專利名稱：一種從含釩轉(zhuǎn)爐鋼渣中提取五氧化二釩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從含釩轉(zhuǎn)爐鋼渣中提取五氧化二釩的工藝。
技術(shù)背景目前，在鋼鐵冶煉過程中產(chǎn)生了大量的含釩轉(zhuǎn)爐鋼渣，由于其中的氧化鈣含量高，釩含 量低，采用傳統(tǒng)的鈉化焙燒一水浸提釩工藝，難以有效地將其中的釩提出；而如果采用硫酸 浸出工藝，則硫酸消耗大，經(jīng)濟上不可行，因此未對該工藝進行實際應(yīng)用何優(yōu)化深入研究。 也就是說目前尚未有經(jīng)濟、合理的工藝來提取轉(zhuǎn)爐鋼渣中的釩，因此，大量的轉(zhuǎn)爐鋼渣中的 釩沒有得到有效地回收，處于廢棄狀態(tài)，污染環(huán)境。目前以含釩石煤為原料的生產(chǎn)工藝中，有使用P204萃取一硫酸反萃一氧化一沉釩的工藝 ，但該工藝適用于溶液中雜質(zhì)種類和含量較少的情況，含釩轉(zhuǎn)爐鋼渣中含大量Fe2+、 Fe3+、 Mg2+、 Al3+、 Mn2+、 S042—等雜質(zhì)，同時還含有與釩含量相當?shù)?102+等，成分相當復(fù)雜，采用 現(xiàn)有的萃取一反萃工藝難以將釩與其它雜質(zhì)分離。另一方面，國內(nèi)鈦白粉生產(chǎn)以硫酸法鈦白工藝為主，每生產(chǎn)一噸鈦白粉會產(chǎn)生200g/1 300g/l的廢硫酸7t，本領(lǐng)域一般稱為鈦白廢酸，目前多數(shù)鈦白廢酸以石灰中和法簡單處理了 事，甚至不加處理直接排入江河，嚴重污染環(huán)境。因此，本領(lǐng)域急需開發(fā)一種能同時高效處理上述兩種廢棄材料的方法。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對轉(zhuǎn)爐鋼渣氧化鈣含量高，采用硫酸浸出工藝耗酸量大的特點，提出了一種以 廢治廢的工藝，即用鈦白廢酸浸出轉(zhuǎn)爐鋼渣，這不僅節(jié)省了鈦白廢酸的治理成本，也使轉(zhuǎn)爐 鋼渣硫酸浸出工藝經(jīng)濟上可行。該工藝有工藝流程短、產(chǎn)業(yè)化設(shè)備簡單等特點。 結(jié)合本發(fā)明的目的，通過以下技術(shù)解決方案來實現(xiàn) 一種從含釩轉(zhuǎn)爐鋼渣中提取五氧化二釩的方法，該方法包括以下步驟a、 將轉(zhuǎn)爐鋼渣破碎；b、 將破碎的轉(zhuǎn)爐鋼渣加入到攪拌狀態(tài)下的鈦白廢酸中反應(yīng)；c、 將酸浸反應(yīng)漿料固液分離，固液分離后的固體用于制造建筑磚材；d、 除去步驟c中固液分離后的溶液中的三價鐵，然后調(diào)節(jié)溶液的p^l.5 3.0;e、 對調(diào)節(jié)pH后的溶液固液分離；f、 對步驟e固液分離后得到的溶液進行萃取一反萃；g、 按理論量的1.3 1.6倍加入氧化劑將反萃液中的四價釩氧化為五價，沉釩，即得。 其中，上述方法步驟a中轉(zhuǎn)爐鋼渣破碎的大小為O. 3mm以下。其中，上述方法步驟b中所述鈦白廢酸的濃度為200 300g/1。其中，上述方法步驟b中將轉(zhuǎn)爐鋼渣加入到鈦白廢酸中時，體系的攪拌速度控制在300 600rpm。反應(yīng)體系的溫度為常溫即可。其中，上述方法步驟b中鈦白廢酸與轉(zhuǎn)爐鋼渣反應(yīng)時，轉(zhuǎn)爐鋼渣加入量為控制反應(yīng)終點 溶液pH二O. 5 2. 5。其中，上述方法步驟b中鈦白廢酸與轉(zhuǎn)爐鋼渣的反應(yīng)時間為40min 120min。 其中，上述方法步驟d中溶液除三價鐵的方法是添加鐵粉還原。本發(fā)明中所述的除三價 鐵是指將三價鐵還原。其中，上述方法步驟d中用來調(diào)節(jié)溶液pH值的堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀、石灰乳 、碳酸鈉中的至少一種。其中，上述方法步驟f中萃取所用的萃取劑為P204 :溶劑油TBP體積比為10 20 : 75 88:2 5的混合物。P204即為二-(2-乙基己基)磷酸、TBP為磷酸三丁酯。其中的溶劑油優(yōu)選 為260號溶劑油(又稱磺化煤油)或普通煤油。進一步的，上述方法步驟f中反萃所用的反萃劑為1.2 1.8mol/L的硫酸或鹽酸。優(yōu)選為 使用l. 5mol/L的硫酸或鹽酸。其中，上述方法步驟g中的氧化劑可使用氯酸鈉、過氧化氫、次氯酸鈉或過硫酸銨中的 至少一種。本發(fā)明針對轉(zhuǎn)爐鋼渣中氧化鈣含量高，且采用硫酸浸出工藝耗酸量大的特點，采用以廢 治廢的思想，即用主要用鈦白廢酸浸出轉(zhuǎn)爐鋼渣。其中對具體的工藝步驟及參數(shù)以及萃取劑 等原料進行了優(yōu)化，達到了預(yù)期的效果。本發(fā)明方法不僅節(jié)省了鈦白廢酸的治理成本，也使 轉(zhuǎn)爐鋼渣的治理成本大為降低，既回收了有用的品位在98%以上的五氧化二釩，也大大降低 了污染物的排放量，所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益可彌補三廢處理增加的相應(yīng)成本。本發(fā)明方法工藝流 程短、反應(yīng)條件溫和、設(shè)備簡單，具有很好的應(yīng)用前景。
圖l表示的是本發(fā)明方法的簡要流程具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地說明，其中所用的P204、 TBP和磺化煤油均為普通 市售工業(yè)級產(chǎn)品。 實施例一取粉碎到-60目，全釩(TV)含量為O. 707。/。的轉(zhuǎn)爐鋼渣50g，加入到250ml硫酸濃度為 208g/l的鈦白廢酸中，常溫攪拌40min，過濾、洗滌后將殘渣烘干。殘渣重52. lg， TV含量為 0.120%，釩浸出率82. 31%。浸出液體積270ml， TV濃度為l. 13g/l。實施例二取粉碎到-60目，TV含量為O. 707。/。的轉(zhuǎn)爐鋼渣50g，加入到200ml硫酸濃度為278g/1的鈦 白廢酸中，常溫攪拌120min，過濾、洗滌后將殘渣烘干。殘渣重52.8g， TV含量為O. 111%， 釩浸出率83. 47%。浸出液體積235ml， TV濃度為l. 29g/l。實例三按實施例一、二的具體方法重復(fù)處理多次，將各次所得的含釩溶液混合。所得混合液的 體積為5300 ml，主要成分為TV=1.32g/l、 Fe3+=9. 75g/l、 Ca2+=0. 559g/l 、 Mg2+=19. 53g/l、 Fe2+=53. 50g/l、 Al3+=3. 75g/l、 Si02=0. 172g/l、 Ti=4. Olg/1 、 Mn2+=2.68g/l 、 P=0.688g/1。實施例四取實施例三中多次轉(zhuǎn)爐鋼渣與鈦白廢酸反應(yīng)所得的含釩溶液2000ml，其主要成分為 TV=1.32g/l、 Fe3+=9. 75g/l、 Ca2+=0. 559g/l 、 Mg2+=19. 53g/l、 Fe2+=53. 50g/l、 Al3+=3. 75g/l、 Si02=0. 172g/l、 Ti=4. Olg/1 、 Mn2+=2. 68g/l 、 P=0.688g/1。向該溶液加 入鐵粉11.7g，常溫攪拌4小時，加入石灰乳調(diào)節(jié)溶液pb2. 32后過濾，濾液用由 15。/。P204+5。/。TBP+80。/?；腔河徒M成的萃取劑萃取，然后用l. 5mol/l的硫酸反萃，反萃液加入 氯酸鈉氧化后沉釩，得到多釩酸銨4.61g，進一步在600 80(TC下加熱熔化，得到片狀五氧 化二釩3. 96g，其品位為98. 7%。實例五取實施例三中制備的轉(zhuǎn)爐鋼渣與鈦白廢酸反應(yīng)所得的含釩溶液2000ml，其主要成分為 TV=1.32g/l、 Fe3+=9. 75g/l、 Ca2+=0. 559g/l 、 Mg2+=19. 53g/l、 Fe2+=53. 50g/l、 Al3+=3. 75g/l、 Si02=0. 172g/l、 Ti=4. Olg/1 、 Mn2+=2. 68g/l 、 P=0.688g/1。將該溶液煮 沸騰，用碳酸鈉調(diào)節(jié)溶液PH4.65，攪拌條件下加入硫酸鈉12. 36g，反應(yīng)2小時，加入石灰乳 調(diào)節(jié)溶液P^2. 50后過濾，濾液用由15。/。P204+5。/。TBP+80。/?；腔河徒M成的萃取劑萃取，然后用 1.5mol/l的硫酸反萃，反萃液加入氯酸鈉氧化后沉釩，得到多釩酸銨4.69g，進一步在600
80(TC下加熱熔化得到片狀五氧化二釩4. 10g，其品位為98. 5%。本發(fā)明針對轉(zhuǎn)爐鋼渣氧化鈣含量高，采用現(xiàn)有硫酸浸出工藝耗酸量大的特點，采用以廢 治廢的思想，即主要用鈦白廢酸浸出轉(zhuǎn)爐鋼渣，并對其中具體的工藝步驟及參數(shù)以及萃取劑 等原料進行了優(yōu)化，使釩浸出率可達80%以上，五氧化二釩品位在98以上。本發(fā)明方法既回 收了有用的五氧化二釩，也大大降低了污染物的排放量。本發(fā)明方法工藝流程短、反應(yīng)條件 溫和、設(shè)備簡單，具有很好的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種從含釩轉(zhuǎn)爐鋼渣中提取五氧化二釩的方法，其特征在于包括以下步驟a、將轉(zhuǎn)爐鋼渣破碎；b、將破碎的轉(zhuǎn)爐鋼渣加入到攪拌狀態(tài)下的鈦白廢酸中反應(yīng)；c、將酸浸反應(yīng)漿料固液分離，固液分離后的固體用于制造建筑磚材；d、除去步驟c中固液分離后的溶液中的三價鐵，然后調(diào)節(jié)溶液的pH＝1.5～3.0；e、對調(diào)節(jié)pH后的溶液固液分離；f、對步驟e固液分離后得到的溶液進行萃取—反萃；g、按理論量的1. 3～1.6倍加入氧化劑將反萃液中的四價釩氧化為五價，沉釩，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的從含釩轉(zhuǎn)爐鋼渣中提取五氧化二釩的方法， 其特征在于步驟a中轉(zhuǎn)爐鋼渣破碎的大小為O. 3mm以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的從含釩轉(zhuǎn)爐鋼渣中提取五氧化二釩的方法， 其特征在于步驟b中所述鈦白廢酸的濃度為200 300g/1。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的從含釩轉(zhuǎn)爐鋼渣中提取五氧化二釩的方法， 其特征在于步驟b中將轉(zhuǎn)爐鋼渣加入到鈦白廢酸中時，體系的攪拌速度控制在300 600rpm
5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的從含釩轉(zhuǎn)爐鋼渣中提取五氧化二釩的方法， 其特征在于步驟b中鈦白廢酸與轉(zhuǎn)爐鋼渣反應(yīng)時，轉(zhuǎn)爐鋼渣加入量為控制反應(yīng)終點溶液 pH=0. 5 2. 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的從含釩轉(zhuǎn)爐鋼渣中提取五氧化二釩的方法， 其特征在于步驟b中鈦白廢酸與轉(zhuǎn)爐鋼渣的反應(yīng)時間為40min 120min。
7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的從含釩轉(zhuǎn)爐鋼渣中提取五氧化二釩的方法， 其特征在于步驟d中溶液除三價鐵的方法是添加鐵粉還原。
8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的從含釩轉(zhuǎn)爐鋼渣中提取五氧化二釩的方法， 其特征在于步驟d中用來調(diào)節(jié)溶液pH值的堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀、石灰乳、碳酸 鈉中的至少一種。9根據(jù)權(quán)利要求l所述的從含釩轉(zhuǎn)爐鋼渣中提取五氧化二釩的方法， 其特征在于步驟f中萃取所用的萃取劑為P204 :溶劑油TBP體積比為10 20 : 75 88 : 2 5的混合物。10根據(jù)權(quán)利要求l所述的從含釩轉(zhuǎn)爐鋼渣中提取五氧化二釩的方法 ，其特征在于步驟f中反萃所用的反萃劑為1.2 1.8mol/L的硫酸或鹽酸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從含釩轉(zhuǎn)爐鋼渣中提取五氧化二釩的方法，本發(fā)明采用的技術(shù)方案主要是用鈦白廢酸提取轉(zhuǎn)爐鋼渣。該工藝的最大特點是以廢治廢，節(jié)省了鈦白廢酸的治理成本；用鈦白廢酸浸出轉(zhuǎn)爐鋼渣提取其中的釩，大大降低了轉(zhuǎn)爐鋼渣提釩的成本，并可使鈦白廢酸得到回收利用。用該工藝提取轉(zhuǎn)爐鋼渣中的釩，釩浸出率可達80％以上。
文檔編號C01G31/02GK101397150SQ20071020184
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者付自碧, 劉澤貴, 周宗權(quán), 毅 彭, 彭紹強, 汪智德, 漆明強, 范振武, 薛繼成, 悟 邊, 強 錢 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院;攀鋼集團鋼城企業(yè)總公司