專利名稱:釩渣氯化焙燒分離釩的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬分離技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種將釩渣進(jìn)行氯化焙燒以分離釩的工 藝。
背景技術(shù)：
釩渣中含有大量的鐵、貴金屬釩以及其他元素，為了充分利用釩渣中的釩，實現(xiàn)釩 與其他金屬的分離。通常，從釩渣中分離釩的傳統(tǒng)工藝為加入鈉化劑，再進(jìn)行高溫氧化焙 燒，以破壞釩渣的物相結(jié)構(gòu)，從而將其中的低價釩氧化為最高價態(tài)的釩，然后生成水溶性的 釩酸鈉，通過水浸的方法來實現(xiàn)釩渣中釩與雜質(zhì)的分離。這種工藝過程非常復(fù)雜，技術(shù)操作 要求高，釩的提取率不高并且波動大，焙燒過程中需要強氧化的氣氛與足夠多的鈉鹽，水浸 過程中需要消耗大量的水，這些都對釩的提取分離帶來了極大的不便。
除此之外，傳統(tǒng)的鈉化氧化提釩工藝還存在以下兩個問題一是在氧化鈉化焙燒 過程中釩渣中的鉻由三價部分轉(zhuǎn)化成了六價的鉻酸鈉，水浸后殘存于殘渣中，是一個潛在 的重大環(huán)境安全隱患；二是由于鈉化焙燒而使得水浸殘渣中殘存有大量的氧化鈉，這就限 制了水浸殘渣直接返回高爐煉鐵。
公開號為1718554的專利申請公開了一種采用碳質(zhì)還原劑、含SiO2的調(diào)節(jié)劑與含 釩轉(zhuǎn)爐鋼渣混合來分離釩等金屬元素的方法，但是該方法需要在1500 1600°C的高溫下 進(jìn)行還原反應(yīng)，并且生成的固體還原物需要進(jìn)一步進(jìn)行分離，所以工藝過程比較復(fù)雜，且浪 費能源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上問題，提供了一種釩渣氯化焙燒分離 釩的工藝，該工藝結(jié)合利用碳質(zhì)還原劑和固體氯化劑來從釩渣中分離出釩的工藝。本發(fā)明 的釩渣氯化焙燒分離釩的工藝能夠?qū)⑩C分離的焙燒與浸出兩個過程簡化為焙燒一個過程， 且不需要消耗水，并且能夠?qū)崿F(xiàn)鐵資源的循環(huán)利用和釩的有效回收。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，根據(jù)本發(fā)明的釩渣氯化焙燒分離釩的工藝包括以下步 驟
(a)將釩渣磨細(xì)至釩渣微粉；
(b)將釩渣微粉在回轉(zhuǎn)窯中焙燒，得到焙燒料；
(c)將焙燒料磨細(xì)至焙燒微粉；
(d)按焙燒微粉碳質(zhì)還原劑固體氯化劑=100 20 30 15 25進(jìn)行配 料并干混至均勻，再按焙燒微粉水=100 8 10配加水后濕混至均勻，壓制成φ 10 Φ 15毫米的料粒；
(e)使料粒在常溫下自然晾干，干燥后的料粒進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯氯化焙燒，從而將釩分罔。
與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
3[0013](1)在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上，在焙燒過程中配加碳質(zhì)還原劑與固體氯化劑成型，再高 溫焙燒使其中的釩直接轉(zhuǎn)化為三氯氧釩，三氯氧釩在較低的溫度下氣化析出，從而實現(xiàn)了 釩與雜質(zhì)的分離，提高了釩的回收率。
(2)將傳統(tǒng)的釩分離的焙燒與浸出兩個過程簡化為焙燒一個過程，并且不需要水 的消耗，得到了液態(tài)的三氯氧釩與不含水的固體殘渣。
因此，與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明的工藝的綜合成本更低、綜合能耗更低。另外，重要 的是，本發(fā)明的工藝既消除了潛在的環(huán)境安全隱患，即，氯化殘渣中的鉻不能形成水溶性的 鉻鹽；同時也可以將氯化殘渣直接返回高爐煉鐵，實現(xiàn)了鐵資源的循環(huán)利用。
具體實施方式
本發(fā)明將通過具體實施方式
和實施例進(jìn)行詳細(xì)描述和說明，使本發(fā)明的上述目的 和優(yōu)點更加明了。
根據(jù)本發(fā)明的釩渣氯化焙燒分離釩的工藝具體包括以下步驟
(a)將釩渣磨細(xì)至粒徑全部小于90微米，得到釩渣微粉；
(b)將釩渣微粉在回轉(zhuǎn)窯中于強氧化氣氛中并在850°C 950°C的溫度下焙燒 120 150分鐘，得到焙燒料；
(c)將焙燒料磨細(xì)至粒徑全部小于75微米，得到焙燒微粉；
(d)以重量計按焙燒微粉碳質(zhì)還原劑固體氯化劑=100 20 30 15 25進(jìn)行配料后，干混至均勻，再按焙燒微粉水=100 8 10配加水后濕混至均勻，施加 8 IOMPa的壓力壓制成Φ 10 Φ 15毫米的料粒；
(e)使料粒在常溫下自然晾干，干燥后的料粒進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯在500°C 700°C的焙燒 溫度下氯化焙燒2 4小時。
在步驟(d)中，碳質(zhì)還原劑可以為碳黑、石墨、石油焦，固體氯化劑可以為氯化鎂。
本發(fā)明采用碳質(zhì)還原劑是為了使釩在碳質(zhì)還原劑的存在下與固體氯化劑反應(yīng)生 成三氯氧釩，三氯氧釩在高溫條件下氣化析出，從而使得釩分離出來。具體地說，碳質(zhì)還 原劑主要是為了與氯化反應(yīng)過程中放出的水蒸氣反應(yīng)，消除水蒸氣帶來的三氯氧釩的水 解反應(yīng)，促進(jìn)三氯氧釩的生成。本發(fā)明在配料中使用焙燒微粉與碳質(zhì)還原劑的重量比為 100 20 30可消除氯化過程中產(chǎn)生的水蒸氣與三氯氧化釩的水解反應(yīng)，如果碳質(zhì)還原劑 過少，則不能充分消除水解反應(yīng)，且生成三氯氧化釩的反應(yīng)不充分；如果加入多了，則會造 成浪費。
本發(fā)明使用固體氯化劑是為了使其與釩發(fā)生反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)方程式為 V205+3MgCl2 · 6H20+18C = 3Mg0+2V0Cl3 +18Η2 +18C0 丨，從而生成三氯氧釩，三氯氧釩 在高溫下氣化析出，從而將釩分離出來。
本發(fā)明在工藝過程中所使用的強氧化氣氛是空氣，要求焙燒過程中廢氣中的自由 氧含量大于12%，目的是破壞釩渣的物相結(jié)構(gòu)，使含釩物相充分暴露，便于氯化反應(yīng)時氧化 釩能與氯化劑充分接觸。
本發(fā)明在步驟(e)中采用500°C 700°C的低溫焙燒可以實現(xiàn)低溫下的氯化焙燒， 降低焙燒溫度。
下面是本發(fā)明采用轉(zhuǎn)爐釩渣的示例性實施例。
4[0029]實施例1
將含釩15% (以V2O5計)的轉(zhuǎn)爐釩渣IOOOkg在球磨機中磨細(xì)至全部通過90微 米篩孔，然后在900°C下于回轉(zhuǎn)窯中氧化焙燒120分鐘，焙燒過程中保持廢氣的自由氧含量 在12%以上。冷卻后于球磨機中磨細(xì)至全部通過75微米篩孔，得到IOOOkg焙燒粉。在其 中配加200kg碳黑、150kg氯化鎂，在碾輪式混料機中干混30分鐘后，再加入80kg水后濕混 30分鐘，得到濕混料1430kg。將濕混料在液壓對輥成型機中在IOMPa的壓力下一次壓制成 Φ 15mm的濕料粒。將濕料粒在廠房內(nèi)自然晾干48小時后，確保料球于IOOOmm的高度自由 落下而不碎裂，再將料球加入密閉的回轉(zhuǎn)窯中于500°C溫度下氯化焙燒120分鐘，氯化殘渣 冷卻到常溫后計量與取樣分析，得到氯化殘渣1200kg，氯化殘渣含釩0. 65%。經(jīng)過計算，釩 的提取分離率為90. 71%。氯化殘渣可直接返回高爐再利用。
實施例2
將含釩16% (以V2O5計)的轉(zhuǎn)爐釩渣IOOOkg在球磨機中磨細(xì)至全部通過90微 米篩孔，然后在850°C下于回轉(zhuǎn)窯中氧化焙燒150分鐘，焙燒過程中保持廢氣的自由氧含量 在12%以上。冷卻后于球磨機中磨細(xì)至全部通過75微米篩孔，得到IOOOkg焙燒粉。在其 中配加250kg石墨、200kg氯化鎂，在碾輪式混料機中干混25分鐘后，再加入IOOkg水后濕 混25分鐘，得到濕混料1550kg。將濕混料在液壓對輥成型機中在SMPa的壓力下一次壓制 成Φ IOmm的濕料粒。將濕料粒在廠房內(nèi)自然晾干48小時后，確保料球于IOOOmm的高度自 由落下而不碎裂，再將料球加入密閉的回轉(zhuǎn)窯中于700°C溫度下氯化焙燒180分鐘，氯化殘 渣冷卻到常溫后計量與取樣分析，得到氯化殘渣1350kg，氯化殘渣含釩0. 75%。經(jīng)過計算， 釩的提取分離率為88. 70%。氯化殘渣可直接返回高爐再利用。
實施例3
將含釩17% (以V2O5計)的轉(zhuǎn)爐釩渣IOOOkg在球磨機中磨細(xì)至全部通過90微 米篩孔，然后在950°C下于回轉(zhuǎn)窯中氧化焙燒135分鐘，焙燒過程中保持廢氣的自由氧含量 在12%以上。冷卻后于球磨機中磨細(xì)至全部通過75微米篩孔，得到IOOOkg焙燒粉。在其 中配加300kg石油焦、250kg氯化鎂，在碾輪式混料機中干混30分鐘后，再加入90kg水后濕 混25分鐘，得到濕混料1640kg。將濕混料在液壓對輥成型機中在9MPa的壓力下一次壓制 成Φ 13mm的濕料粒。將濕料粒在廠房內(nèi)自然晾干48小時后，確保料球于IOOOmm的高度自 由落下而不碎裂，再將料球加入密閉的回轉(zhuǎn)窯中于600°C溫度下氯化焙燒240分鐘，氯化殘 渣冷卻到常溫后計量與取樣分析，得到氯化殘渣1300kg，氯化殘渣含釩0. 80%。經(jīng)過計算， 釩的提取分離率為89. 08%。氯化殘渣可直接返回高爐再利用。
對比示例
將含釩15% (以V2O5計)的轉(zhuǎn)爐釩渣IOOOkg在球磨機中磨細(xì)至全部通過100微 米篩孔，然后配加250kg碳酸鈉混合均勻后在800°C下于回轉(zhuǎn)窯中氧化焙燒150分鐘，焙 燒過程中保持廢氣的自由氧含量在12%以上。冷卻后得到熟料1185kg。將熟料于抽濾槽 中添加2000kg水浸泡抽濾后反復(fù)洗滌三次，得到干基殘渣1125kg，經(jīng)過分析，其含釩量為 1. 1%，殘渣氧化鈉含量為6. 50%。經(jīng)過計算，釩的轉(zhuǎn)浸率為85. 27%。
以上實施例僅是將轉(zhuǎn)爐釩渣作為一種釩渣的示例來進(jìn)行舉例說明，本發(fā)明的方法 還可以應(yīng)用于其他類型的釩渣。從上面的示例可以看出，氯化焙燒工藝與當(dāng)前的氧化鈉 化焙燒工藝相比，釩的分離率可以提高3%以上。另外，在對比示例中，水浸殘渣中還含有6. 50%的氧化鈉不能返回高爐煉鐵。
此外，可以看出，在對比示例中，轉(zhuǎn)爐釩渣通過添加碳酸鈉后進(jìn)行氧化焙燒，其中 的釩生成水溶性的釩酸鈉，在該過程中釩不能直接與轉(zhuǎn)爐釩渣中的雜質(zhì)分離，需要通過水 浸才能實現(xiàn)與雜質(zhì)的分離。在根據(jù)本發(fā)明的實施例中，通過在轉(zhuǎn)爐釩渣中配加碳質(zhì)還原劑 與固體氯化劑，使其中的釩在碳質(zhì)還原劑碳存在的情況下氯化生成三氯氧釩，三氯氧釩在 高溫條件下氣化析出，在焙燒的過程中完成了三氯氧釩的生成、氣化以及釩與雜質(zhì)的分離。 與現(xiàn)有的方法相比，根據(jù)本發(fā)明的工藝可顯著提高釩的提出率，簡化釩的分離工藝，避免水 法分離過程，克服了鈉鹽給后步處理工藝帶來的一系列難題。
另外，根據(jù)本發(fā)明的工藝還具有以下優(yōu)點采用固體氯化劑進(jìn)行氯化，提高了氯化 效率；采用了加碳的方法來防止生成的三氯氧化釩水解；采用轉(zhuǎn)爐釩渣、固體氯化劑、碳質(zhì) 還原劑混合成型后進(jìn)行焙燒的方法，既強化了焙燒過程，也起到了固氯的作用。除此之外， 本發(fā)明還打破了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐釩渣礦相結(jié)構(gòu)破壞、氧化、鈉化提取釩的技術(shù)思路，簡化了工藝 流程，有利于轉(zhuǎn)爐釩渣釩提取實現(xiàn)閉路循環(huán)。
本發(fā)明的工藝采用的固體氯化劑、碳質(zhì)還原劑簡單易得、價格低廉。通過采用本發(fā) 明的工藝，可以穩(wěn)定、高效地從轉(zhuǎn)爐釩渣中分離釩。
權(quán)利要求
一種釩渣氯化焙燒分離釩的工藝，其特征在于采用碳質(zhì)還原劑與固體氯化劑進(jìn)行分離，其工藝步驟如下(a)將釩渣磨細(xì)至釩渣微粉；(b)將釩渣微粉在回轉(zhuǎn)窯中焙燒，得到焙燒料；(c)將焙燒料磨細(xì)至焙燒微粉；(d)按焙燒微粉∶碳質(zhì)還原劑∶固體氯化劑＝100∶20～30∶15～25進(jìn)行配料并干混至均勻，再按焙燒微粉∶水＝100∶8～10配加水后濕混至均勻，壓制成Φ10～Φ15毫米的料粒；(e)使料粒在常溫下自然晾干，干燥后的料粒進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯氯化焙燒，從而將釩分離。
2.如權(quán)利要求
1所述的釩渣氯化焙燒分離釩的工藝，其特征在于，所述碳質(zhì)還原劑為 碳黑、石墨或石油焦。
3.如權(quán)利要求
1所述的釩渣氯化焙燒分離釩的工藝，其特征在于，所述固體氯化劑為氯化鎂。
4.如權(quán)利要求
1所述的釩渣氯化焙燒分離釩的工藝，其特征在于，在步驟(a)中，所述 釩渣微粉的粒徑小于90微米。
5.如權(quán)利要求
1所述的釩渣氯化焙燒分離釩的工藝，其特征在于，在步驟(b)中，將釩 渣微粉在回轉(zhuǎn)窯中于強氧化氣氛中并在850°C 950°C的溫度下焙燒120 150分鐘。
6.如權(quán)利要求
1所述的釩渣氯化焙燒分離釩的工藝，其特征在于，在步驟(c)中，焙燒 微粉的粒徑小于75微米。
7.如權(quán)利要求
1所述的釩渣氯化焙燒分離釩的工藝，其特征在于，在步驟(d)中，壓制 成Φ 10 Φ 15毫米的料粒所施加的壓力為8 lOMPa。
8.如權(quán)利要求
1所述的釩渣氯化焙燒分離釩的工藝，其特征在于，在步驟(e)中，干燥 后的料粒進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯在500°C 700°C的焙燒溫度下氯化焙燒2 4小時。
專利摘要
本發(fā)明提供一種釩渣氯化焙燒分離釩的工藝，主要采用碳質(zhì)還原劑與固體氯化劑進(jìn)行分離，其工藝步驟為(a)將釩渣磨細(xì)至釩渣微粉；(b)將釩渣微粉在回轉(zhuǎn)窯中焙燒，得到焙燒料；(c)將焙燒料磨細(xì)至焙燒微粉；(d)按焙燒微粉∶碳質(zhì)還原劑∶固體氯化劑＝100∶20～30∶15～25進(jìn)行配料并干混至均勻，再按焙燒微粉∶水＝100∶8～10配加水后濕混至均勻，壓制成Ф10～Φ15毫米的料粒；(e)使料粒在常溫下自然晾干，干燥后的料粒進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯氯化焙燒，從而將釩分離。本發(fā)明的工藝可顯著提高釩的提出率，簡化釩的分離工藝，避免水法分離過程，克服了鈉鹽給后步處理工藝帶來的一系列難題。
文檔編號C22B1/08GKCN101709388 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 200910250443
公開日2011年3月16日 申請日期2009年12月9日
發(fā)明者李千文, 王宗海, 陳亮 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司;攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (3),