨浸含鑰；液。浸出渣經(jīng)洗滌、烘干、稱(chēng)重并分析殘?jiān)拟C含量，釩渣中釩的回收率為91.4%。
[0026]實(shí)施例4
[0027]將V2O5含量為1.6%的石煤在850°C經(jīng)空白焙燒后得到的熟料在25%氨水溶液浸出提鑰;，浸出溫度為130°C,浸出液固比為6ml/g,浸出時(shí)間為3h,得到浸出洛和氨浸含鑰；液。浸出渣經(jīng)洗滌、烘干、稱(chēng)重并分析殘?jiān)拟C含量，釩渣中釩的回收率為86.5%。
[0028]實(shí)施例5
[0029]將V2O5含量為8.7%的含釩催化劑在750°C經(jīng)空白焙燒后得到的熟料在10%氨水溶液浸出提釩，浸出溫度為120°C，浸出液固比為6ml/g，浸出時(shí)間為2h，得到浸出渣和氨浸含釩液。浸出渣經(jīng)洗滌、烘干、稱(chēng)重并分析殘?jiān)拟C含量，釩渣中釩的回收率為88.2%。
[0030]實(shí)施例6
[0031]將V2O5含量為7.5%的含釩催化劑在700°C經(jīng)空白焙燒后得到的熟料在35%氨水溶液浸出提釩，浸出溫度為180°C，浸出液固比為3ml/g，浸出時(shí)間為0.5h，得到浸出渣和氨浸含釩液。浸出渣 經(jīng)洗滌、烘干、稱(chēng)重并分析殘?jiān)拟C含量，釩渣中釩的回收率為89.1 %。
[0032]實(shí)施例7
[0033]將V2O5含量為8.3%的含釩催化劑在780°C經(jīng)空白焙燒后得到的熟料在5%氨水溶液浸出提釩，浸出溫度為50°C，浸出液固比為10ml/g，浸出時(shí)間為4h，得到浸出渣和氨浸含釩液。浸出渣經(jīng)洗滌、烘干、稱(chēng)重并分析殘?jiān)拟C含量，釩渣中釩的回收率為85.1 %。
[0034]實(shí)施例8
[0035]將V2O5含量為8.7%的含釩催化劑在780°C經(jīng)空白焙燒后得到的熟料在I %氨水溶液浸出提釩，浸出溫度為110°c，浸出液固比為6ml/g，浸出時(shí)間為3h，得到浸出渣和氨浸含釩液。浸出渣經(jīng)洗滌、烘干、稱(chēng)重并分析殘?jiān)拟C含量，釩渣中釩的回收率為86.9%。
[0036] 申請(qǐng)人:聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴(lài)上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種含釩原料焙燒后熟料氨浸提釩的方法，其特征在于，將含釩原料焙燒后熟料在氨水中浸出提釩，使釩以釩酸銨形式進(jìn)入溶液，得到浸出渣和含釩液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述含釩原料為釩鈦磁鐵礦、石煤、釩渣、含鉻釩渣或含釩催化劑中的I種或2種以上的混合物；其中含釩催化劑可以為使用前的催化劑也可以為使用后無(wú)法再次使用的催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述焙燒為經(jīng)鈣化焙燒、鈉化焙燒、空白焙燒中的I種或2種以上的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述氨水的質(zhì)量濃度為0.1~40%，優(yōu)選為I~30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述浸出的溫度為常溫~180°C，優(yōu)選為 120 ~150°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,所述浸出的時(shí)間為0.5h以上,優(yōu)選為I~4h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述浸出的過(guò)程中氨水與含釩原料焙燒后熟料的液固比為2:1~10: lml/g,優(yōu)選為3:1~6: lml/g。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步驟:將含釩原料焙燒后熟料在質(zhì)量濃度為0.1~40%的氨水中浸 出提釩，使釩以釩酸銨形式進(jìn)入溶液，得到浸出渣和含fL液； 其中，浸出的溫度為常溫~180°C，浸出的時(shí)間為0.5h以上，浸出的過(guò)程中氨水與含釩原料焙燒后熟料的液固比為2:1~10: lml/g。
【文檔編號(hào)】C22B34/22GK103937978SQ201410162944
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】杜浩, 鄭詩(shī)禮, 張洋, 王少娜, 劉繼鑫, 張懿, 陳東輝, 李蘭杰 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所