專利名稱：鹽酸氯化法生產(chǎn)五氧化二釩的新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于釩的化合物的提取方法。
就申請(qǐng)人所知，目前國(guó)內(nèi)外普遍應(yīng)用的五氧化二釩生產(chǎn)工藝是釩渣經(jīng)氧化鈉化焙燒的濕法冶煉方法。即釩渣→破碎球磨磁選→氧化鈉化焙燒→水浸→凈化除雜→多釩銨沉淀→烘干→脫氨氧化→成品。為了提高原料中的含釩率，往往在煉鋼之前吹煉釩渣，使原料的含釩率從1%富集到10-20%。但由于SiO2和鈣的化合物不能徹底清除，釩的收得率仍然不高，一般的鋼鐵企業(yè)收得率不到70%，世界上最好的收得率為92%。
要想在提釩工藝上有所突破，取得高收得率高效益，使復(fù)雜的現(xiàn)行工藝變得簡(jiǎn)單，關(guān)鍵問(wèn)題是如何把大量存在于釩原料中的SiO2、CaO、MgO等除掉，這是我國(guó)冶金工業(yè)部“七·五”期間列出的攻關(guān)項(xiàng)目。本發(fā)明成功地解決了這一難題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的將釩原料(含釩的高鈣高硅鋼渣、煤矸石、釩渣、次釩渣等)磨細(xì)后拌入鹽酸的水溶液，在反應(yīng)塔內(nèi)與通入的氯氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)(簡(jiǎn)稱酸浸氯化反應(yīng))，使原料中的釩全部以離子形式轉(zhuǎn)入酸性溶液。然后應(yīng)用過(guò)濾分離法除去大量的SiO2和少量不參與反應(yīng)的其他物質(zhì)(如煤矸石中的C或中間產(chǎn)物FeOCl等不溶物質(zhì))。再將酸浸溶液用NH3H2O或NaOH，Ca(OH)2、Na2CO3進(jìn)行中和，使釩離子與OH-作用，生成V(OH)3↓，V(OH)4↓沉淀。這里需嚴(yán)格控制溶液的PH值在6.5～.07之間，否則Ca2+、Mg2+在PH＞7的情況下也會(huì)生成Ca(OH)2、Mg(OH)2沉淀。最后再用過(guò)濾分離法將不溶的氫氧化釩分離出來(lái)，即得粗釩產(chǎn)品。這種粗釩可作為成品賣(mài)給鋼鐵企業(yè)冶煉高釩生鐵，也可以用常規(guī)的氧化鈉化焙燒法(俗稱火法)或用“氧化堿溶法”(俗稱水法)進(jìn)一步加工生產(chǎn)高純度高質(zhì)量的五氧化二釩。利用本新工藝提釩，V2O5的收得率可達(dá)96%以上。
本新工藝生產(chǎn)流程示意如圖和現(xiàn)有的提釩工藝相比，本新工藝有下述優(yōu)點(diǎn)1、本新工藝不需吹煉釩渣，可利用煉鋼廢物-鋼渣直接提釩，不僅大大降低提釩成本，同時(shí)可提高鋼鐵產(chǎn)量，本法可說(shuō)是提釩工藝的更新?lián)Q代的重大改革。2、本新工藝不僅適用于目前廣泛應(yīng)用的氧化鈉化焙燒法提釩的原料-釩渣，而且還適用于高硅高鈣的鋼渣、煤矸石、釩渣、次釩渣等原料，大大拓寬了釩原料的來(lái)源。3、本法步驟簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，省去了投資巨大的焙燒窯或豎式多膛爐。用現(xiàn)行方法投資月產(chǎn)40噸V2O5的費(fèi)用為1600～1700萬(wàn)元，而用本新工藝投資月產(chǎn)40噸的費(fèi)用不足400萬(wàn)元。4、現(xiàn)行方法煤矸石的收得率為35～40%，本新工藝煤矸石的收得率可達(dá)90%。用現(xiàn)行方法從釩渣提釩的收得率為55～75%，采用本新工藝從釩渣中提釩收得率可達(dá)96%以上。5、采用本新工藝基本無(wú)廢棄物，中間產(chǎn)物SiO2可作筑路材料，過(guò)濾液可用H2SO4置換出HCl重復(fù)使用，CaSO4制水泥或硫酸，殘?jiān)麮aO作建筑材料，鐵雜質(zhì)可生產(chǎn)氧化鐵紅，Mn雜質(zhì)可作多元肥料的添加劑……生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)有毒有害氣體及塵埃產(chǎn)生，環(huán)境污染少。
下面舉一生產(chǎn)實(shí)施例將鹽酸的水溶液用泵送入塔內(nèi)(反應(yīng)塔高5米，穿透壓力0.5kg)，用軟水調(diào)整溶液使PH＝2，再將含V2O5為4.8%的鋼渣(馬鋼公司三鋼的水沖渣)6噸(固液比為1∶2)吊裝入反應(yīng)塔內(nèi)，將塔頂加料加液口蓋好。塔頂有一出氣管道通入氣體收集器內(nèi)(用以吸收酸性氣體返回應(yīng)用)。開(kāi)啟氯氣閥，調(diào)整供氣壓0.6kg，此時(shí)塔內(nèi)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，溫度控制在60～70℃，反應(yīng)維持4～8小時(shí)。待塔內(nèi)物質(zhì)反應(yīng)完全后，冷至室溫，開(kāi)啟塔底閥門(mén)，將塔內(nèi)物通過(guò)過(guò)濾池，再?gòu)乃敿铀疀_洗塔內(nèi)渣。過(guò)濾出的渣大部分為SiO2，可作筑路材料。再向沉淀池內(nèi)的浸出液通氨水，攪拌，控制PH值6.5～7.0，放掉沉淀池上層清液，將下層漿液抽入甩干機(jī)，脫水、烘干。得到的產(chǎn)品即為粗鋇[V(OH)3、V(OH)4等]重量為0.598噸。再經(jīng)氧化鈉焙燒或氧化堿溶進(jìn)一步提煉，可得高純度高質(zhì)量的V2O50.281噸，收得率為97.43%。
權(quán)利要求
1.一種從煤矸石或含釩鋼渣等原料中提取五氧化二釩的新工藝，其特征是先將鹽酸水溶液拌和釩原料在氯化塔內(nèi)通入氯氣進(jìn)行反應(yīng)，不溶的SlO2等和各種進(jìn)入溶液的釩離子、鈣離子等得以分離；然后再在浸出液中加入堿液[NH3·H2O或Na2CO3、Ca(OH)2、NaOH等]控制PH值為6.5～7，釩離子生成不溶的氫氧化物沉淀，過(guò)濾析出粗釩(氫氧化釩)，再用氧化鈉化焙燒法或氧化堿溶法，進(jìn)一步加工可得高質(zhì)量的V2O5。其化學(xué)原理為
全文摘要
鹽酸氯化法生產(chǎn)五氧化二釩的新工藝。本發(fā)明利用鹽酸水溶液通入氯氣將釩渣中的釩轉(zhuǎn)入溶液，再加堿使釩離子生成氫氧化釩沉淀，從而使V
文檔編號(hào)C22B3/04GK1059762SQ9110811
公開(kāi)日1992年3月25日 申請(qǐng)日期1991年7月18日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月18日
發(fā)明者鄭志芳, 丁中南, 張淵玖, 鄭有娣 申請(qǐng)人:丁中南