專利名稱：低品位高鈣含釩鋼渣的提釩工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種冶金化工技術領域，具體為一種低品位高鈣含釩鋼渣的提釩工藝。
背景技術：
釩作為一種重要的金屬，已在特殊鋼、低合金、微合金鋼中得到了廣泛的應用，有著明顯的技術和經濟優(yōu)勢。同時，隨著經濟技術的飛速發(fā)展，釩在汽車、航空航天、鐵路、電子技術、國防工業(yè)等領域也有著廣泛的應用前景，因此釩的低成本生產技術成為很多科研機構的主要研究課題，目前釩主要來源于釩鈦磁鐵礦。釩鈦磁鐵礦在含釩資源中所占的比例很大，從釩鈦磁鐵礦回收釩的主要方法是將原礦冶煉為含釩生鐵，再從含釩生鐵中回收釩。例如，采用轉爐提釩，以獲低鈣高品位含釩爐渣，然后再通過傳統(tǒng)的鈉鹽焙燒-鈉化法提釩。但這種提釩方法要占用兩個轉爐，即轉爐雙聯(lián)法提釩，嚴重影響鋼的產量和質量。同時，鈉化法提釩技術，在生產過程中會造成了嚴重的三廢污染，釩的回收率也不高，并且對釩渣成分要求苛刻，尤其是對釩渣中鈣的含量。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種低品位高鈣含釩鋼渣的提釩工藝，解決了低品位高鈣含釩鋼渣中的釩不易提取的問題，使釩鈦磁鐵礦中的釩資源得到了有效地回收、利用。為解決以上技術問題，本發(fā)明的技術方案是，一種低品位高鈣含釩鋼渣的提釩工藝，包括a、低品位高鈣含釩鋼渣的預處理；b、低品位高鈣含釩鋼渣的氧化鈣化焙燒；C、焙燒后含釩鋼渣通過碳酸化浸出處理，可得到含釩的浸出液；d、含釩浸出液中加酸進行沉釩， 并過濾獲取粗釩；e、所得粗釩進行堿溶處理，過濾堿溶溶液獲得含有V5+的濾液；f、在含有 V5+的濾液中加入NH4Cl反應生成NH4VO3，經過脫氨處理，最終得到V205。具體步驟如下(1)用含釩鐵水直接煉鋼，煉鋼過程中使釩進入鋼渣，得到低品位高鈣含釩鋼渣； 將低品位高鈣含釩鋼渣中加入含鈣化和物并混磨至-200目士 10目，經過磁化除鐵后得到釩渣；(2)對釩渣進行氧化鈣化焙燒，使釩渣中的釩氧化生成Ca (VO3) 2 ；(3)將Ca (VO3) 2與碳酸鹽水溶液進行混合，使得Ca (VO3) 2中的釩浸出，得到含有釩的浸出液；(4)向浸出液中加入硫酸至PH彡2，在100°C 士5°C條件下水解沉釩2h±0. 5h，通過過濾得到粗釩；(5)將粗釩加入堿溶液中進行行堿溶，堿溶完成后過濾可得到含有V5+的濾液；(6)向含有V5+的濾液中按照NH4Cl V2O5 = 1. 8 2. 2 1的質量比加入NH4Cl 進行反應，沉淀大約1 ! 士 0.證，最終將反應得到的NH4VO3在550°C 士 50°C的條件下脫氨， 得到V2O50
所述低品位高鈣含釩鋼渣先通過鄂式破碎，再與石灰石混磨。所述含鈣化合物可以是石灰，其中，石灰所含有的CaO與所述低品位高鈣含釩鋼渣的質量比為7% 士 1%。所述釩渣可制粒，粒度為IOmm士 1mm，以便后續(xù)加工。所述除鐵后釩渣中的鐵含量< 5%，防止后續(xù)焙燒過程中鐵放熱使爐料粘結。所述氧化鈣化焙燒的溫度在950°C 士50°C，時長為2-池。所述碳酸鹽水溶液為濃度5% 10%的碳酸氫銨水溶液，按照液固比1.8 2.2 1的比例與Ca(VO3)2混合。所述堿溶液為NaOH。所述對粗釩堿溶過濾后會得到的殘渣，該殘渣可送再次返回進行氧化鈣化焙燒。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明在提釩的原料上降低了對鈣含量的要求，可利用低品位高鈣含釩鋼渣生產出高純度的五氧化二釩，使釩鈦磁鐵礦中的釩資源得到了有效地回收、 利用。同時，本發(fā)明為轉爐單聯(lián)法提釩提供條件，將含釩鐵水直接煉鋼讓釩進入低品位高鈣的鋼渣內，無需另設轉爐提釩，這樣就避免了因提釩而新增的提釩轉爐給煉鋼帶來的干擾和影響。


圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明工藝的整體思路如下首先將低品位高鈣含釩鋼渣通過鄂式破碎，加入石灰石、石灰或其他含鈣化合物與鋼渣進行混合、造粒。將粒料進行氧化鈣化焙燒，焙燒后的熟料在碳酸鹽水溶液中進行碳酸化浸出。所得浸出液中加酸水解沉釩，通過過濾得到粗釩， 將粗釩進行堿溶處理，從堿溶溶液中過濾得到含有V5+的濾液，在該濾液中加入NH4Cl可反應生成NH4VO3, NH4VO3在高溫下經過脫氨，最終得到高品位的粉狀V205。為了使本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。參見圖1，對各工藝進行說明。實施例一S1-1、鋼渣的取得用含釩鐵水直接煉鋼，煉鋼過程中釩會進入鋼渣，得到低品位高鈣含釩鋼渣。將低品位高鈣含釩鋼渣先通過鄂式破碎，按照與其質量比為7% 士的 CaO添加石灰，將混合物料進行混磨至-200目士 10目。經過磁選除鐵后得到釩渣，該釩渣中含的金屬鐵< 5 %，主要是為了防止在后續(xù)焙燒過程中鐵放熱使爐料粘結。最后將釩渣進行制粒，粒度為IOmm士 1mm。S1-2、對Sl-I中粒狀的釩渣進行氧化鈣化焙燒，回轉窯中焙燒的溫度在 9500C 士50°C，時長為2-汕。通過焙燒，釩渣中的釩氧化生成Ca (VO3) 2。S1-3、碳酸化浸出是指將S1-2中焙燒好的熟料，即氧化生成的Ca (VO3)2，與濃度在 5% 10%的碳酸氫銨水溶液按照液固比1.8 2. 2 1的比例進行混合，使得Ca (VO3)2中的釩浸出，得到含有釩的浸出液。
S1-4、向S1-3中的浸出液加入濃硫酸至浸出液PH彡2，在100°C 士5°C條件下水解沉釩池士 ο.證，通過過濾得到粗釩；S1-5、將S1-4中的粗釩中加入NaOH溶液進行堿溶，堿溶完成后過濾，可得到殘渣和含有V5+的濾液。殘渣可再次進行氧化鈣化焙燒。S1-6、向S1-7中含有V5+的濾液按照NH4Cl V2O5 = 1. 8 2. 2 1的質量比加入 NH4Cl,在室溫下沉淀大約12h士0. 5h生成NH4VO3，最終將反應得到的NH4VO3在550°〇士50°C 的條件下脫氨，得到粉狀V2O5，該V2O5的純度可達到99%。實施例二 S2-1、用含釩鐵水直接煉鋼，煉鋼過程中釩會進入鋼渣，得到低品位高鈣含釩鋼渣，實現(xiàn)鋼渣的預處理。將低品位高鈣含釩鋼渣先通過鄂式破碎，按照與其質量比為7%的 CaO添加石灰，將混合物料進行混磨至-200目。經過磁選除鐵后得到釩渣，該釩渣中含的金屬鐵< 5%，主要是為了防止在后續(xù)焙燒過程中鐵放熱使爐料粘結。最后將釩渣進行制粒， 粒度為IOmm0S2-2、對S2-1中粒狀的釩渣進行氧化鈣化焙燒，回轉窯中焙燒的溫度在950°C，時長為2.釙。通過焙燒，釩渣中的釩氧化生成Ca (VO3) 2。S2-3、碳酸化浸出是指將S2-2中焙燒好的熟料，即氧化生成的Ca(VO3)2，與濃度在 7. 5%的碳酸氫銨水溶液按照液固比2 1的比例進行混合，使得Ca (VO3)2中的釩浸出，得到含有釩的浸出液。S2-4、向S2-3中的浸出液加入濃硫酸至浸出液PH = 2，在100°C條件下水解沉釩池，通過過濾得到粗釩；S2-5、將S2-4中的粗釩中加入NaOH溶液進行堿溶，堿溶完成后過濾，可得到殘渣和含有V5+的濾液。殘渣可再次進行氧化鈣化焙燒。S2-6、向S2-5中含有V5+的濾液按照NH4Cl V2O5 = 2:1的質量比加入NH4Cl, 在室溫下沉淀12h生成NH4VO3，最終將反應得到的NH4VO3在550°C的條件下脫氨，得到高純度的粉狀V2O50實施例三本實施例與實施例一的工藝步驟相同，不同點在于個步驟所需參數(shù)，具體如下S3-1、按照石灰與低品位高鈣含釩鋼渣質量比為6%添加石灰，將混合物料混磨至-210目；所得釩渣制粒，粒度為9mm ；S3-2、釩渣進行氧化鈣化焙燒的溫度在900°C，時長為池；S3_3、Ca (VO3) 2與濃度在5 %的碳酸氫銨水溶液按照液固比1. 8 1的比例進行混合；S3-4、在95 °C條件下水解沉釩1. 5h ；S3-5、與 S1-5 相同;S3-6,NH4Cl V2O5 =1.8 1，室溫下沉淀 11. 5h ；所得 NH4 VO3 在 500°C 的條件下脫氨。實施例四本實施例與實施例一的工藝步驟相同，不同點在于個步驟所需參數(shù)，具體如下S4-1、按照石灰與低品位高鈣含釩鋼渣質量比為8%添加石灰，將混合物料混磨
5至-190目；所得釩渣制粒，粒度為Ilmm;S4-2、釩渣進行氧化鈣化焙燒的溫度在1000°C，時長為池；S4-3、Ca(VO3)2與濃度在10%的碳酸氫銨水溶液按照液固比2. 2 1的比例進行混合；S4-4、在105°C條件下水解沉釩2. 5h ；S4-5、與 S1-5 相同；S4-6、NH4Cl V2O5 = 2. 2 1，室溫下沉淀 12. 5h ；所得 NH4VO3 在 600 °C 的條件下脫氨。本發(fā)明列舉的實施例中所用的參數(shù)，均能夠滿足發(fā)明效果，達到發(fā)明目的。本發(fā)明工藝中的工作原理是將低品位高鈣含釩鋼渣中的釩首先通過鈣化焙燒生成Ca(VO3)2再通過碳酸鹽浸出、加酸水解以及銨鹽沉釩得到高品位的V2O5，其純度可達到 99%。上述加工過程中所涉及的化學反應式分別是1、鈣化焙燒將石灰、石灰石或其它鈣化合物按一定比例添加到釩礦中混料，再進行氧化鈣化焙燒，使礦中的釩氧化并生成Ca (VO3) 2V203+02 = V2O5 ；V205+CaC03 = Ca (VO3) 2+C02 個。2、碳酸鹽浸出對于難溶的Ca(VO3)2采用碳酸鹽溶液浸出，使鈣化焙燒后生成的難溶Ca(VO3)2較容易地轉化為溶解度小的CaCO3，使釩發(fā)再溶解而游離出來Ca (VO3) 2+C0: = CaCO3 I +2V02-3、銨鹽沉釩得到的粗釩經堿溶后，在加入氯化銨溶液在室溫下得到偏釩酸銨NaV03+NH4Cl = NH4VO3 I +NaCl以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出的是，上述優(yōu)選實施方式不應視為對本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種低品位高鈣含釩鋼渣的提釩工藝，其特征在于，包括a、低品位高鈣含釩鋼渣的預處理；b、低品位高鈣含釩鋼渣的氧化鈣化焙燒；C、焙燒后含釩鋼渣通過碳酸化浸出處理，可得到含釩的浸出液；d、含釩浸出液中加酸進行沉釩，并過濾獲取粗釩；e、所得粗釩進行堿溶處理，過濾堿溶溶液獲得含有V5+的濾液；f、在含有V5+的濾液中加入NH4Cl反應生成 NH4VO3,經過脫氨處理，最終得到V205。
2.如權利要求1所述的工藝方法，其特征在于，具體步驟如下(1)用含釩鐵水直接煉鋼，煉鋼過程中使釩進入鋼渣，得到低品位高鈣含釩鋼渣；將低品位高鈣含釩鋼渣中加入含鈣化和物并混磨至-200目士 10目，經過磁化除鐵后得到釩渣；(2)對釩渣進行氧化鈣化焙燒，使釩渣中的釩氧化生成Ca(VO3)2；(3)將Ca(VO3) 2與碳酸鹽水溶液進行混合，使得Ca (VO3) 2中的釩浸出，得到含有釩的浸出液；(4)向浸出液中加入硫酸至PH彡2，在100°C士5°C條件下水解沉釩池士0.證，通過過濾得到粗釩；(5)將粗釩加入堿溶液中進行堿溶，堿溶完成后過濾可得到含有V5+的濾液；(6)向含有V5+的濾液中按照NH4Cl V2O5 = 1. 8 2. 2 1的質量比加入NH4Cl進行反應，沉淀大約1 !士0. 5h，最終將反應得到的NH4VO3在550°C 士50°C的條件下脫氨，得到V2O5。
3.如權利要求2所述的工藝方法，其特征在于，所述低品位高鈣含釩鋼渣先通過鄂式破碎，再與石灰石混磨。
4.如權利要求2所述的工藝方法，其特征在于，所述含鈣化合物可以是石灰，其中，石灰所含有的CaO與所述低品位高鈣含釩鋼渣的質量比為7% 士 1%。
5.如權利要求2所述的工藝方法，其特征在于，所述釩渣可制粒，粒度為IOmm士1mm，以便后續(xù)加工。
6.如權利要求2所述的工藝方法，其特征在于，所述除鐵后釩渣中的鐵含量<5%，防止后續(xù)焙燒過程中鐵放熱使爐料粘結。
7.如權利要求2所述的工藝方法，其特征在于，所述氧化鈣化焙燒的溫度在 9500C 士50°C，時長為 2-3h。
8.如權利要求2所述的工藝方法，其特征在于，所述碳酸鹽水溶液為濃度5% 10%的碳酸氫銨水溶液，按照液固比1. 8 2. 2 1的比例與Ca (VO3) 2混合。
9.如權利要求2所述的工藝方法，其特征在于，所述堿溶液為NaOH。
10.如權利要求2-9中任意一項所述的工藝方法，其特征在于，對粗釩堿溶過濾后會得到的殘渣，該殘渣可送再次返回進行氧化鈣化焙燒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低品位高鈣含釩鋼渣的提釩工藝，包括a、低品位高鈣含釩鋼渣的預處理；b、低品位高鈣含釩鋼渣的氧化鈣化焙燒；c、焙燒后含釩鋼渣通過碳酸化浸出處理得到含釩的浸出液；d、含釩浸出液中加酸進行沉釩，過濾獲取粗釩；e、粗釩進行行堿溶處理，過濾獲得含有V5+的濾液；f、在含有V5+的濾液中加入NH4Cl反應生成NH4VO3，脫氨處理，最終得到V2O5。本發(fā)明提釩降低了對鈣含量的要求，用低品位高鈣含釩鋼渣生產出高純度的五氧化二釩，釩鈦磁鐵礦中的釩資源得到了有效地回收、利用。本發(fā)明為轉爐單聯(lián)法提釩提供條件，將含釩鐵水直接煉鋼讓釩進入低品位高鈣的鋼渣內，無需另設轉爐提釩，這樣就避免了因提釩而新增的提釩轉爐給煉鋼帶來的干擾和影響。
文檔編號C22B7/04GK102534233SQ20121003021
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月10日 優(yōu)先權日2012年2月10日
發(fā)明者喻春亮, 宋龍江, 張琦, 楊海波, 王皎月, 袁見 , 龔波 申請人:四川省達州鋼鐵集團有限責任公司