權(quán)利要求

1.含釩泥漿深度提釩的方法，其特征在于包括如下步驟： a.將含釩泥漿和碳酸鈉按100∶5.5-6.0的質(zhì)量比混勻，充分反應(yīng)后在790-810℃下焙燒2-3h，冷卻后粉碎，得到熟料； b.將步驟a得到的熟料和水按1∶0.8-2g/ml的固液比混合，煮沸后攪浸，固液分離得到水浸釩液和濾渣，將濾渣水洗后得到水洗渣； c.按步驟b中熟料量∶水＝100∶50-150g/ml、步驟b中熟料量∶硫酸＝100∶5-7g/ml、水洗渣中V含量∶還原劑＝1∶1.5-3.0mol的比例將步驟b得到的水洗渣與水、硫酸和還原劑混勻，在室溫下攪浸，固液分離得到酸浸釩液和殘?jiān)?/span> d.在攪拌狀態(tài)下，將步驟b得到的水浸釩液和步驟c得到的酸浸釩液混合得到混合液，向混合液中按混合液中V含量∶硫酸銨＝1∶1.2-1.8g的比例加入硫酸銨，并調(diào)節(jié)pH至1.8-2.2，然后按步驟c中還原劑量∶氧化劑＝1∶1.2-2.0mol的比例加入氧化劑，水浴升溫至沸騰后，按混合液中V含量∶多釩酸銨＝10∶1-4g的比例加入多釩酸銨并充分?jǐn)嚢?，固液分離得到清液和紅釩； e.將步驟d得到的紅釩洗滌后，升溫至熔化，冷卻后得到片狀五氧化二釩。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩泥漿深度提釩的方法，其特征在于：步驟a中，將含釩泥漿和碳酸鈉按100∶5.5-5.8的質(zhì)量比混勻。 

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩泥漿深度提釩的方法，其特征在于：步驟a中，使用灰分儀在800℃下焙燒2.5h，焙燒過程中翻料2-4次，使用振動粉碎機(jī)粉碎15-20s。 

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩泥漿深度提釩的方法，其特征在于：步驟b中，將步驟a得到的熟料和水按1∶0.8-1.2g/ml的固液比混合，攪浸時間為4-10min，水洗2次。 

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩泥漿深度提釩的方法，其特征在于：步驟c中，熟料∶水＝100∶60-100g/ml，熟料∶硫酸＝100∶6g/ml，水洗渣中V含量∶還原劑＝1∶2mol，攪浸時間為2.5-4.0h。 

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的含釩泥漿深度提釩的方法，其特征在于：所述還原劑為焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、草酸中至少一種。 

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩泥漿深度提釩的方法，其特征在于：步驟c中，將殘?jiān)昧蛩崛芤合?-4次后，作為建材原料使用。 

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩泥漿深度提釩的方法，其特征在于：步驟d中，混合液中V含量∶硫酸銨＝1∶1.3-1.5g，步驟c中還原劑量∶氧化劑＝1∶1.5mol，混合液中V含量∶多釩酸銨＝10∶2-3g，攪拌時間為50-90min。 

9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的含釩泥漿深度提釩的方法，其特征在于：所述氧化劑為氯酸鈉、次氯酸鈉、過硫酸銨中至少一種。 

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩泥漿深度提釩的方法，其特征在于：步驟d中，將清液經(jīng)廢水處理后循環(huán)使用。

說明書

含釩泥漿深度提釩的方法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于濕法冶金領(lǐng)域，具體涉及一種含釩泥漿深度提釩的方法。

背景技術(shù)

四氯化鈦精制因除釩工藝的不同，所得含釩產(chǎn)物主要有含釩尾渣和含釩泥漿兩種，其中含釩泥漿種含釩量(以V 2O 5計(jì))在8％-14％之間，具有很高的回收利用價值。

目前，關(guān)于釩泥漿提釩的現(xiàn)有技術(shù)的報道有以下幾種：

文獻(xiàn)《四氯化鈦精制車間氯化物泥漿提釩新工藝》(柳云龍，桂勁松.[C].攀枝花釩鈦論壇-2012鈦資源綜合利用新技術(shù)交流會論文集，2012，12-16)中，將釩泥漿加生石灰形成石灰餅→水洗濾掉大部分鈣、氯離子→沉渣氧化焙燒→用碳酸鈉溶液浸出→含釩浸出液以硫酸水解沉釩→脫水→粉狀V 2O 5，釩收率90％左右，粉狀V 2O 5產(chǎn)品的V 2O 5％＞90％；該工藝的釩收率和粉釩純度均較差。

2015年5月13日的CN104609472A公開了一種用四氯化鈦精制除釩泥漿生產(chǎn)五氧化二釩的方法，以鹽酸與含釩泥漿的質(zhì)量比為8:1或硫酸與含釩泥漿的質(zhì)量比為6:1在70℃下浸取，用堿調(diào)pH值至2.5～3.3，每噸釩需1.5～3.5噸氧化劑，兩次(鐵、鋁)氫氧化物沉淀分離；該方法中酸堿和氧化劑的消耗較大，成本較高，其制備過程容易導(dǎo)致釩損，致使釩浸出回收率僅為91.3％-92.6％，回收率較低。

因此，研究一種新的回收利用四氯化鈦精制除釩泥漿的工藝很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)回收含釩泥漿回收率較低的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：含釩泥漿深度提釩的方法，包括如下步驟：

a.將含釩泥漿和碳酸鈉按100∶5.5-6.0的質(zhì)量比混勻，充分反應(yīng)后在790-810℃下焙燒2-3h，冷卻后粉碎，得到熟料；

b.將步驟a得到的熟料和水按1∶0.8-2g/ml的固液比混合，煮沸后攪浸，固液分離得到水浸釩液和濾渣，將濾渣水洗后得到水洗渣；

c.按步驟b中熟料量∶水＝100∶50-150g/ml、步驟b中熟料量∶硫酸＝100∶5-7g/ml、水洗渣中V含量∶還原劑＝1∶1.5-3.0mol的比例將步驟b得到的水洗渣與水、硫酸和還原劑混勻，在室溫下攪浸，固液分離得到酸浸釩液和殘?jiān)?/span>

d.在攪拌狀態(tài)下，將步驟b得到的水浸釩液和步驟c得到的酸浸釩液混合得到混合液，向混合液中按混合液中V含量∶硫酸銨＝1∶1.2-1.8g的比例加入硫酸銨，并調(diào)節(jié)pH至1.8-2.2，然后按步驟c中還原劑量∶氧化劑＝1∶1.2-2.0mol的比例加入氧化劑，水浴升溫至沸騰后，按混合液中V含量∶多釩酸銨＝10∶1-4g的比例加入多釩酸銨并充分?jǐn)嚢?，固液分離得到清液和紅釩；

e.將步驟d得到的紅釩洗滌后，升溫至熔化，冷卻后得到片狀五氧化二釩。

上述步驟a中，將含釩泥漿和碳酸鈉按100∶5.5-5.8的質(zhì)量比混勻，放置≥2h。

上述步驟a中，使用灰分儀在800℃下焙燒2.5h，焙燒過程中翻料2-4次，使用振動粉碎機(jī)粉碎15-20s。

進(jìn)一步的是，上述灰分儀為帶有煙囪的馬弗爐。

進(jìn)一步的是，上述焙燒過程中翻料3次，使用振動粉碎機(jī)粉碎15-18s。

上述步驟b中，將步驟a得到的熟料和水按1∶0.8-1.2g/ml的固液比混合，攪浸時間為4-10min，水洗2次。

進(jìn)一步的是，將步驟a得到的熟料和水按1∶1g/ml的固液比混合，攪浸時間為5min。

上述步驟c中，熟料∶水＝100∶60-100g/ml，熟料∶硫酸＝100∶6g/ml，水洗渣中V含量∶還原劑＝1∶2mol，攪浸時間為2.5-4.0h。

進(jìn)一步的是，熟料∶水＝100∶80g/ml，攪浸時間為3h。

上述還原劑為焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、草酸中至少一種。

進(jìn)一步的是，還原劑為焦亞硫酸鈉。

上述步驟c中，將殘?jiān)昧蛩崛芤合?-4次后，作為建材原料使用。

上述步驟d中，混合液中V含量∶硫酸銨＝1∶1.3-1.5g，步驟c中還原劑量∶氧化劑＝1∶1.5mol，混合液中V含量∶多釩酸銨＝10∶2-3g，攪拌時間為50-90min。

進(jìn)一步的是，攪拌時間為60min。

上述所述氧化劑為氯酸鈉、次氯酸鈉、過硫酸銨中至少一種。

進(jìn)一步的是，氧化劑為氯酸鈉。

上述步驟d中，將清液經(jīng)廢水處理后循環(huán)使用。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的含釩泥漿深度提釩的方法，利用含釩泥漿中高含量雜質(zhì)成分較少的特點(diǎn)，通過焙燒-鈉化并除去碳、氯后，使鈦、鋁生成水浸和酸浸難溶的氧化物并進(jìn)入釩浸出液，省略了沉釩前對釩液除雜程序，簡化了提釩工序，提高了效率；通過灰分儀焙燒，利用煙囪對空氣的自然抽力功能，加大了空氣進(jìn)入爐內(nèi)流量，加快了焙燒氧化速度；通過在酸浸水浸渣時，加入還原劑助浸，提高了釩的浸出率。

本發(fā)明分步浸取水浸釩液和酸浸釩液，通過將水浸釩液與酸浸釩液混合，利用酸浸釩液中的酸使混合液的酸度滿足沉釩pH≈2.0的條件，進(jìn)一步降低了沉釩用酸量；同時，本發(fā)明在酸性冷釩溶液中加入氧化劑，在釩液升溫至沸沉釩前，將釩液中少量V 4+氧化成V 5 +，省略了單獨(dú)對酸浸釩液中V 4+氧化成V 5+程序，簡化了工序；本發(fā)明的含釩泥漿深度提釩的方法全流程僅有沉釩分離的上層液及洗液廢液，耗水量少、廢水處理量小，產(chǎn)生的廢渣和廢液經(jīng)過處理后都可以回收循環(huán)利用，降低了提釩成本；本發(fā)明的方法操作簡便、成本低、釩收率高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的技術(shù)方案，具體可以按照以下方式實(shí)施。

含釩泥漿深度提釩的方法，包括如下步驟：

a.將含釩泥漿和碳酸鈉按100∶5.5-6.0的質(zhì)量比混勻，充分反應(yīng)后在790-810℃下焙燒2-3h，冷卻后粉碎，得到熟料；

b.將步驟a得到的熟料和水按1∶0.8-2g/ml的固液比混合，煮沸后攪浸，固液分離得到水浸釩液和濾渣，將濾渣水洗后得到水洗渣；

c.按步驟b中熟料量∶水＝100∶50-150g/ml、步驟b中熟料量∶硫酸＝100∶5-7g/ml、水洗渣中V含量∶還原劑＝1∶1.5-3.0mol的比例將步驟b得到的水洗渣與水、硫酸和還原劑混勻，在室溫下攪浸，固液分離得到酸浸釩液和殘?jiān)?/span>

d.在攪拌狀態(tài)下，將步驟b得到的水浸釩液和步驟c得到的酸浸釩液混合得到混合液，向混合液中按混合液中V含量∶硫酸銨＝1∶1.2-1.8g的比例加入硫酸銨，并調(diào)節(jié)pH至1.8-2.2，然后按步驟c中還原劑量∶氧化劑＝1∶1.2-2.0mol的比例加入氧化劑，水浴升溫至沸騰后，按混合液中V含量∶多釩酸銨＝10∶1-4g的比例加入多釩酸銨并充分?jǐn)嚢?，固液分離得到清液和紅釩；

e.將步驟d得到的紅釩洗滌后，升溫至熔化，冷卻后得到片狀五氧化二釩。

本發(fā)明通過焙燒-鈉化除去碳、氯，為了保證反應(yīng)完全，因此優(yōu)選的是，上述步驟a中，將含釩泥漿和碳酸鈉按100∶5.5-5.8的質(zhì)量比混勻，放置≥2h；為了加快焙燒氧化速度，因此優(yōu)選的是，上述步驟a中，使用灰分儀在800℃下焙燒2.5h，焙燒過程中翻料2-4次，使用振動粉碎機(jī)粉碎15-20s，更優(yōu)選的是，上述灰分儀為帶有煙囪的馬弗爐，上述焙燒過程中翻料3次，使用振動粉碎機(jī)粉碎15-18s。

為了保證浸出完全，因此優(yōu)選的是，上述步驟b中，將步驟a得到的熟料和水按1∶0.8-1.2g/ml的固液比混合，攪浸時間為4-10min，水洗2次，更優(yōu)選的是，將步驟a得到的熟料和水按1∶1g/ml的固液比混合，攪浸時間為5min；優(yōu)選的是，上述步驟c中，熟料∶水＝100∶60-100g/ml，熟料∶硫酸＝100∶6g/ml，水洗渣中V含量∶還原劑＝1∶2mol，攪浸時間為2.5-4.0h，更優(yōu)選的是，熟料∶水＝100∶80g/ml，攪浸時間為3h。

優(yōu)選的，上述還原劑為焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、草酸中至少一種；更優(yōu)選的是，還原劑為焦亞硫酸鈉。

上述步驟c中，將殘?jiān)昧蛩崛芤合?-4次后，作為建材原料使用。

為了進(jìn)一步保證實(shí)驗(yàn)效果，因此優(yōu)選的是，上述步驟d中，混合液中V含量∶硫酸銨＝1∶1.3-1.5g，步驟c中還原劑量∶氧化劑＝1∶1.5mol，混合液中V含量∶多釩酸銨＝10∶2-3g，攪拌時間為50-90min，更優(yōu)選的是，攪拌時間為60min。

優(yōu)選的，上述所述氧化劑為氯酸鈉、次氯酸鈉、過硫酸銨中至少一種；更優(yōu)選的是，氧化劑為氯酸鈉。

上述步驟d中，將清液經(jīng)廢水處理后循環(huán)使用。

下面通過實(shí)際的例子對本發(fā)明的技術(shù)方案和效果做進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例

本發(fā)明提供4組采用本發(fā)明方法的實(shí)施例，具體工藝流程如圖1所示。

實(shí)施例1

a.將含釩泥漿275g和碳酸鈉15g混勻，放置3h，充分反應(yīng)后放入灰分儀，在800℃下焙燒2.5h，中間翻料3次，取出灰分儀后冷卻，得到熟料109.18g，用振動粉碎機(jī)粉碎15s；

b.將步驟a得到的熟料和水100ml盛于燒杯中混合，煮沸后手工攪拌浸取5min，固液分離得到水浸釩液和濾渣，將濾渣水洗2次后得到水洗渣；

c.按水洗渣盛于燒杯中，加水80ml、硫酸6ml、焦亞硫酸鈉1.3g混勻，在室溫下攪浸3h，固液分離得到酸浸釩液和殘?jiān)?，用pH＝2.5硫酸溶液洗殘?jiān)?次，將殘?jiān)祷赜糜诮ú脑希?/span>

d.在攪拌狀態(tài)下，將水浸釩液和酸浸釩液混合得到混合液，向混合液中加硫酸銨16g，用近1ml濃硫酸調(diào)pH≈2.0，然后加氯酸鈉0.75g，放入水浴升溫至沸騰后，加3g多釩酸銨，繼續(xù)攪拌(約180r/min)50min，過濾得到清液和紅釩，清液經(jīng)廢水處理后返回生產(chǎn)線循環(huán)使用；

e.將步驟d得到的紅釩用硫酸銨溶液(10g/L)洗紅釩3次后，升溫至熔化，取出倒出冷卻后得到片狀五氧化二釩。

檢驗(yàn)：

1、另取同批預(yù)先混勻的釩泥漿，經(jīng)600℃燒1.5h，釩泥漿燒得率39.70％，粉碎15s制備為化驗(yàn)樣，V％＝11.18％；折算275g釩泥漿含V＝12.21g。

2、酸浸殘?jiān)黇％＝0.072％。

3、水浸和酸浸混合液中V＝11.69g，沉釩清液中V＝0.057g，釩收率為95.27％。

4、片狀V 2O 5的V 2O 5％＝98.78％。

實(shí)施例2

a.將含釩泥漿280g和碳酸鈉16g混勻，放置3h，充分反應(yīng)后放入灰分儀，在800℃下焙燒2.5h，中間翻料2次，取出灰分儀后冷卻，得到熟料109.84g，用振動粉碎機(jī)粉碎15s；

b.將步驟a得到的熟料和水100ml盛于燒杯中混合，煮沸后手工攪拌浸取5min，固液分離得到水浸釩液和濾渣，將濾渣水洗2次后得到水洗渣；

c.按水洗渣盛于燒杯中，加水80ml、硫酸6ml、亞硫酸鈉1.7g混勻，在室溫下攪浸3h，固液分離得到酸浸釩液和殘?jiān)?，用pH＝2.5硫酸溶液洗殘?jiān)?次，將殘?jiān)祷赜糜诮ú脑希?/span>

d.在攪拌狀態(tài)下，將水浸釩液和酸浸釩液混合得到混合液，向混合液中加硫酸銨16g，用近1ml濃硫酸調(diào)pH≈2.0，然后加氯酸鈉0.70g，放入水浴升溫至沸騰后，加4g多釩酸銨，繼續(xù)攪拌(約180r/min)50min，過濾得到清液和紅釩，清液經(jīng)廢水處理后返回生產(chǎn)線循環(huán)使用；

e.將步驟d得到的紅釩用硫酸銨溶液(10g/L)洗紅釩3次后，升溫至熔化，取出倒出冷卻后得到片狀五氧化二釩。

檢驗(yàn)：

1、另取同批預(yù)先混勻的釩泥漿，經(jīng)600℃燒1.5h，釩泥漿燒得率39.23％，粉碎15s制備為化驗(yàn)樣，V％＝9.86％；折算280g釩泥漿含V＝10.83g。

2、酸浸殘?jiān)黇％＝0.067％。

3、水浸和酸浸混合液中V＝10.38g，沉釩清液中V＝0.048g，釩收率為95.40％。

4、片狀V 2O 5的V 2O 5％＝99.18％。

實(shí)施例3

a.將含釩泥漿270g和碳酸鈉15g混勻，放置3h，充分反應(yīng)后放入灰分儀，在800℃下焙燒2.5h，中間翻料2次，取出灰分儀后冷卻，得到熟料104.81g，用振動粉碎機(jī)粉碎15s；

b.將步驟a得到的熟料和水100ml盛于燒杯中混合，煮沸后手工攪拌浸取5min，固液分離得到水浸釩液和濾渣，將濾渣水洗2次后得到水洗渣；

c.按水洗渣盛于燒杯中，加水80ml、硫酸6ml、焦亞硫酸鈉1.3g混勻，在室溫下攪浸3h，固液分離得到酸浸釩液和殘?jiān)胮H＝2.5硫酸溶液洗殘?jiān)?次，將殘?jiān)祷赜糜诮ú脑希?/span>

d.在攪拌狀態(tài)下，將水浸釩液和酸浸釩液混合得到混合液，向混合液中加硫酸銨16g，用近1ml濃硫酸調(diào)pH≈2.0，然后加過硫酸銨3.5g，放入水浴升溫至沸騰后，加3g多釩酸銨，繼續(xù)攪拌(約180r/min)50min，過濾得到清液和紅釩，清液經(jīng)廢水處理后返回生產(chǎn)線循環(huán)使用；

e.將步驟d得到的紅釩用硫酸銨溶液(10g/L)洗紅釩3次后，升溫至熔化，取出倒出冷卻后得到片狀五氧化二釩。

檢驗(yàn)：

1、另取同批預(yù)先混勻的釩泥漿，經(jīng)600℃燒1.5h，釩泥漿燒得率38.82％，粉碎15s制備為化驗(yàn)樣，V％＝10.87％；折算270g釩泥漿含V＝11.39g。

2、酸浸殘?jiān)黇％＝0.070％。

3、水浸和酸浸混合液中V＝10.90g，沉釩清液中V＝0.043g，釩收率為95.32％。

4、片狀V 2O 5的V 2O 5％＝99.94％。

實(shí)施例4：

a.將含釩泥漿259g和碳酸鈉15g混勻，放置3h，充分反應(yīng)后放入灰分儀，在800℃下焙燒2.5h，中間翻料2次，取出灰分儀后冷卻，得到熟料104.17g，用振動粉碎機(jī)粉碎15s；

b.將步驟a得到的熟料和水100ml盛于燒杯中混合，煮沸后手工攪拌浸取5min，固液分離得到水浸釩液和濾渣，將濾渣水洗2次后得到水洗渣；

c.按水洗渣盛于燒杯中，加水80ml、硫酸6ml、草酸1.4g混勻，在室溫下攪浸3h，固液分離得到酸浸釩液和殘?jiān)?，用pH＝2.5硫酸溶液洗殘?jiān)?次，將殘?jiān)祷赜糜诮ú脑希?/span>

d.在攪拌狀態(tài)下，將水浸釩液和酸浸釩液混合得到混合液，向混合液中加硫酸銨18g，用近1ml濃硫酸調(diào)pH≈2.0，然后加次氯酸鈉1.8g，放入水浴升溫至沸騰后，加2g多釩酸銨，繼續(xù)攪拌(約180r/min)50min，過濾得到清液和紅釩，清液經(jīng)廢水處理后返回生產(chǎn)線循環(huán)使用；

e.將步驟d得到的紅釩用硫酸銨溶液(10g/L)洗紅釩3次后，升溫至熔化，取出倒出冷卻后得到片狀五氧化二釩。

檢驗(yàn)：

1、另取同批預(yù)先混勻的釩泥漿，經(jīng)600℃燒1.5h，釩泥漿燒得率40.22％，粉碎15s制備為化驗(yàn)樣，V％＝12.27％；折算259g釩泥漿含V＝12.78g。

2、酸浸殘?jiān)黇％＝0.087％。

3、水浸和酸浸混合液中V＝12.15g，沉釩清液中V＝0.053g，釩收率為94.65％。

4、片狀V 2O 5的V 2O 5％＝98.84％。

由實(shí)施例1-4可知，本發(fā)明方法的實(shí)施例中殘?jiān)黇％為0.067-0.087％，釩收率為94.65-95.40％、片狀V 2O 5中V 2O 5％為98.78-99.18％；采用本發(fā)明的方法提釩，釩總浸出率和釩收率較高，片狀V 2O 5的V 2O 5％符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

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