冶炼烟气制取的硫酸铵的利用方法技术

本发明专利技术涉及一种冶炼烟气制取的硫酸铵的利用方法，属于化工和冶金领域。本发明专利技术解决的技术问题是提供冶炼烟气制取的硫酸铵的利用方法。该方法包括以下步骤：a、沉钒剂溶液的制备：将冶炼烟气制取的硫酸铵溶解于温度≥85℃的溶剂，制取得到质量百分浓度为40～50％的硫酸铵溶液，过滤，去除水不溶物，并添加氧化剂；得到沉钒剂溶液；b、沉钒：使用硫酸调节钒液的pH值，加入沉钒剂溶液进行铵盐沉钒，制取得到多钒酸铵或偏钒酸铵，经洗涤净化后用于制取氧化钒等钒产品。本发明专利技术方法具有工艺流程简单、反应活性好、资源利用高效等特点，可扩宽冶炼烟气硫酸铵产品的应用领域，降低钒产品生产成本，提高钒产品核心竞争力。

【技术实现步骤摘要】
冶炼烟气制取的硫酸铵的利用方法
本专利技术涉及一种冶炼烟气制取的硫酸铵的利用方法，属于化工和冶金领域。
技术介绍
钢铁冶炼过程中需使用大量的焦炭还原矿石中的高价态Fe，产生的高炉尾气中含有大量的SO2，目前采取脱硫剂吸附富集SO2、SO2解析催化氧化为SO3、稀硫酸或水吸收SO3制备硫酸的工艺处理尾气中的SO2；同时，与钢铁冶炼紧密相关的煤化工产品生产过程中，产生大量的含氨煤气，含氨煤气经含SO2尾气制取的硫酸吸收富集后生成硫酸铵溶液，溶液达到饱和度析出硫酸铵产品。钒钛磁铁矿冶炼过程中产生的高炉尾气等经过上述净化处理后即可制得硫酸铵。此类硫酸铵产品表观发黑，色泽不均，N含量(以干基计)约为21％、基本符合GB535-1995技术条件，但Fe和水不溶超标，尤其是水不溶物高于GB535-1995技术条件约10倍；另外，含有约0.2％的C；此类硫酸铵总体品质偏低，工业应用价值低，推广销售困难且价格偏低。传统铵盐沉钒工艺中，一般在钒溶液中直接加入硫酸铵作为沉淀剂进行沉钒。而冶炼烟气制取的硫酸铵，由于其产品硫酸铵总体品质偏低，不仅在沉钒时会带入杂质，影响氧化钒等产品的纯度，同时还会使得沉钒率降低，严重时甚至难以进行沉钒。因此，目前，工业上并不采用冶炼烟气制取的硫酸铵来进行沉钒。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供冶炼烟气制取的硫酸铵的利用方法。本专利技术冶炼烟气制取的硫酸铵的利用方法，包括以下步骤：a、沉钒剂溶液的制备：将冶炼烟气制取的硫酸铵溶解于温度≥85℃的溶剂中，制取得到质量百分浓度为40～50％的硫酸铵溶液，过滤，添加氧化剂，得到沉钒剂溶液；b、沉钒：调节钒液的pH值，加入沉钒剂溶液进行铵盐沉钒，制取得到多钒酸铵或偏钒酸铵。进一步的，a步骤中，按质量比，氧化剂:冶炼烟气制取的硫酸铵＝1:5～20；优选为氧化剂:冶炼烟气制取的硫酸铵＝1:8～12，更优选为氧化剂:冶炼烟气制取的硫酸铵＝1:9.28。进一步的，a步骤中，所述氧化剂为过硫酸铵或双氧水。其中，a步骤中，所述溶剂为水或沉钒上层液。本专利技术所述冶炼烟气制取的硫酸铵为：钢铁冶炼过程中产生的含SO2尾气制取的硫酸，吸收煤化工产品生产过程中产生的含氨煤气，富集后生成硫酸铵溶液，硫酸铵溶液达到饱和度析出的硫酸铵产品。本专利技术方法的实质是将低质硫酸铵水溶过滤去除水不溶物以实现净化，净化后的硫酸铵溶液中加入过硫酸铵等氧化剂作为辅料进行钒液的铵盐沉钒，过硫酸铵氧化剂抑制冶炼烟气制取的硫酸铵中的还原性物质将钒液中的高价钒还原为低价钒，低价钒不与铵结合沉淀析出，净化后的冶炼烟气硫酸铵与过硫酸铵的混合溶液作为沉钒辅料制取钒酸铵，沉钒的工艺主要为铵盐沉钒；净化过程是应用物质的水溶性原理，将硫酸铵中的水不溶物杂质经过滤分离去除，溶剂可使用工业用水或沉钒上层液，使用沉钒上层液则可利用其中的酸和铵，达到节酸和节铵的目的；沉钒过程的原理是钒溶液在不同的酸性度条件下聚合形式不同，并可与铵盐结合生产钒酸铵聚合物析出而实现钒的富集，制取的钒酸铵用于生产氧化钒等钒产品；与此同时，使用硫酸铵溶液代替传统工艺中的直接添加固体硫酸铵沉钒，增强了钒酸根和铵离子的反应活性和均匀性，优化了铵离子与钒酸根离子反应的动力条件，具有反应快速均匀的特点。整个技术过程中，充分利用了物质的水溶性和分离原理实现了冶炼烟气硫酸铵的水不溶物的净化，使用过硫酸铵等氧化剂抑制了低价钒的产生、使沉钒反应更彻底，并优化了铵离子与钒酸根离子反应的动力学条件。通过本专利技术方法得到的多钒酸铵中TV含量为48.7％以上，Na2O+K2O含量不高于0.9％，沉淀率为99.4％以上。本专利技术方法具有工艺流程简单、反应活性好、资源利用高效等特点，可扩宽冶炼烟气硫酸铵产品的应用领域，降低钒产品生产成本，提高钒产品核心竞争力。具体实施方式本专利技术冶炼烟气制取的硫酸铵的利用方法，包括以下步骤：a、沉钒剂溶液的制备：将冶炼烟气制取的硫酸铵溶解于温度≥85℃的溶剂，制取得到质量百分浓度为40～50％的硫酸铵溶液，过滤，去除水不溶物，并添加氧化剂，得到沉钒剂溶液；b、沉钒：使用硫酸调节钒液的pH值，加入沉钒剂溶液进行铵盐沉钒，制取得到的多钒酸铵或偏钒酸铵，经洗涤净化后用于制取氧化钒等钒产品。经过研究发现，冶炼烟气制取的硫酸铵含有部分还原性的物质，用于沉钒时，容易将钒液中的高价钒还原为低价钒，低价钒不与铵结合沉淀析出，从而影响沉钒率。因此，为提高沉钒率，a步骤中，按质量比，氧化剂:冶炼烟气制取的硫酸铵＝1:5～20；优选为氧化剂:冶炼烟气制取的硫酸铵＝1:8～12，更优选为氧化剂:冶炼烟气制取的硫酸铵＝1:9.28。为了保证氧化作用且不增加额外杂质，所述氧化剂优选为过硫酸铵或双氧水。其中，双氧水的质量以质量分数30％的双氧水计。所述溶剂为水或沉钒上层液，使用沉钒上层液可回收利用其中的铵和酸。所述水可采用工业用水或蒸汽冷凝水。钒液进行沉钒后，固液分离，固体为多钒酸铵或偏钒酸铵，所得的液体即为沉钒上层液。本专利技术所述的冶炼烟气制取的硫酸铵为钢铁冶炼过程中产生的含SO2尾气制取的硫酸吸收煤化工产品生产过程中产生的含氨煤气，富集后生成硫酸铵溶液，硫酸铵溶液达到饱和度析出的硫酸铵产品。本专利技术冶炼烟气制取的硫酸铵的利用方法中，b步骤沉钒的工艺为本领域常规的铵盐沉钒工艺，其参数在此不做赘述。具体的，本专利技术可采用如下工艺：将冶炼烟气制取的硫酸铵溶解于温度≥85℃的水中，制成质量百分浓度为40～50％的硫酸铵溶液，抽滤去除黑色不溶物备用并添加氧化剂；量取计量的钒溶液，依据铵盐沉钒工艺要求(酸性铵盐沉钒工艺终点pH值为2～2.5，弱酸性铵盐沉钒工艺终点pH值为4～6，碱性铵盐沉钒工艺终点pH值为8～9)，加入浓硫酸或稀硫酸调节溶液pH，加铵系数1.2～2.0，沉淀完成后搅拌条件下煮沸，静置沉降后抽滤洗涤滤饼，滤饼干燥得到钒酸盐；其中调节pH值可一步加酸和分步加酸等多种方式。下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施例1称取325g冶炼烟气制取的硫酸铵，溶解于425g温度≥85℃的水中，抽滤去除黑色不溶物添加35g过硫酸铵，得到沉钒剂溶液，待用；量取钒溶液5L(钒浓度为40.1g/L，pH值为10)，加入浓硫酸调节pH值为6，加入沉钒剂溶液780g搅拌均匀并加热至55℃，继续加热并滴加浓硫酸搅拌调节混合液pH值为2.0，搅拌条件下煮沸35min后，静置沉降冷30min，过滤并洗涤滤饼；经检测，APV(多钒酸铵)中TV含量为48.7％，Na2O+K2O含量为0.85％，沉淀率为99.7％。实施例2称取290g冶炼烟气制取的硫酸铵，溶解于425g温度≥85℃的沉钒上层液中，所述沉钒上层液中含硫酸铵约36g，抽滤去除黑色不溶物添加35g过硫酸铵，得到沉钒剂溶液，待用；量取钒溶液5L(钒浓度为40.1g/L，pH值为10)，加入浓硫酸调节pH值为6，加入沉钒剂溶液785g搅拌均匀并加热至55℃，继续加热并滴加浓硫酸搅拌调节混合液pH值为2.0，搅拌条件下煮沸35min后，静置沉降冷30min，过滤并洗涤滤饼；经检测，APV中TV含量为48.9％，Na2O+K2O含量为0.89％，沉淀率为99.6％。并且使用沉钒上层液，可回收利本文档来自技高网...

【技术保护点】
冶炼烟气制取的硫酸铵的利用方法，其特征在于，包括以下步骤：a、沉钒剂溶液的制备：将冶炼烟气制取的硫酸铵溶解于温度≥85℃的溶剂中，制取得到质量百分浓度为40～50％的硫酸铵溶液，过滤，添加氧化剂，得到沉钒剂溶液；b、沉钒：调节钒液的pH值，加入沉钒剂溶液进行铵盐沉钒，制取得到多钒酸铵或偏钒酸铵。

【技术特征摘要】
1.冶炼烟气制取的硫酸铵的利用方法，其特征在于，包括以下步骤：a、沉钒剂溶液的制备：将冶炼烟气制取的硫酸铵溶解于温度≥85℃的溶剂中，制取得到质量百分浓度为40～50%的硫酸铵溶液，过滤，添加氧化剂，得到沉钒剂溶液；所述氧化剂为过硫酸铵；且按质量比，氧化剂:冶炼烟气制取的硫酸铵=1:8～12；b、沉钒：调节钒液的pH值，加入沉钒剂溶液进行铵盐沉钒，制取得到多钒酸铵或偏钒酸铵；其中，所述冶...

【专利技术属性】
技术研发人员：万龙飞，彭一村，穆小玲，汪超，刘莉丽，甘信德，王英，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢钒有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51