一種從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法，將破碎后的四氯化鈦精制尾渣與熔劑混合后進(jìn)行高溫焙燒，再將焙燒后的熟料破碎后與水混合并加入硫酸進(jìn)行浸出，之后過(guò)濾得到含釩浸出液和殘?jiān)?。本發(fā)明對(duì)四氯化鈦精制尾渣采用高溫焙燒、酸浸的處理工藝，提釩率達(dá)到90wt％以上，解決了四氯化鈦精制尾渣長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，同時(shí)回收了釩資源，對(duì)環(huán)境友好、無(wú)污染。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于提釩【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地講，涉及一種從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]四氯化鈦是生產(chǎn)海綿鈦和生產(chǎn)鈦白的重要原料，通常工業(yè)四氯化鈦是采用將碳化渣與氯氣反應(yīng)的氯化法制備得到，但氯化法所生產(chǎn)的只是粗四氯化鈦，其中含有如氧、氮、碳、釩、鐵、硅、鈣、鎂等雜質(zhì)且成分非常復(fù)雜，尤其其中含有的主要為VOCljP VCl4的釩雜質(zhì)使四氯化鈦呈黃色甚至暗紅色，直接影響到海綿鈦和鈦白的質(zhì)量，因此對(duì)粗四氯化鈦進(jìn)行提純精制是非常必要的，精制除釩的目的不僅為了脫色，而且也為了脫氧。
[0003]由于在四氯化鈦的精制除釩過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的含釩尾渣，而該尾渣中含有釩、氯、鈦等元素，除此之外還含有大量的氯，因此四氯化鈦的精制尾渣成為四氯化鈦生產(chǎn)最典型的固體廢棄物之一。
[0004]目前，該尾渣的處理幾乎全部是采用石灰中和法，中和后的殘?jiān)鼛缀醵疾捎枚汛婊蛘咛盥竦姆绞竭M(jìn)行處理。由于其在堆放過(guò)程中會(huì)釋放出大量的氯氣，嚴(yán)重污染環(huán)境，同時(shí)因渣中的釩含量較高，也造成了資源浪費(fèi)，故現(xiàn)有的處理方法并沒(méi)有從根本上解決環(huán)保問(wèn)題，存在環(huán)境安全隱患。
[0005]因此，需要提供一種能夠?qū)λ穆然伨莆苍M(jìn)行提釩的方法，以實(shí)現(xiàn)既避免廢渣污染環(huán)境，又回 收寶貴釩資源的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明旨在解決上述技術(shù)問(wèn)題中的一個(gè)或多個(gè)。
[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種既避免廢渣污染環(huán)境、又回收寶貴釩資源的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法，將破碎后的四氯化鈦精制尾渣與熔劑混合后進(jìn)行高溫焙燒，再將焙燒后的熟料破碎后與水混合并加入硫酸進(jìn)行浸出，之后過(guò)濾得到含釩浸出液和殘?jiān)?br> [0009]根據(jù)本發(fā)明的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法的一個(gè)實(shí)施例，以重量百分比計(jì)，所述四氯化鈦精制尾渣中至少含有I~20%的V、0~20%的S1、0~40%的A1、0~20%的 T1、0 ~20%的 Fe、0 ~20%的 C1、0 ~10%的 Ca。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法的一個(gè)實(shí)施例，所述破碎后的四氯化鈦精制尾渣的粒度在0.125mm以下，破碎后的熟料的粒度在0.125mm以下。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法的一個(gè)實(shí)施例，所述熔劑為碳酸鈣與碳酸鎂的混合物，并且碳酸鈣與碳酸鎂的摩爾比為1:1~3:1。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法的一個(gè)實(shí)施例，所述熔劑與四氯化鈦精制尾渣中釩的摩爾比為1:1~3:1。[0013]根據(jù)本發(fā)明的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法的一個(gè)實(shí)施例，高溫焙燒的溫度為840~950°C，高溫焙燒的時(shí)間為2~5h。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法的一個(gè)實(shí)施例，所述硫酸為濃硫酸或質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于30%的硫酸，加入硫酸調(diào)節(jié)浸出時(shí)的pH值為2.8~4.0。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法的一個(gè)實(shí)施例，浸出時(shí)水與熟料的液固比為1:1~3:1，浸出時(shí)間為40~lOOmin，浸出溫度為40~60°C。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法的一個(gè)實(shí)施例，將所述含釩浸出液除雜后用于制備氧化釩產(chǎn)品，將所述殘?jiān)礈臁⒑娓珊蠓祷馗郀t使用。
[0017]本發(fā)明對(duì)四氯化鈦精制尾渣采用高溫焙燒、酸浸的處理工藝，提釩率達(dá)到90wt%以上，解決了四氯化鈦精制尾渣長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，同時(shí)回收了釩資源，對(duì)環(huán)境友好、無(wú)污染。
【具體實(shí)施方式】
[0018]在下文中，將詳細(xì)描述本發(fā)明的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法。
[0019]本發(fā)明的思路在于將四氯化鈦精制尾渣與熔劑混勻后進(jìn)行高溫焙燒，然后將焙燒后的熟料浸出得到含釩浸出液，之后再對(duì)含釩浸出液和殘?jiān)M(jìn)行后處理。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法具體為:將破碎后的四氯化鈦精制 尾渣與熔劑混合后進(jìn)行高溫焙燒，再將焙燒后的熟料破碎后與水混合并加入硫酸進(jìn)行浸出，之后過(guò)濾得到含釩浸出液和殘?jiān)?br> [0021]在本發(fā)明中，所述四氯化鈦精制尾渣是在四氯化鈦精制生產(chǎn)中產(chǎn)生的，例如是對(duì)氯化法生產(chǎn)的粗四氯化鈦采用金屬鋁進(jìn)行精制，然后蒸發(fā)濃縮回收四氯化鈦后的固形物，但本發(fā)明不限于此。通常，以重量百分比計(jì)，所述四氯化鈦精制尾渣中至少含有I~20%的V,O ~20%的 S1、0 ~40%的 A1、0 ~20%的 T1、0 ~20%的 Fe、0 ~20%的 C1、0 ~10%的Ca。
[0022]其中，為了提高四氯化鈦精制尾渣的比表面積并保證四氯化鈦精制尾渣在高溫焙燒過(guò)程中能充分氧化，需要將四氯化鈦精制尾渣破碎后再進(jìn)行焙燒。同樣地，為了增大熟料與浸出液之間的接觸面積并提高溶解速度和擴(kuò)散速度，需要將熟料破碎后再進(jìn)行浸出。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述破碎后的四氯化鈦精制尾渣的粒度在0.125mm以下，破碎后的熟料的粒度在0.125mm以下。
[0023]本發(fā)明在高溫焙燒的過(guò)程中加入的熔劑為碳酸鈣與碳酸鎂的混合物，并且碳酸鈣與碳酸鎂的摩爾比為1:1~3:1，則在焙燒過(guò)程中可以形成可溶于酸性溶液的釩酸鈣與釩酸鎂。具體地，碳酸鈣和碳酸鎂與釩渣中的釩發(fā)生復(fù)合反應(yīng)并生成了釩酸鈣、釩酸鎂，使得釩可以通過(guò)酸浸溶解出來(lái)。其中控制碳酸鈣與碳酸鎂的摩爾比是為了使釩更好地浸出，若摩爾比較低則釩的浸出率低，若摩爾比較高則釩浸出時(shí)會(huì)形成大量的硫酸鈣，同樣使得釩的浸出率較低。
[0024]當(dāng)加入上述配比的熔劑時(shí)，控制熔劑與四氯化鈦精制尾渣中釩的摩爾比為1:1~3:1，以使釩更好地轉(zhuǎn)化為釩酸鈣、釩酸鎂并由此提高釩的轉(zhuǎn)化率。若上述熔劑與四氯化鈦精制尾渣中釩的摩爾比過(guò)高的話，容易造成物料的損耗，若上述熔劑與四氯化鈦精制尾渣中釩的摩爾比過(guò)低的話，釩形成的釩酸鈣和釩酸鎂量較少，則釩的浸出率也較低。[0025]在進(jìn)行高溫焙燒時(shí)，可直接加熱至高溫段進(jìn)行焙燒，而無(wú)需逐步升溫。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，高溫焙燒的溫度為840~950°C，高溫焙燒的時(shí)間為2~5h。其中，控制高溫焙燒在上述溫度范圍內(nèi)才能夠反應(yīng)生產(chǎn)可溶于酸的釩酸鈣、釩酸鎂，并且控制高溫焙燒的時(shí)間的上述時(shí)間范圍內(nèi)才能保證釩的轉(zhuǎn)化完全。若焙燒溫度過(guò)高，則造成釩的浸出率偏低并造成能源的浪費(fèi)，若焙燒溫度過(guò)低，則釩可能氧化或轉(zhuǎn)化不完全，釩的浸出率也就偏低。
[0026]在浸出步驟中，需控制水與熟料的液固比為1:1~3:1。其中，控制合適的液固比有利于提高浸出率，并且控制不同的液固比可以得到不同濃度的浸出液，利于沉釩。之后加入硫酸進(jìn)行浸出，在浸出過(guò)程中需一直進(jìn)行攪拌，其中所使用的硫酸可以為濃硫酸或質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于30%的硫酸。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，加入硫酸調(diào)節(jié)浸出時(shí)的pH值為2.8~
4.0，并控制浸出溫度為40~60°C，浸出時(shí)間為40~IOOmin以獲得較高的浸出率。其中，由于硫酸濃度高且便宜，并且硫酸不與釩發(fā)生反應(yīng)，優(yōu)選地加入硫酸進(jìn)行酸浸，事實(shí)上別的酸，如鹽酸也是可以的，但不利于工業(yè)上的應(yīng)用。在上述PH值范圍內(nèi)浸出可以減少雜質(zhì)的浸出，同時(shí)在上述適宜的浸出溫度和浸出時(shí)間內(nèi)，能夠避免釩的水解又可以提高反應(yīng)速度。
[0027]最后，根據(jù)本發(fā)明，可將所獲得的含釩浸出液除雜后用于制備氧化釩產(chǎn)品，將所得殘?jiān)?jīng)多次洗滌、烘干后返回高爐使用，實(shí)現(xiàn)釩資源的循環(huán)利用。但本發(fā)明不限于此。
[0028]下面結(jié)合示例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，示例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。
[0029]其中，以下示例1-3中所用的四氯化鈦精制尾渣均為表1所列成分的渣樣。
[0030]表1四氯化鈦精制尾渣的主要成分及含量
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法，其特征在于，將破碎后的四氯化鈦精制尾渣與熔劑混合后進(jìn)行高溫焙燒，再將焙燒后的熟料破碎后與水混合并加入硫酸進(jìn)行浸出，之后過(guò)濾得到含釩浸出液和殘?jiān)?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法，其特征在于，以重量百分比計(jì)，所述四氯化鈦精制尾渣中至少含有I~20%的V、0~20%的S1、0~40%的Al、O ~20%的 T1、0 ~20%的 Fe、0 ~20%的 C1、0 ~10%的 Ca。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法，其特征在于，所述破碎后的四氯化鈦精制尾渣的粒度在0.125mm以下，破碎后的熟料的粒度在0.125mm以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法，其特征在于，所述熔劑為碳酸鈣與碳酸鎂的混合物，并且碳酸鈣與碳酸鎂的摩爾比為1:1~3:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法，其特征在于，所述熔劑與四氯化鈦精制尾渣中釩的摩爾比為1:1~3:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法，其特征在于，高溫焙燒的溫度為840~950°C，高溫焙燒的時(shí)間為2~5h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法，其特征在于，所述硫酸為濃硫酸或質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于30%的硫酸，加入硫酸調(diào)節(jié)浸出時(shí)的pH值為2.8~4.0。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法，其特征在于，浸出時(shí)水與熟料的液固比為1:1~3:1，浸出時(shí)間為40~lOOmin，浸出溫度為40~60°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從四氯化鈦精制尾渣中提釩的方法，其特征在于，將所述含釩浸出液除雜后用于制備氧化釩產(chǎn)品，將所述殘?jiān)礈?、烘干后返回高爐使用。
【文檔編號(hào)】C22B34/22GK104004920SQ201410259600
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】殷兆遷, 楊仰軍, 付自碧, 李良, 張玉杰 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司