從釩酸鐵泥中提取釩的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提釩方法，尤其是一種從釩酸鐵泥中提取釩的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]釩酸鐵泥的來(lái)源主要有以下兩種:(I)釩渣鈉化焙燒提釩流程中廢水處理工序產(chǎn)生的含銀的固體廢物，其產(chǎn)生的工藝是酸性沉銀上清液加堿調(diào)節(jié)pH值至3?5，加入硫酸亞鐵沉淀廢水中剩余的釩。根據(jù)資料顯示，由于在酸性溶液中，F(xiàn)e2+會(huì)部分氧化成？^+、￥03_會(huì)部分被還原為四價(jià)釩氧基離子V02+，所以沉淀的組成不固定，為幾種化合物的混合物，其中有Fe (VO3) 2、Fe (VO3) 3、VO2.XH2CKFe (0隊(duì)等。該工藝產(chǎn)生的釩酸鐵泥的含釩品位在10%以上，是較好的釩原料；大量釩酸鐵泥的產(chǎn)生，不但是釩資源的損失，也造成了環(huán)境負(fù)擔(dān)。(2)稀的釩酸鈉溶液采用鐵鹽沉釩得到的釩酸鐵，一般作為富集釩的中間產(chǎn)品。目前，常規(guī)的提釩工藝，但很難適應(yīng)釩酸鐵泥的資源特性，且普遍存在成本高、排放較重等弊端。
[0003]對(duì)于該類釩廢物的利用是用于冶煉釩鐵等合金。釩酸鐵泥與冶煉釩鐵用的釩氧化物相比，含釩品位相對(duì)較低，且雜質(zhì)含量較高，因此，在用于冶煉釩鐵時(shí)，不能大量使用該類含釩原料。而采用鈉化焙燒提釩，鈣化焙燒提釩等傳統(tǒng)的提釩工藝，由于焙燒工藝本身存在一些缺點(diǎn)，如能耗高、污染性氣體的產(chǎn)生等，另外釩酸鐵泥中含有大量的鉻，對(duì)后期尾渣及溶出液的處理增加一定的難度。采用酸法工藝，同樣存在這鉻無(wú)法處理等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種工藝簡(jiǎn)單且鉻很少溶出的從釩酸鐵泥中提取釩的方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:方法步驟為:
(1)將釩酸鐵泥與水、堿混合，反應(yīng)溶出，得到混合漿料；
(2)對(duì)混合漿料進(jìn)行過(guò)濾分離，得到尾渣和含釩水溶液；
(3)所述含釩溶液進(jìn)行鈣化沉釩，固液分離，即可得到沉釩上清液和釩酸鈣。
[0006]本發(fā)明所述步驟(I)中的堿為氫氧化鈉和/或碳酸鈉；所述堿的加入量為摩爾比Na/V=l ?1.4o
[0007]本發(fā)明所述步驟(I)中，在常壓或正壓< 0.2MPa條件進(jìn)行反應(yīng)溶出，反應(yīng)溫度80?160 °C，反應(yīng)時(shí)間I?6h。
[0008]本發(fā)明所述步驟(3)中鈣釩摩爾比為3:2，沉釩介質(zhì)為氧化鈣或氫氧化鈣。
[0009]本發(fā)明所述步驟(3)中鈣化沉釩溫度為90°C，時(shí)間為30min。
[0010]本發(fā)明所述步驟(3)中的沉釩上清液返回步驟(I)作為堿液使用。
[0011]本發(fā)明所述步驟(I)中，釩酸鐵泥中低價(jià)釩(IV )彡lwt%時(shí)，在反應(yīng)過(guò)程中通入氧化性氣體，或者加入氧化性介質(zhì)。所述氧化性氣體為氧氣或者空氣，氧化性介質(zhì)為雙氧水、過(guò)氧化鈉或硝酸鈉。
[0012]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本發(fā)明為水基液相反應(yīng)，操作在只需在常壓及較低的反應(yīng)溫度下就可以進(jìn)行，大大低于傳統(tǒng)火法焙燒溫度，可有效回收釩酸鐵泥中的釩，易于操作且安全性好，釩的回收率高，且鉻很少溶出，釩的單次回收率在90%?97%，尾澄中含I凡總量在0.6?1.0wt% (以五氧化二I凡計(jì))；解決了I凡酸鐵泥中I凡回收的問(wèn)題，具有釩回收率高、生產(chǎn)成本低、經(jīng)濟(jì)效益好等特點(diǎn)。
[0013]本發(fā)明沉釩上清液可重復(fù)使用，工藝全過(guò)程實(shí)現(xiàn)介質(zhì)循環(huán)、無(wú)廢水排出，具有環(huán)保、環(huán)境效益好等特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0015]圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下述實(shí)施例中的釩酸鐵泥選自:(1)選自河北鋼鐵股份有限公司承德分公司釩制品廠廢水處理工序產(chǎn)生的釩酸鐵泥；其化學(xué)成分的重量含量如下:V205=14?20%、Si02=3.6%、Fe203=27.3%、Cr2O3=H.9%、CaO=0.21%、Al2O3=0.35%。
[0017](2)稀的釩酸鈉溶液經(jīng)鐵鹽沉釩得到的釩酸鐵；其化學(xué)成分的重量含量如下:V205=51.2%、S12=0.08%、Fe203=17.1%、Cr2O3=0.5%、CaO=0.03%。
[0018]實(shí)施例1:圖1所示，本從釩酸鐵泥中提取釩的方法的工藝步驟如下所述。
[0019](I)按摩爾比Na/V=l加入堿，稱取固體工業(yè)NaOH 28g與和10g經(jīng)粗破好的釩酸鐵泥與反應(yīng)釜中。
[0020](2)加入400mL的去離子水，開(kāi)通攪拌，攪拌速度600rpm，加熱升溫至80°C，常壓反應(yīng)時(shí)間Ih。
[0021](3)反應(yīng)終點(diǎn)將料漿取出，冷卻至80°C左右時(shí)，抽濾過(guò)濾；對(duì)渣進(jìn)行2級(jí)洗滌；采用化學(xué)和儀器分析分析渣相、液相釩的含量，尾渣中含釩總量在0.92wt% (以五氧化二釩計(jì))，所得釩的浸出率為94.5%，釩液含釩16.5g/L(以五氧化二釩計(jì))。
[0022](4)按鈣釩摩爾比=3:2加入4g氧化鈣，加熱至90°C，反應(yīng)30min ;得到含有釩酸鈣的漿料；經(jīng)固液分離得到釩酸鈣和含有NaOH的上清液。
[0023]實(shí)施例2:本從釩酸鐵泥中提取釩的方法的工藝步驟如下所述。
[0024](I)按摩爾比Na/V=l.4加入堿，稱取固體工業(yè)NaOH 39g與和10g經(jīng)粗破好的釩酸鐵泥與反應(yīng)釜中。
[0025](2)加入400mL的去離子水，開(kāi)通攪拌，攪拌速度600rpm，加熱升溫至120°C，反應(yīng)時(shí)間6ho
[0026](3)反應(yīng)終點(diǎn)將料漿取出，冷卻至80°C左右時(shí)，抽濾過(guò)濾；對(duì)渣進(jìn)行2級(jí)洗滌；采用化學(xué)和儀器分析分析渣相、液相釩的含量，尾渣中含釩總量在0.74wt% (以五氧化二釩計(jì))，所得釩的浸出率為95.6%，釩液含釩19.6g/L(以五氧化二釩計(jì))。
[0027](4)按鈣釩摩爾比=3:2加入4.28氧化鈣，加熱至60°0，反應(yīng)751^11;得到含有釩酸鈣的漿料；經(jīng)液固分離得到釩酸鈣和含有NaOH上清液。
[0028]實(shí)施例3:本從釩酸鐵泥中提取釩的方法的工藝步驟如下所述。
[0029](I)按摩爾比Na/V=l.0加入堿，稱取固體工業(yè)Na2CO3 45g與和10g經(jīng)粗破好的釩酸鐵泥與反應(yīng)釜中。
[0030](2)加入300mL的去離子水，開(kāi)通攪拌，攪拌速度600rpm，加熱升溫至160°C，反應(yīng)Ih0
[0031](3)反應(yīng)終點(diǎn)將料漿取出，冷卻至80°C左右時(shí)，抽濾過(guò)濾；對(duì)渣進(jìn)行2級(jí)洗滌；采用化學(xué)和儀器分析分析渣相、液相釩的含量，尾渣中含釩總量在0.98wt% (以五氧化二釩計(jì))，所得釩的浸出率為92.5%，釩液含釩16.2g/L(以五氧化二釩計(jì))。
[0032](4)按鈣釩摩爾比=3:2加入5.028氫氧化鈣，加熱至75°〇，反應(yīng)601^11。得到含有釩酸鈣的漿料。經(jīng)液固分離得到釩酸鈣和上清液。
[0033]實(shí)施例4:本從釩酸鐵泥中提取釩的方法的工藝步驟如下所述。
[0034](I)選用低價(jià)釩較高的釩酸鐵泥，經(jīng)分析低價(jià)釩(IV ) 1.3%，，含按摩爾比Na/V=L 2加入堿，稱取固體工業(yè)NaOH 39g與和10g經(jīng)粗破好的釩酸鐵泥與反應(yīng)釜中。
[0035](2)加入400mL的去離子水，開(kāi)通攪拌，攪拌速度600rpm，加熱升溫至100°C，反應(yīng)時(shí)間4ho
[0036](3)反應(yīng)至3.5小時(shí)時(shí)，向反應(yīng)釜中加入2mLH202，繼續(xù)反應(yīng)30min，反應(yīng)完畢，將料漿取出，冷卻至80°C左右時(shí)，抽濾過(guò)濾；對(duì)渣進(jìn)行2級(jí)洗滌；采用化學(xué)和儀器分析分析渣相、液相釩的含量，尾渣中含釩總量在0.51wt% (以五氧化二釩計(jì))，所得釩的浸出率為96.9%，釩液含釩18.7g/L(以五氧化二釩計(jì))。
[0037](4)按鈣釩摩爾比=3:2加入5.55g氫氧化鈣，加熱至30°C，反應(yīng)120min。得到含有釩酸鈣的漿料；經(jīng)液固分離得到釩酸鈣和含有NaOH上清液。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種從釩酸鐵泥中提取釩的方法，其特征在于，其方法步驟為:(1)將釩酸鐵泥與水、堿混合，反應(yīng)溶出，得到混合漿料； (2)對(duì)混合漿料進(jìn)行過(guò)濾分離，得到尾渣和含釩水溶液； (3)所述含釩溶液進(jìn)行鈣化沉釩，固液分離，即可得到沉釩上清液和釩酸鈣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從釩酸鐵泥中提取釩的方法，其特征在于:所述步驟(I)中的堿為氫氧化鈉和/或碳酸鈉；所述堿的加入量為摩爾比Na/V=l?1.4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從釩酸鐵泥中提取釩的方法，其特征在于:所述步驟(I)中，在常壓或正壓彡0.2MPa的條件進(jìn)行反應(yīng)溶出，反應(yīng)溫度80?160°C，反應(yīng)時(shí)間I?6h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從釩酸鐵泥中提取釩的方法，其特征在于:所述步驟(3)中鈣釩摩爾比為3:2，沉釩介質(zhì)為氧化鈣或氫氧化鈣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從釩酸鐵泥中提取釩的方法，其特征在于:所述步驟(3)中鈣化沉釩溫度為30?90°C，時(shí)間為30?120min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從釩酸鐵泥中提取釩的方法，其特征在于:所述步驟(3)中的沉隹凡上清液返回步驟(I)作為堿液使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1一 6任意一項(xiàng)所述的從釩酸鐵泥中提取釩的方法，其特征在于:所述步驟(I)中，釩酸鐵泥中低價(jià)釩(IV)多，在反應(yīng)過(guò)程中通入氧化性氣體，或者加入氧化性介質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的從釩酸鐵泥中提取釩的方法，其特征在于:所述氧化性氣體為氧氣或者空氣，氧化性介質(zhì)為雙氧水、過(guò)氧化鈉或硝酸鈉。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種從釩酸鐵泥中提取釩的方法，其方法步驟為：（1）將釩酸鐵泥與水、堿混合，反應(yīng)溶出，得到混合漿料；（2）對(duì)混合漿料進(jìn)行過(guò)濾分離，得到尾渣和含釩水溶液；（3）所述含釩溶液進(jìn)行鈣化沉釩，固液分離，即可得到沉釩上清液和釩酸鈣。本方法為水基液相反應(yīng)，操作在只需在常壓及較低的反應(yīng)溫度下就可以進(jìn)行，大大低于傳統(tǒng)火法焙燒溫度，可有效回收釩酸鐵泥中的釩，易于操作且安全性好，釩的回收率高，且鉻很少溶出，釩的單次回收率在90%～97%，尾渣中含釩總量在0.6～1.0wt%（以五氧化二釩計(jì)）；解決了釩酸鐵泥中釩回收的問(wèn)題，具有釩回收率高、生產(chǎn)成本低、經(jīng)濟(jì)效益好等特點(diǎn)。
【IPC分類】C22B7-00, C22B34-22
【公開(kāi)號(hào)】CN104630485
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510034622
【發(fā)明人】高明磊, 陳東輝, 石立新, 李蘭杰, 周冰晶
【申請(qǐng)人】河北鋼鐵股份有限公司承德分公司
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年1月23日