一種用于釩合金冶煉的三氧化二釩及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于釩合金冶煉的三氧化二釩的制備方法，該方法包括以下工序：1）將多釩酸銨與還原氣體接觸制備三氧化二釩的工序；2）將多釩酸銨與還原氣體接觸制備三氧化二釩的工序中產(chǎn)生的還原尾氣與吸收液接觸，得到漿料的工序；3）將所述漿料固液分離，得到固體，并將該固體與步驟1）中制備的三氧化二釩混合的工序；其中，所述固體與步驟1）中制備的三氧化二釩的混合物中，所述固體的含量為50重量%以下。通過該方法能夠充分利用三氧化二釩生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的還原尾氣，低成本地制備用于釩合金冶煉的三氧化二釩，且對環(huán)境友好。
【專利說明】一種用于釩合金冶煉的三氧化二釩及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于釩合金冶煉的三氧化二釩及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)三氧化二釩的工藝中，生產(chǎn)的三氧化二釩用于釩合金的冶煉。此 夕卜，在用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)三氧化二釩的過程中，產(chǎn)生的還原尾氣含有含釩物質(zhì)等粉塵、還原氣 體、氨氣及水汽等，還原尾氣經(jīng)水浴除塵后形成水浴漿料。目前國內(nèi)對水浴漿料的處理采用 固液分離后回收黑料進(jìn)行熔化生產(chǎn)片狀五氧化二釩，上層黑水則排入廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處 理。該方法的缺點(diǎn)是將黑料進(jìn)行熔化，效率低、能耗高、釩收率低，且產(chǎn)生廢水，廢水處理難 度大，增加了生產(chǎn)成本和環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。
[0003] 另外，關(guān)于三氧化二釩還原尾氣的處理方法，CN1470459A公開了一種三氧化二釩 還原尾氣粉塵處理方法，該方法為將水浴漿料與多釩酸銨漿料混合，調(diào)節(jié)PH值為4. 3?6. 5 后過濾，將含有釩氧化物的回收物返回到生產(chǎn)原料中，作為制取三氧化二釩的原料。這種方 法的缺點(diǎn)是回收物利用路徑較長，并使用新水產(chǎn)生廢水，廢水處理難度大，生產(chǎn)成本較高。
[0004] 因此，急需一種簡單且充分利用三氧化二釩生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的還原尾氣的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種新的用于釩合金冶煉的三氧化二釩的制備方法，通過 該方法能夠充分利用三氧化二釩生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的還原尾氣，低成本地制備用于釩合金冶 煉的三氧化二釩，且對環(huán)境友好。
[0006] 本發(fā)明的發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，通過將多釩酸銨與還原氣體接觸制備三氧化二釩的 工序中產(chǎn)生的還原尾氣與吸收液接觸得到的漿料固液分離，并將得到的固體與、多釩酸銨 與還原氣體接觸制備的三氧化二釩按照一定的比例進(jìn)行混合，能夠有效地用作釩合金冶煉 中使用的三氧化二釩，從而能夠簡單且有效地利用所述還原尾氣制備三氧化二釩，降低用 于釩合金冶煉的三氧化二釩的生產(chǎn)成本，由此完成了本發(fā)明。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于釩合金冶煉的三氧化二釩的制備方法， 其中，該方法包括以下工序：
[0008] 1)將多釩酸銨與還原氣體接觸制備三氧化二釩的工序；
[0009] 2)將多釩酸銨與還原氣體接觸制備三氧化二釩的工序中產(chǎn)生的還原尾氣與吸收 液接觸，得到漿料的工序；
[0010] 3)將所述漿料固液分離，得到固體，并將該固體與步驟1)中制備的三氧化二釩混 合的工序；
[0011] 其中，所述固體與步驟1)中制備的三氧化二釩的混合物中，所述固體的含量為50 重量％以下。
[0012] 優(yōu)選地，所述固體與步驟1)中制備的三氧化二釩的混合物中，所述固體的含量為 25重量％以下。
[0013] 優(yōu)選地，將多釩酸銨與還原氣體接觸制備三氧化二釩的工序中產(chǎn)生的還原尾氣與 吸收液接觸的溫度為5_80°c。
[0014] 優(yōu)選地，所述吸收液為制備多釩酸銨中產(chǎn)生的廢水和/或制備偏釩酸銨中產(chǎn)生的 廢水。
[0015] 優(yōu)選地，該方法還包括將步驟3)中固液分離得到的液相用作步驟2)中的所述吸 收液。
[0016] 優(yōu)選地，所述方法還包括在將所述固體與步驟1)中制備的三氧化二釩混合之前， 將所述固體干燥、粉碎的工序。
[0017] 優(yōu)選地，所述還原尾氣含有含釩物質(zhì)粉塵、還原氣體、氨氣以及水汽。
[0018] 優(yōu)選地，所述還原氣體為煤氣、氫氣或天然氣。
[0019] 另外，本發(fā)明還提供一種用于釩合金冶煉的三氧化二釩，其中，所述用于釩合金冶 煉的三氧化二釩通過上述方法而制備。
[0020] 通過上述技術(shù)方案，能夠簡單且有效地利用所述還原尾氣，制備用于釩合金冶煉 的三氧化二釩，從而能夠顯著地降低制備用于釩合金冶煉的三氧化二釩的生產(chǎn)成本。進(jìn)而 能夠有效地利用廢水，減少了廢水的產(chǎn)生，在降低了制備成本的同時(shí)對環(huán)境友好。
[0021] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 以下對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0023] 本發(fā)明提供的用于釩合金冶煉的三氧化二釩的制備方法包括以下工序：
[0024] 1)將多釩酸銨與還原氣體接觸制備三氧化二釩的工序；
[0025] 2)將多釩酸銨與還原氣體接觸制備三氧化二釩的工序中產(chǎn)生的還原尾氣與吸收 液接觸，得到漿料的工序；
[0026] 3)將所述漿料固液分離，得到固體，并將該固體與步驟1)中制備的三氧化二釩混 合的工序；
[0027] 其中，所述固體與步驟1)中制備的三氧化二釩的混合物中，所述固體的含量為50 重量％以下。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，其主要改進(jìn)在于簡單且充分利用所述尾氣制備用于釩合金冶煉的三 氧化二釩，對于將多釩酸銨與還原氣體接觸制備三氧化二釩的工序沒有特別的要求，可以 按照本領(lǐng)域的公知方法來制備，例如，所述還原氣體可以為本領(lǐng)域常用于以多釩酸銨和還 原氣體作為原料制備三氧化二釩中所使用的還原氣體，作為這樣的還原氣體可以為煤氣、 氫氣或天然氣，優(yōu)選為煤氣；所述多釩酸銨可以為通過本領(lǐng)域所公知的酸性銨鹽沉釩方法 得到的多釩酸銨；所述多釩酸銨與還原氣體的接觸可以在本領(lǐng)域所公知的回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行； 所述多釩酸銨與還原氣體接觸的條件(例如用量、接觸的溫度、接觸時(shí)間等）可以按照本領(lǐng) 公知的條件進(jìn)行，在此不再累述。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，將多釩酸銨與還原氣體接觸制備三氧化二釩的工序中產(chǎn)生所述還原 尾氣，所述還原尾氣主要含有：含釩物質(zhì)粉塵、還原氣體、氨氣以及水汽等。所述含釩物質(zhì)粉 塵含有三氧化二釩、多釩酸銨等。由于在本發(fā)明中，通過吸收液能夠充分回收所述含釩物質(zhì) 粉塵，并能夠?qū)⑵溆糜谥苽溆糜谝睙掆C合金的三氧化二釩，因此，能夠簡單且充分地利用所 述還原尾氣，降低用于冶煉釩合金的三氧化二釩的生產(chǎn)成本。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟2)中對于所述吸收液的用量沒有特別的要求，只要能夠除去 所述還原尾氣中的含釩物質(zhì)粉塵等物質(zhì)即可，可以為本領(lǐng)域常規(guī)的用量。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，在步驟2)中，所述還原尾氣與吸收液接觸的溫度可以為 5-80°C ;更優(yōu)選為 20-40°C。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟2)中所述還原尾氣與吸收液接觸的方式可以為本領(lǐng)域所公知 的方式，例如可以將所述還原尾氣通入到所述吸收液中，通入的速度優(yōu)選使所述還原尾氣 中的含釩物質(zhì)粉塵不擴(kuò)散到液面以上即可。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明，所述吸收液可以為水、制備多釩酸銨中產(chǎn)生的廢水、制備偏釩酸銨中 產(chǎn)生的廢水中的一種或兩種以上。在本發(fā)明中，所述制備多釩酸銨中產(chǎn)生的廢水，為通過本 領(lǐng)域公知的酸性銨鹽沉釩的方法制備多釩酸銨過程中，在沉釩和多釩酸銨洗滌的步驟中產(chǎn) 生的廢水；所述制備偏釩酸銨中產(chǎn)生的廢水，為通過本領(lǐng)域公知的弱堿性銨鹽沉釩的方法 制備偏釩酸銨過程中，在沉釩和偏釩酸銨洗滌的步驟中產(chǎn)生的廢水。
[0034] 本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過深入的研究發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明中，即使使用制備多釩酸銨中產(chǎn) 生的廢水和/或制備偏釩酸銨中產(chǎn)生的廢水，按照本發(fā)明的方法制備的三氧化二釩也完全 能夠適用于釩合金的冶煉，從而能夠進(jìn)一步降低制備用于釩合金冶煉的三氧化二釩的生產(chǎn) 成本，減少廢水的處理成本，并且對環(huán)境友好。因此，本發(fā)明優(yōu)選使用上述廢水作為所述吸 收液。
[0035] 此外，本發(fā)明的發(fā)明人通過深入的研究還發(fā)現(xiàn)，將步驟3)中固液分離得到的液相 用作步驟2)中的所述吸收液使用時(shí)，按照本發(fā)明的方法制備的三氧化二釩也完全能夠適用 于釩合金的冶煉，從而能夠?qū)⒉襟E3)中固液分離得到的液相回用。因此，優(yōu)選本發(fā)明的方 法還包括將步驟3)中固液分離得到的液相用作步驟2)中的所述吸收液，從而更進(jìn)一步降 低制備用于釩合金冶煉的三氧化二釩的生產(chǎn)成本，減少廢水的處理成本。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟3)中通過將步驟2)得到的所述漿料固液分離，得到所述固 體。所述固液分離的方法沒有特別的限定，可以為本領(lǐng)域公知的方法，例如過濾、離心等。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明，為了能夠使固液分離得到的固體能夠充分與步驟1)中制備的三氧化 二釩進(jìn)行混合，優(yōu)選本發(fā)明的方法還包括在將所述固體與步驟1)中制備的三氧化二釩混合 之前，將所述固體干燥、粉碎的工序。雖然將所述固體干燥、粉碎的工序可以采用本領(lǐng)域常 用的方法進(jìn)行，但為了進(jìn)一步節(jié)省能源，優(yōu)選通過加熱多釩酸銨與還原氣體接觸制備三氧 化二釩的余熱進(jìn)行干燥。此外，所述粉碎可以采用粉碎機(jī)進(jìn)行，所述粉碎后的顆粒的尺寸可 以為5mm以下。
[0038] 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過在所述固體與步驟1)中制備的三氧化二釩的混合物 中，使所述固體的含量為50重量％以下，能夠得到適合于用于釩合金冶煉的三氧化二釩。為 了穩(wěn)定三氧化二釩質(zhì)量，優(yōu)選在所述固體與步驟1)中制備的三氧化二釩的混合物中，所述 固體的含量為25重量％以下，更優(yōu)選為5-25重量％。
[0039] 另外，本發(fā)明還提供一種用于釩合金冶煉的三氧化二釩，其中，所述用于釩合金冶 煉的三氧化二釩通過上述方法而制備。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)⒅苽涠噔C酸銨中產(chǎn)生的廢水、以及制備偏釩酸銨中產(chǎn)生的廢 水用于吸收三氧化二釩制備過程中產(chǎn)生的尾氣，并且能夠充分利用所述尾氣中所含有的含 釩物質(zhì)，利用三氧化二釩制備過程中產(chǎn)生余熱，因此能夠大幅度地降低制備用于釩合金冶 煉的三氧化二釩的生產(chǎn)成本，特別適合于在大規(guī)模工業(yè)中使用。
[0041] 以下將通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不僅限于下述實(shí)施例。
[0042] 以下實(shí)施例1-5和對比例1中，TV (全釩)、K2CHNa2O含量的測定方法為粉末壓片 X射線熒光光譜法，所使用的儀器為X射線熒光光譜儀(購于島津公司，型號為MXF-2400); S、C含量的測定通過紅外碳硫分析儀(購于上海德凱儀器有限公司，型號為HCS-140)進(jìn)行 測定。
[0043] 以下實(shí)施例6中，通過采用GB/T8704. 5-1994釩鐵化學(xué)分析方法電位滴定法測定 釩量；s、C含量的測定通過紅外碳硫分析儀(購于上海德凱儀器有限公司，型號為HCS-140) 進(jìn)行測定。
[0044] 實(shí)施例1
[0045] 在加熱的回轉(zhuǎn)窯內(nèi)通入煤氣將多釩酸銨脫氨還原得到三氧化二釩。其中，將產(chǎn)生 的尾氣通入到用于制備偏釩酸銨的20°C的生產(chǎn)廢水5m 3中，得到漿料；將漿料通過過濾得 到固體和水相，將固體通過加熱回轉(zhuǎn)窯的尾氣（280°C)進(jìn)行干燥，得到260Kg干燥后的固 體，將得到的固體與三氧化二釩以1:3的比例進(jìn)行混合，得到用于釩合金冶煉的三氧化二 釩 Al (TV63. 13 重量 ％，S0. 05 重量 ％，K2CHNa2OO. 9 重量 ％，CO. 03 重量 ％)。
[0046] 實(shí)施例2
[0047] 在加熱的回轉(zhuǎn)窯內(nèi)通入煤氣將多釩酸銨脫氨還原得到三氧化二釩。其中，將產(chǎn)生 的尾氣通入到用于洗滌多釩酸銨的35°C的生產(chǎn)廢水5m 3中，得到漿料；將漿料通過過濾得 到固體和水相，將固體通過加熱回轉(zhuǎn)窯的尾氣（280°C)進(jìn)行干燥，得到280Kg干燥后的固 體，將得到的固體與三氧化二釩以1 :9的比例進(jìn)行混合，得到用于釩合金冶煉的三氧化二 釩 A2 (TV64. 22 重量 ％，S0. 03 重量 ％，K2CHNa2OO. 6 重量 ％，CO. 01 重量 ％)。
[0048] 實(shí)施例3
[0049] 在加熱的回轉(zhuǎn)窯內(nèi)通入煤氣將多釩酸銨脫氨還原得到三氧化二釩。其中，將產(chǎn)生 的尾氣通入到用于制備多釩酸銨的35°C的生產(chǎn)廢水5m 3中，得到漿料；將漿料通過過濾得 到固體和水相，將固體通過加熱回轉(zhuǎn)窯的尾氣（280°C)進(jìn)行干燥，得到200Kg干燥后的固 體，將得到的固體與三氧化二釩以1 :19的比例進(jìn)行混合，得到用于釩合金冶煉的三氧化二 釩 A3 (TV64. 32 重量 ％，S0. 05 重量 ％，K2CHNa2OO. 7 重量 ％，CO. 01 重量 ％)。
[0050] 實(shí)施例4
[0051] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行，不同的是將用于制備偏釩酸銨的生產(chǎn)廢水替換為水， 得到用于釩合金冶煉的三氧化二釩A4 (TV63. 65重量％，S0. 05重量％，K2CHNa2OO. 5重量％， CO. 03 重量 ％)。
[0052] 實(shí)施例5
[0053] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行，不同的是將用于制備偏釩酸銨的生產(chǎn)廢水替換為按照 實(shí)施例2的方法得到的水相，得到用于釩合金冶煉的三氧化二釩A5(TV62. 81重量％，S0. 05 重量 ％，K2CHNa2OO. 9 重量 ％，CO. 03 重量 ％)。
[0054] 對比例1
[0055] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行，不同的是將固體與三氧化二釩的混合比例為3 :2,得到 用于釩合金冶煉的三氧化二釩D1(TV61. 58重量％，SO. 10重量％，K2CHNa2OL O重量％，CO. 02 重量％)。
[0056] 實(shí)施例6
[0057] 將實(shí)施例1-5制備的三氧化二釩A1-A5和對比例1制備的三氧化二釩Dl分別進(jìn) 行配料，分別在電冶煉爐內(nèi)，將實(shí)施例1-5制備的三氧化二釩A1-A5和對比例1制備的三氧 化二釩Dl被還原劑(還原劑為鋁）還原成金屬釩與金屬鐵共熔制備釩鐵合金（FeV80)，其得 到的釩鐵合金（FeV80)中的TV、S以及C含量如表1所示。
[0058] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種用于釩合金冶煉的三氧化二釩的制備方法，其特征在于，該方法包括以下工 序： 1) 將多釩酸銨與還原氣體接觸制備三氧化二釩的工序； 2) 將多釩酸銨與還原氣體接觸制備三氧化二釩的工序中產(chǎn)生的還原尾氣與吸收液接 觸，得到漿料的工序； 3) 將所述漿料固液分離，得到固體，并將該固體與步驟1)中制備的三氧化二釩混合的 工序； 其中，所述固體與步驟1)中制備的三氧化二釩的混合物中，所述固體的含量為50重 量％以下。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述固體與步驟1)中制備的三氧化二釩的混合 物中，所述固體的含量為25重量％以下。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將多釩酸銨與還原氣體接觸制備三氧化二釩的 工序中產(chǎn)生的還原尾氣與吸收液接觸的溫度為5-80°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述吸收液為制備多釩酸銨中產(chǎn) 生的廢水和/或制備偏釩酸銨中產(chǎn)生的廢水。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，該方法還包括將步驟3)中固液分離得到的 液相用作步驟2)中的所述吸收液。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，該方法還包括在將所述固體與步驟1)中制備的 三氧化二釩混合之前，將所述固體干燥、粉碎的工序。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述還原尾氣含有含釩物質(zhì)粉塵、還原氣體、氨 氣以及水汽。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的方法，其中，所述還原氣體為煤氣、氫氣或天然氣。
9. 一種用于釩合金冶煉的三氧化二釩，其特征在于，所述用于釩合金冶煉的三氧化二 釩通過權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的方法而制備。
【文檔編號】C01G31/02GK104445401SQ201310459598
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】劉學(xué)文, 鄧孝伯, 王永鋼, 黃錦寧, 吳封, 冉俊 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司