一种含钒物料全湿法一步沉钒生产五氧化二钒的方法技术

本发明专利技术属湿法冶金领域，具体涉及一种含钒物料全湿法一步沉钒生产五氧化二钒的方法，含钒物料采取以稀硫酸为浸出剂，以含钒物料的耗酸量和浸出终点残酸浓度确定浸出的硫酸浓度，添加萤石粉作助浸剂循环多次富集浸出；所得循环富集浸出液用钙粉中和净化控制一定的硫酸浓度；所得钙粉中和净化液在高酸条件下用双氧水氧化钒，通入CO

【技术实现步骤摘要】
一种含钒物料全湿法一步沉钒生产五氧化二钒的方法
本专利技术属湿法冶金领域，具体涉及一种含钒物料全湿法一步沉钒生产五氧化二钒的方法。
技术介绍
传统的五氧化二钒生产工艺是将含钒物料经配料焙烧，烧渣经水浸或酸浸(或含钒物料采取酸、碱浸取)浸取液固液分离，采取树脂离子交换或溶剂萃取进行杂质分离和钒的富集，饱和树脂经解吸(溶剂萃取经反萃)，所得的富钒液控制一定的pH值加入硫酸铵或氯化铵沉钒。传统提钒工艺流程长，回收率低，所涉及的化学试剂多，生产成本高，环保难以达标排放。
技术实现思路
本专利技术针对上述传统提钒工艺存在的技术问题而提出一种含钒物料全湿法一步沉钒生产五氧化二钒的方法，其工艺流程短，采用的化学试剂少，成本低。本专利技术解决上述技术问题所采用的解决方案是：一种含钒物料全湿法一步沉钒生产五氧化二钒的方法，含钒物料采取以稀硫酸为浸出剂，以含钒物料的耗酸量和浸出终点残酸浓度确定浸出的硫酸浓度，添加萤石粉作助浸剂循环多次富集浸出；所得循环富集浸出液用钙粉中和净化控制一定的硫酸浓度；所得钙粉中和净化液在高酸条件下用双氧水氧化钒，通入CO2，加入一定量的湿聚合多钒酸作晶种，用蒸汽加温至沸保温沉钒生产粗钒，沉钒母液返回第一浸出配酸；粗钒精制，洗涤，生产含格的五氧化二钒产品。所述的多次富集浸出具体步骤是：第一次浸出过滤液补加硫酸返回，添加萤石粉作第二次浸出剂用，第二次浸出过滤液补加硫酸和萤石粉作助浸剂返回第三次浸出，依次类推循环富集浸出至含钒溶液富集至工艺要求。所述的循环富集浸出液用钙粉中和净化控制硫酸浓度为4％～5％，过滤渣返回浸出工系。本专利技术钙粉中和净化除杂过滤液，加双氧水氧化至钒氧化完全，通入CO2气体，加入一定量湿聚合多钒酸作晶种，用蒸汽加温沉淀出粗钒。其中CO2是一种酸性气体，在水中溶解度较大，形成碳酸H2CO3，CO2+H2O＝H2CO3在25℃标准大气压下二氧化碳溶解度为(体积比)1:0·759，60℃(体积比)为1:0·359。钒在酸性条件下可发生聚合反应，生成聚合多钒酸沉淀，但在高酸条件下该反应是一可逆反应，沉钒难以完全。当在溶液中通入大量的CO2可生成碳酸，因碳酸是一弱酸，溶液的酸度变化不大，但可源源不断地提供大量的H+促使上述反应向右移动而使在高酸条件下沉钒完全。粗钒精制:湿粗钒(聚合多钒酸)加入稀乙酸溶液中，加入一定量的碳酸氢铵提供氨离子，(碳酸氢铵，碳酸氢铵+乙酸生成乙酸铵，主要是为节约成本，碳酸氢铵500元/t，乙酸氨6000多元/t)在常温条件下搅拌浸出精制过滤，过滤液补加一定量的碳酸氢铵循环使用，当杂质累积一定量时加温至沸过滤除杂，补加一定量的碳酸氢铵循环使用，精制过滤的聚合多钒酸用稀乙酸溶液和去离子水淋滤洗涤，于280℃脱氨0.5h，500℃～550℃灼烧2h得桔红色或桔黄色五氧化二钒含量>98·5％的钒产品。本专利技术以含钒物料耗酸量和浸出终点残酸量控制硫酸浓度，添加萤石粉作助浸剂，保证钒的浸出完全，采取循环富集浸出，钒的富集在浸出工系中完成，不需釆取其它分离富集工艺；循环富集浸出液一般含Ⅴ2O5在15～40g/L，硫酸浓度5％～10％。硫酸含量和杂质含量高，不能直接沉钒，需中和调碱。本专利技术不选用钠盐，铵盐和钠氨的氢氧化物作中和剂，因本专利技术为保证钒的浸取完全，添加萤石粉作助浸剂，萤石粉的成分是氟化钙，氟化钙在硫酸体系加温浸出过程中生成硫酸钙和氢氟酸，氢氟酸腐蚀性极强是一种无选择性强酸，可与含钒物料中大多数金属和非金属元素反应，在含钒物料酸浸提钒浸出过程中可与含钒物料中的铁、铝、硅反应，生成相应铁、硅、铝的配合物，破坏含钒矿物的晶格结构将钒释放出来溶于稀硫酸溶液中，氟和含钒物料中的三价铁和二价铁离子生成无色的Fe·FeF5晶体沉淀，氟和含钒物料中的硅和铝反应生成相应的SiF6-2和AlF5-2阴离子，采用钠盐或氨盐等碱性材料或氢氧化物调碱时，氟硅、氟铝离子生成相应可溶性的钠、氨盐类留在溶液中。而当用石灰调碱时，因局部碱性高易造成钒生成次钒酸钙沉淀造成富钒溶液含钒量的降低。用钙粉(碳酸钙)中和调碱，因碳酸钙本身不具有碱性，只能与硫酸反应生成硫酸钙，CO2和水，因含钒物料未经焙烧酸浸液钒为四价钒，四价钒在硫酸体系为阳离子(VO3SO4)不能与碳酸钙反应，不会造成钒的沉淀。所生成的硫酸钙微溶于水，在低酸条件下溶解度大于氟硅酸钙和氟铝酸钙，氟硅酸根和氟铝酸根在低酸条件下可将硫酸钙中的钙离子置换生成相应的氟硅酸钙和氟铝酸钙沉淀进入调碱中和渣中，达到净化目的，为后续沉钒创造工艺条件。将钙粉中和调碱液，用双氧水将钒氧化完全，加入双氧水作氧化剂不引入其它钠、氯杂质离子，通入CO2用蒸汽加温无氨沉钒，生产聚合多钒酸粗钒；精钒精制:本专利技术粗钒精制采取稀乙酸溶液浸取粗钒中的杂质，利用乙酸几乎(除铬外)常见金属乙酸盐的可溶性，但又不能与钒反应的特性，用稀乙酸在常温条件下浸取分离粗钒中的钙、铁、铝等杂质元素提高钒含量。乙酸是一种一元有机弱酸，水溶液呈弱酸性且蚀性强，酸度系数为4.8，1mOl/L浓度的乙酸的pH值为2.4，也就是说仅有0.4％的乙酸分子是解离的。利用乙酸性质进行粗钒精制除杂其反应式如下:6CH3COOH+Fe2(SO4)3＝2(CH3COO)3Fe+3H2SO4①6CH3COOH+Cα3V10O28＝3(CH3COO)2Ca+H6V10O28②3CH3COOH+Al(OH)3＝(CH3COO)3Al+H2O③2CH3COOH+CαSO4＝(CH3COO)2Ca+H2SO4⑤当溶液中有氨离子存在时，聚合多钒酸与氨离子反应生成聚合多钒酸氨释放出乙酸。6CH3COONH4+H6V10O28＝6CH3COOH+(NH4)6V10O28乙酸铁，乙酸钙在乙酸体系中因其pH值只有2.4在加温时水解生成氢氧化铁沉淀，钙与溶液中的硫酸根反应生成硫酸钙沉淀，将其溶液加温至沸过滤除去循环使用。综上所述含钒物料(含含钒石煤)采取以稀硫酸为浸出剂，以含钒物料(含含钒石煤)的耗酸量和浸出终点残酸浓度确定浸出硫酸浓度用量，添加萤石粉作助浸剂循环富集浸出；按上述方案，所述的含钒物料包括含钒石煤、含钒钢渣、含钒废催化剂、及其它含钒废料中的任意一种。按上述方案，所述的含钒物料的耗酸量和浸出终点残酸浓度需作试验确定，所述的添加萤石粉作助浸剂循环多次富集浸出，所述的循环富集浸出液V2O5含量10g/L～40g/L。按上述方案，所述的循环富集浸出液用钙粉中和净化控制硫酸浓度为质量体积百分比为4％～5％。按上述方案，所述的高酸条件下为硫酸质量体积百分比4％～5％；所述的用双氧水氧化钒，其中，双氧水用量为钒含量理论量1～3倍量；所述的通入CO2用量为1L/min/m3～5L/min/m3，湿聚合多钒酸用量为1Kg/m3～50Kg/m3。按上述方案，所述的粗钒用乙酸+乙酸铵溶液浸取精制，用稀乙酸溶液和去离子水洗涤，生产合格的五氧化二钒产品，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含钒物料全湿法一步沉钒生产五氧化二钒的方法，含钒物料采取以稀硫酸为浸出剂，以含钒物料的耗酸量和浸出终点残酸浓度确定浸出的硫酸浓度，添加萤石粉作助浸剂循环多次富集浸出；所得循环富集浸出液用钙粉中和净化控制一定的硫酸浓度；所得钙粉中和净化液在高酸条件下用双氧水氧化钒，通入CO

【技术特征摘要】
1.一种含钒物料全湿法一步沉钒生产五氧化二钒的方法，含钒物料采取以稀硫酸为浸出剂，以含钒物料的耗酸量和浸出终点残酸浓度确定浸出的硫酸浓度，添加萤石粉作助浸剂循环多次富集浸出；所得循环富集浸出液用钙粉中和净化控制一定的硫酸浓度；所得钙粉中和净化液在高酸条件下用双氧水氧化钒，通入CO2，加入一定量的湿聚合多钒酸作晶种，用蒸汽加温至沸保温沉钒生产粗钒，沉钒母液返回第一浸出配酸；粗钒精制，洗涤，生产含格的五氧化二钒产品。


2.根据权利要求1所述的含钒物料全湿法一步沉钒生产五氧化二钒的方法，其特征在于所述的多次富集浸出具体步骤是：第一次浸出过滤液补加硫酸返回，添加萤石粉作第二次浸出剂用，第二次浸出过滤液补加硫酸和萤石粉作助浸剂返回第三次浸出，依次类推循环富集浸出至含钒溶液富集至工艺要求。


3.根据权利要求1所述的含钒物料全湿法一步沉钒生产五氧化二钒的方法，其特征在于所述的含钒物料包括含钒石煤、含钒钢渣、含钒废催化剂、及其它含钒废料中的任意一种。


4.根据权利要求1所述的含钒物料全湿法一步沉钒生产五氧化二钒的方法，其特征在于所述的含钒物料的耗酸量和浸出终点残酸浓度需作试验确定，所述的添加萤石粉作助浸剂循环多次富集浸出，所述的循环富集浸...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨秋良，
申请(专利权)人：杨秋良，
类型：发明
国别省市：湖北;42