專利名稱：從高鈣、高鐵鋼渣中提釩的選冶聯(lián)合工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提取釩的冶金方法，特別是從廢棄的鋼渣中用選冶聯(lián)合工 藝提釩方法。
背景技術(shù)：
含釩鋼渣產(chǎn)生于含釩鐵水的煉鋼過程，其特點是氧化鈣、鐵含量高，釩含 量低。再加上含釩鋼渣中釩賦存形態(tài)復(fù)雜，釩全部彌散分布于多種礦物相中， 難以直接選、冶分離，因而高鈣高鐵含釩鋼渣提釩異常困難。
我國鋼渣每年總排量達數(shù)百萬噸，由于含釩鋼渣來源廣、總量大，如將其 中的釩經(jīng)濟、合理的提取利用，不僅對資源高效利用意義重大，而且可帶來顯 著的經(jīng)濟、環(huán)境與社會效益。
鋼渣中鉤的大量存在對焙燒轉(zhuǎn)化率影響極大，因為鉤在焙燒過程中易與
V205生成不溶于水的釩酸鈣(CaOV205 )或含鈣的釩青銅。研究表明CaO的 質(zhì)量分數(shù)每增加1%，就會帶來4.7%~9.0%￥205的損失。而鋼渣中鐵含量高， 不僅影響焙燒過程(金屬鐵在焙燒過程中氧化放熱，會使物料粘結(jié))，不利于 釩的氧化，而且鐵的大量存在使得它易隨釩進入浸出液，給后續(xù)萃取、反萃沉 釩帶來嚴重的不利影響。因此，脫鈣、除鐵成了含釩鋼渣高效提釩的關(guān)鍵點和 難點。
傳統(tǒng)的鈉鹽焙燒-水浸提釩工藝，釩的浸出率低，只有45%-75%。近年來 研究出的鈣化焙燒-碳酸化浸出工藝雖解決了氧化鈣的危害，但無論是鈉化焙 燒或鈣化焙燒，不僅嚴重污染環(huán)境，難以通過環(huán)保驗收，而且后續(xù)水浸或碳酸 化浸出也都存在回收率很低的問題。釆用高濃度硫酸溶液，雖可以提高釩的浸 出率，但浸出過程物料中的其它組分也被溶解，所得到的浸出液雜質(zhì)較多、濃 度較高，尤其是大量鐵離子的進入，不僅嚴重的干擾了后續(xù)萃取、反萃沉釩過
程，而且影響了 V20s的質(zhì)量。
浸出液中鐵離子的凈化主要有常規(guī)水解沉鐵法和溶劑萃取或離子交換法將 釩與鐵離子分離。而水溶液中三價Fe最顯著的特點是其強烈的水解傾向以及形 成配合物的能力，因此，水解沉鐵的同時，釩的損失較大。可見，常規(guī)法使用 碳酸鈉或氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液pH值使F^+、 F^+等陽離子生成氫氧化物沉淀而除 雜凈化的思路局限性太大，而且溶液調(diào)節(jié)至中性、堿性時，需要消耗大量的堿 性物質(zhì)，除雜后溶液必須濃縮，故其生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)過程難以控制。
現(xiàn)行的固廢提釩工藝雖多，但普遍存在成本高、污染大、回收率低和不能
大宗量處理的缺點，推廣應(yīng)用受到限制，而且對高鈣、高鐵鋼渣適用性較小。 所以，尋找短流程、大規(guī)模、低成本、低污染的普適性新工藝用于高鈣、高鐵 含釩鋼渣提釩與殘渣的綜合回收利用，是含釩固廢提釩新技術(shù)未來的發(fā)展重要 方向之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種從高鈣、高鐵鋼渣中提釩的選冶聯(lián) 合工藝，其工藝短流程、規(guī)模大、低成本、污染小，回收率高。
解決本發(fā)明的技術(shù)問題所釆用的方案有以下步驟
(1) 粉碎高^高鐵鋼渣，釆用重選方式脫去輕質(zhì)鈣和其它部分有害雜質(zhì)；
(2) 對選別精礦用95~98%的濃硫酸直接浸出，再固液分離；
(3) 對浸出液進行氧化和酸度的調(diào)節(jié)，使pH為1.4-2.5,氧化還原電位為 國900mv ~ -300mv;
(4) 釆用3級以上萃取，萃取相比0/A為1/8-1/1 ，卸載水相；
(5) 對負載有機洗滌，脫除鐵，有效實現(xiàn)鐵-釩分離，洗滌劑為硫酸鹽；
(6) 用0.25M 1.5M堿性溶液作反萃劑進行反萃，相比0/A為1/1-8/1,對 含釩溶液沉釩。
本發(fā)明還釆用了以下技術(shù)方案
(l)粉碎含釩鋼渣時，磨礦細度達到55%-200目以上；(2)每噸選別精礦硫酸 的酸耗為1.0t/t礦-2.0t/t礦;液固比控制在1.5 8: 1，浸出時間0.5h 5h; (3) 進行氧化和酸度的調(diào)節(jié)時，氧化劑采用雙氧水、氯酸鈉、錳礦物的任一種，酸 度調(diào)節(jié)釆用氨水、氫氧化鈉、碳酸鈉、石灰的任一種；(4)萃取時，主萃劑釆用 胺類、協(xié)萃劑釆用磷酸(一、二、三)丁酯或8~12碳鏈醇類、稀釋劑釆用磺 化煤油溶液或烷烴；(5)對負載有機洗滌，脫除鐵，有效實現(xiàn)鐵-釩分離，洗滌 劑為硫酸鹽；(6)反萃時釆用1級以上反萃，反萃劑為碳酸鈉、氫氧化鈉、氨水
的任一種或復(fù)合溶液，有機相返回萃取工序循環(huán)使用。再對反萃液進行酸性銨 鹽沉釩
當鋼渣的酸浸出液中V濃度〉2。/。時，雙氧水用量為浸出液體積的1%~6%; 萃萃取在適宜的攪拌條件或振蕩條件下進行，兩相接觸時間控制在3min內(nèi)；有 機相的組成為主萃劑的體積比為5%~35°/。，協(xié)萃劑為2.5%~20%,余量為稀 釋劑；對選別精礦浸出時還加入了其質(zhì)量1%~2%的助浸劑；反萃后用酸性銨 鹽沉釩。
本發(fā)明的有益效果是可以在鋼渣中鈣和鐵含量高、釩品位較低的情況下， 通過選礦脫除輕質(zhì)鈣和部分有害雜質(zhì)避免了高鈣對浸出率的不利影響，較好解 決了高鈣的危害，大幅度提高了釩的浸出率，比未經(jīng)重選條件下原料直接酸浸
浸出率提高幅度為8%~9%。；而選別精礦不經(jīng)焙燒、直接酸浸，又消除了常規(guī) 焙燒提釩工藝對環(huán)境的污染，大幅度降低了生產(chǎn)成本。
酸浸液提釩時，通過萃取體系的優(yōu)化與選擇以及萃取工藝條件的控制，取 得了較好的萃取指標，釩的萃取率達到98.5%以上，并在一定程度上抑制了鐵 的萃取。洗滌作業(yè)的設(shè)置及洗滌劑及其組成與濃度的優(yōu)化和選擇，較好地實現(xiàn) 了鐵與釩的選擇性分離，達到了除鐵的目的，避免了高鐵對反萃沉釩及純釩產(chǎn) 品質(zhì)量的影響。


圖l為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式
實施例1
首先，對四川川威集團顆粒鋼渣進行粉碎，設(shè)備釆用濕式球磨機，粉碎產(chǎn) 品磨礦細度為65%以上達到-200目；
磨礦產(chǎn)品進行重選，設(shè)備釆用云錫式搖床，釩大部分進入了重選精礦，釩 的回收率可達80%以上，而輕質(zhì)鉤和部分其它有害雜質(zhì)則進入了尾礦，可作拋 棄處理，因而消除了鈣對浸出率的不利影響。重選精礦浸出率遠大于同樣條件 下原料直接酸浸時的浸出率，浸出率提高幅度為8%~9%。
浸出時95~98%的濃硫酸耗量為1.3t/(t礦)、液固比4: 1、浸出時間1.5h， 助浸劑用量為礦量的1%，浸出率達94%以上。
浸出液釆用工業(yè)雙氧水作氧化劑進行氧化，其用量為浸出液體積的1.5%, 然后，使用氨水調(diào)節(jié)萃取母液酸度至pH^.60土0.05、 Eh(氧化還原電位)大約 為-710mv;
萃取時，有機相與水相體積比0/A=l:3，萃取時兩相接觸時間應(yīng)控制在3min 內(nèi)，萃取有機相體系為10。/。N235+5。/。TBP+85。/()磺化煤油溶液，通過6級逆流萃 取，萃取率達到了 98.50%。
萃取后，對負載有機相進行洗滌，洗滌劑為03M硫酸鈉溶液，0/A=3:l, 鐵的洗滌率達98%以上，而釩僅極少量進入洗滌液，在Fe/V(濃度比)>20的情 況下，較好地實現(xiàn)了鐵與釩的分離，避免了溶液中高含量鐵對反萃及沉釩的不 利影響，從而達到高效除鐵的目的。
反萃劑釆用0.5MNa2C03溶液反萃劑，0/A=3:l，反萃率99%以上。然后 進行酸性銨鹽沉釩處理。
實施例2
研究對象某含釩鋼渣氧化程度較深，不需進行焙燒即可。
選礦預(yù)處理采用兩種方式
(1) 粉碎采用濕式球磨機，粉碎產(chǎn)品磨礦細度為70%-200目；磨礦礦漿進行 重選，設(shè)備釆用云錫式搖床，重選精礦回收了 80%的釩，并脫出了大部分輕質(zhì) 鈣和部分其它有害雜質(zhì)，為后續(xù)浸出工藝提供了較為合格的原料。
(2) 粉碎釆用干式球磨機，粉碎產(chǎn)品磨礦細度為70%-200目；粉碎后直接 酸浸，但浸出率比經(jīng)過重選處理后同條件下酸浸浸出率低4% ~ 9%。
浸出時95~98%的濃硫酸耗量為1.3t/t礦-1.8t/t礦、液固比3.5: 1、浸出時 間1.5h 4h，助浸劑用量為礦量的1%~2%，浸出率達93%以上。
浸出液釆用工業(yè)雙氧水作氧化劑進行氧化，其用量為浸出液體積的2.0%~ 2.5%，然后，使用氨水調(diào)節(jié)萃取母液酸度至pH^.50 1.60， Eh(氧化還原電位) 大約為-800mv;
萃取時，有機相與水相體積比0/A=l:3，萃取時兩相接觸時間為3min。萃 取時有機相體系為6。/。N235+3。/()TBP+9P/()磺化煤油溶液，通過6級逆流萃取， 萃取率達到了 98%以上。
萃取后，對負載有機相進行洗滌，洗滌劑為0.3M~0.5M硫酸鈉溶液， 0/A=2:l~3:l,鐵的洗滌率達98%以上，而釩僅極少量進入洗滌液，在Fe/V>20 的情況下，較好地實現(xiàn)了鐵與釩的分離，避免了溶液中高含量鐵對反萃及沉釩 的不利影響，從而達到高效除鐵的目的。
反萃劑釆用0.5,320)3+0.25,&(:1溶液反萃劑，0/A=3:l，反萃率99% 以上。然后進行酸性銨鹽沉釩處理。
實施例3
某含釩鋼渣氧化程度較深,但鐵、鈣含量較高，氧化鈣含量高達42%。粉碎 釆用濕式球磨機，粉碎產(chǎn)品磨礦細度為55%-200目；
磨礦礦漿進行重選，為節(jié)省設(shè)備占地，設(shè)備釆用螺旋溜槽，重選精礦回收 了 82%的釩，并脫出了大部分輕質(zhì)鈣和部分其它有害雜質(zhì)，為后續(xù)浸出工藝提 供了較為合格的原料。
浸出時95~98%的濃硫酸耗量為1.5t/t礦原料、液固比3.5: 1、浸出時間2.5h, 不加助浸劑，浸出率達93%以上。
浸出液釆用工業(yè)雙氧水作氧化劑進行氧化，其用量為浸出液體積的2.5%,然 后，使用氨水調(diào)節(jié)萃取母液酸度至pH4.50; Eh(氧化還原電位)大約為-400mv;
萃取時，有機相與水相體積比0/A=l:4，萃取時兩相接觸時間為3min，萃 取有機相體系為20。/。N235+10。/。TBP+70。/。磺化煤油溶液，通過5級逆流萃取， 萃取率達到了 98%以上。
萃取后，對負載有機相進行洗滌，洗滌劑為0.3M硫酸鈉溶液，0/A=2:l, 鐵的洗滌率達98%以上，而釩僅極少量進入洗滌液，在FeA^20的情況下，較
好地實現(xiàn)了鐵與釩的分離，避免了溶液中高含量鐵對反萃及沉釩的不利影響， 從而達到高效除鐵的目的。
反萃劑采用0.5MNaCl+0.5MNaOH溶液反萃劑，O/A-3:l,反萃率99%以上。 然后進行酸性銨鹽的沉釩處理。
本提釩新工藝綜合了選礦和濕法冶金的優(yōu)點，實現(xiàn)了跨學(xué)科的完美結(jié)合， 較好地解決了高鈣、高鐵鋼渣提釩的技術(shù)與經(jīng)濟難題，而且該工藝具有環(huán)境友 好、短流程、低成本、無污染、普適性的特點。該新工藝的發(fā)明，對我國含釩 資源的高效利用意義重大，而且可以帶來顯著的經(jīng)濟、環(huán)境與社會效益。
權(quán)利要求
1、一種從高鈣、高鐵鋼渣中提釩的選冶聯(lián)合工藝，其特征是工藝步驟如下(1)粉碎高鈣高鐵鋼渣，采用重選方式脫去輕質(zhì)鈣和其它部分有害雜質(zhì)；(2)對選別精礦用95～98％的濃硫酸直接浸出，再固液分離；(3)對浸出液進行氧化和酸度的調(diào)節(jié)，使pH為1.4～2.5，氧化還原電位為-900mv～-300mv；(4)采用3級以上萃取，萃取相比O/A為1/8～1/1，卸載水相；(5)對負載有機相洗滌，脫除鐵，洗滌劑為硫酸鹽；(6)用0.25M～1.5M堿性溶液作反萃劑進行反萃，相比O/A為1/1～8/1，對含釩溶液沉釩。
2、 按權(quán)利要求1所述的從高鈣、高鐵鋼渣中提釩的選冶聯(lián)合工藝，其特征 是(l)粉碎含釩鋼渣時，磨礦細度達到55%-200目以上；(2)每噸選別精礦硫酸 的酸耗為1.0 t/t礦 2.0t/t礦；液固比控制在1.5~8: 1,浸出時間0.5h 5h; (3)進行氧化和酸度預(yù)處理調(diào)節(jié)時，氧化劑采用雙氧水、氯酸鈉、錳礦物的任一 種，酸度調(diào)節(jié)釆用氨水、氫氧化鈉、碳酸鈉、石灰的任一種；(4)萃取時，主萃 劑采用胺類、協(xié)萃劑采用磷酸丁酯或8 12碳鏈醇類、稀釋劑釆用磺化煤油溶液或烷烴；(5)對負載有機相洗滌時洗滌劑為硫酸鹽；(6)反萃所用的反萃劑為碳酸鈉、氫氧化鈉、氨水的任一種或復(fù)合溶液，有機相返回萃取工序循環(huán)使用。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的從高鈣、高鐵鋼渣中提釩的選冶聯(lián)合工藝， 其特征是當鋼渣的酸浸出液中V濃度>2%時，雙氧水用量為浸出液體積的 1%~6%;萃取在攪拌條件或振蕩條件下進行，兩相接觸時間控制在3min內(nèi)； 有機相的組成為主萃劑的體積比為5%~35%,協(xié)萃劑為2.5%~20%，余量 為稀釋劑。對選別精礦浸出時還加入了其質(zhì)量1%~2%的助浸劑；反萃后用酸 性銨鹽沉釩。
全文摘要
從高鈣、高鐵鋼渣中提釩的選冶聯(lián)合工藝。本發(fā)明涉及一種提取釩的冶金方法，特別是從廢棄的鋼渣中用選冶聯(lián)合工藝提釩方法。本工藝的步驟如下(1)粉碎高鈣高鐵鋼渣，采用重選方式脫去輕質(zhì)鈣和其它部分有害雜質(zhì)；(2)對選別精礦用95～98％的濃硫酸直接浸出，再固液分離；(3)對浸出液進行氧化和酸度的調(diào)節(jié)，使pH為1.4～2.5，氧化還原電位為-900mv～-300mv；(4)采用3級以上萃取，萃取相比O/A為1/8～1/1，卸載水相；(5)對負載有機洗滌，脫除鐵，有效實現(xiàn)鐵-釩分離，洗滌劑為硫酸鹽；(6)用0.25M～1.5M堿性溶液作反萃劑進行反萃，相比O/A為1/1～8/1，再對反萃液進行酸性銨鹽沉釩。本發(fā)明工藝簡單，可有效對高鈣、高鐵鋼渣提釩，成本低、污染小、回收率高。
文檔編號C22B34/22GK101182600SQ20071006597
公開日2008年5月21日 申請日期2007年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月19日
發(fā)明者葉國華, 雄 童 申請人:昆明理工大學(xué)