钠化提钒联合制碱及低成本利用钒渣制备偏钒酸铵的方法技术

本发明专利技术公开了一种钠化提钒联合制碱及低成本利用钒渣制备偏钒酸铵的方法，包括以下步骤：A、将钒渣与碳酸钠混匀焙烧；B、水浸焙烧熟料，得到浸出渣和浸出液，向浸出液中先后加入氯化钙和聚合氯化铝；C、向合格液中加入氯化铵进行沉钒；D、沉钒尾液加入氯化铁除钒，接着加入氯化亚铁和氢氧化钠除铬，接着加入碳酸氢铵沉淀出碳酸氢钠；E、滤液蒸发结晶析出得到氯化铵。本发明专利技术使溶液体系从复杂的多种类阴离子转变为单一阴离子的体系，由此避免了处理系统的崩溃，同时在高效率制备偏钒酸铵产品时，实现了辅料和废水的循环使用，“三废”排放量很低，满足了现阶段国家的环保要求，彻底解决了生产企业目前面临的环保压力。企业目前面临的环保压力。企业目前面临的环保压力。

【技术实现步骤摘要】
钠化提钒联合制碱及低成本利用钒渣制备偏钒酸铵的方法


[0001]本专利技术涉及湿法冶金提钒
，特别涉及一种钠化提钒联合制碱及低成本利用钒渣制备偏钒酸铵的方法。

技术介绍

[0002]当前世界上的矿物提钒技术，主要包括钠化提钒和钙法提钒。钠化提钒工艺因矿中的杂质元素种类较多并且也容易钠化形成相应的钠盐溶解在水中，此后经过滤、除杂等一系列过程后再加入沉淀剂沉淀出合格的偏钒酸铵或多钒酸铵，在一系列的除杂以及沉淀等过程中，相应地会引入不同种类的离子，为保障最终成品质量以及产品收率，一般都会过量加入，从而导致了沉钒尾液中的离子种类多，主要是硫酸钠或氯化钠。一般来说，沉淀偏钒酸铵后的尾液浓度高于沉淀多钒酸铵后的尾液，尾液中的主要离子都是钠离子、铵离子、硫酸根、氯离子以及少量的钒酸根和六价铬。目前，很多钒制品(湿法冶金)企业的废水都是采用预处理—膜分盐—蒸发结晶的工艺模式进行处理，得到工业氯化钠和硫酸钠，氯化钠在焙烧时有时作为钠离子的补充剂以及焙烧料的pH调节剂返到前端工段使用，但硫酸钠的市场用途就比较狭窄，很难找到市场。有的企业的处理方式就是直接预处理后蒸发得硫酸钠和氯化钠的混合盐，其市场应用更加狭窄。随着国家环保要求的日趋严格，国家对钒制品(湿法冶金)企业的废水排放标准要求更高，这就严格要求了相关企业妥善处理好该工业产生的废水、废物。而现有处理工艺蒸发得到的硫酸钠，本身附加值就低，处理成本以及设备要求还高，处理成本高、环保压力大、产品附加值低等弊端日益凸显。
[0003]针对当前钒湿法冶金的废水，中科院对其进行了相关的研究，提出了浓缩—制碱—制硫酸铵的工艺，该工艺在攀钢集团进行了相应的中试调试试验，但是该工艺在硫酸铵过滤后的溶液处置上采取的是返回到前序复分解反应，因溶液中有氯离子的存在，一方面影响了成品的纯度，另一方面，氯离子在富集后，影响了反应的收率，而且对设备的腐蚀影响也极大。因此，该工艺的处理方式到循环后期必然因杂质的影响而需要外排浓盐水，而这种浓盐水的处置成本会很高，这也是该工艺不可估算的处理成本增加项。
[0004]中国专利CN110106346A公开一种碳酸铵浸出焙烧熟料制备氧化钒的方法，其步骤为：1、将钒渣与钙盐混匀焙烧；2、向焙烧熟料中加入水和含钠碳酸盐浸出；3、向浸出液中加入除硅剂，然后通过CO2调节pH至7.8－8.5，固液分离得到结晶母液和碳酸氢钠，结晶母液加入碳酸氢铵沉钒，得到偏钒酸铵和沉钒上层液，沉钒上层液直接作为浸出剂回收使用。该专利通过向除硅后的溶液中通入CO2调节pH为7.8－8.5，降低了溶液中钠离子浓度，提高了沉钒率，该工艺中由于没有除铬工序，因此不会产生钒铬滤饼和固废硫酸钠，实现了钒渣低成本清洁生产氧化钒。然而，该专利技术采用的是钙化提钒工艺，钙化提钒相对于钠化提钒来说，由于焙烧熟料溶解度存在较大差异，导致钙化提钒的盐水浓度低于钠化提钒的盐水浓度，而正因如此，钠化提钒工艺的收率高于钙化提钒工艺。同时，该专利技术在循环使用沉钒上层液时，沉钒上层液中的铬、钼、磷等杂质不断富集后，不仅影响成品的纯度，而且还会影响收率，并不是优选的实施方案。另外，该工艺对浸出前物料的颗粒要求很高(固液反
应要求很高)，其对钒的收率影响很大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种钠化提钒联合制碱及低成本利用钒渣制备偏钒酸铵的方法，以克服现有湿法提钒工艺所存在的废水处理成本高、难度大、副产品价值低等问题。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：一种钠化提钒联合制碱的方法，包括以下步骤：
[0007]A、将钒渣与碳酸钠混匀焙烧，得到焙烧熟料；
[0008]B、水浸焙烧熟料，得到浸出渣和浸出液，向浸出液中先后加入氯化钙和聚合氯化铝，以除去浸出液中的磷和硅，得到脱磷渣、脱硅渣以及合格液；
[0009]C、向合格液中加入氯化铵进行沉钒，过滤得到偏钒酸铵沉淀和沉钒尾液；
[0010]D、沉钒尾液用盐酸调节pH至酸性，然后加入氯化铁除钒，接着加入氯化亚铁和氢氧化钠除铬，再向溶液中加入碳酸氢铵沉淀出碳酸氢钠，过滤得到碳酸氢钠沉淀和滤液；
[0011]E、滤液加盐酸除碳酸根后蒸发形成过饱和溶液，然后冷却析出，过滤得到氯化铵。
[0012]在本专利技术中，将钒渣与碳酸钠按比例充分混匀，在850－900℃进行钠化焙烧，出料后水浸出，浸出过滤后先后用氯化钙、聚合氯化铝除去溶液中的杂质磷和硅，过滤后得合格液，然后加入氯化铵沉钒，沉淀出的偏钒酸铵净化后融片制得片钒，沉钒尾液用盐酸调节pH值后，加三氯化铁除钒，再加氯化亚铁和氢氧化钠除铬，然后加入碳酸氢铵沉淀出碳酸氢钠，过滤，滤液加盐酸除碳酸根后蒸发至过饱和，冷却析出氯化铵晶体。本专利技术的工艺在制备偏钒酸铵产品时，采用钠化提钒保证了钒的收率，同时以沉钒尾液为制碱原料制备得到产品价值较高的碳酸氢钠和氯化铵，在一定程度上降低了废水处理成本，提高了副产品的价值，缓解了生产企业的环保压力。
[0013]进一步，在进行焙烧前，将钒渣破碎至过100目筛。
[0014]进一步，在A中，焙烧温度为850－900℃。
[0015]进一步，在B中，水浸时间为1－3h，为了提高浸出率，水浸采用逆流洗涤方式进行(多级洗涤)，以保障转化的可溶钒尽可能多的进入到溶液里。
[0016]进一步，在步骤D中，加氯化铁除钒得到的钒酸铁作为钒渣回收利用。
[0017]进一步，在步骤D中，加入氯化亚铁后，用氢氧化钠调节溶液至中性，然后静置过滤除去铬。
[0018]进一步，在步骤D中，按照钠离子与碳酸氢根离子摩尔比1：1.1－1.3的比例加入碳酸氢铵。
[0019]本专利技术还包括一种低成本利用钒渣制备偏钒酸铵的方法，包括以下步骤：
[0020]S1、将钒渣破碎磨细后与碳酸钠或/和碳酸氢钠混合，在850－900℃下焙烧1－3h，得到焙烧熟料；
[0021]S2、水浸焙烧熟料，水浸时间为1－3h，得到浸出渣和浸出液，向浸出液中先后加入氯化钙和聚合氯化铝，以除去浸出液中的磷和硅，得到脱磷渣、脱硅渣以及合格液；
[0022]S3、向合格液中加入氯化铵进行沉钒，过滤得到偏钒酸铵沉淀和沉钒尾液，偏钒酸铵经净化焙烧后得到五氧化二钒成品，沉钒尾液作为制碱原料处理；
[0023]S4、沉钒尾液用盐酸调节pH至酸性，然后加入氯化铁除钒，接着向溶液中先后加入
氯化亚铁和氢氧化钠除铬；
[0024]S5、蒸发浓缩步骤S4得到的溶液，然后按照钠离子与碳酸氢根离子摩尔比1：1.1－1.3的比例加入碳酸氢铵，反应一定时间后，过滤得到碳酸氢钠沉淀和滤液，碳酸氢钠沉淀作为钠化提钒原料直接使用；
[0025]S6、滤液加盐酸除碳酸根后蒸发形成过饱和溶液，然后冷却析出，过滤得到氯化铵，氯化铵直接返回S2中作为辅料使用，过滤后的液体作为水浸步骤的水源使用。
[0026]在本专利技术中，在钠化焙烧阶段，碳酸钠原料可来自联合制碱工艺得到的产品碳酸氢钠，由此实现碱料的循环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钠化提钒联合制碱的方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将钒渣与碳酸钠或/和碳酸氢钠混匀焙烧，得到焙烧熟料；B、水浸焙烧熟料，得到浸出渣和浸出液，向浸出液中先后加入氯化钙和聚合氯化铝，以除去浸出液中的磷和硅，得到脱磷渣、脱硅渣以及合格液；C、向合格液中加入氯化铵进行沉钒，过滤得到偏钒酸铵沉淀和沉钒尾液；D、沉钒尾液用盐酸调节pH至酸性，然后加入氯化铁除钒，接着加入氯化亚铁和氢氧化钠除铬，再向溶液中加入碳酸氢铵沉淀出碳酸氢钠，过滤得到碳酸氢钠沉淀和滤液；E、滤液加盐酸除碳酸根后蒸发形成过饱和溶液，然后冷却析出，过滤得到氯化铵。2.如权利要求1所述的钠化提钒联合制碱的方法，其特征在于，在进行焙烧前，将钒渣破碎至过100目筛。3.如权利要求2所述的钠化提钒联合制碱的方法，其特征在于，在A中，焙烧温度为850－900℃。4.如权利要求1所述的钠化提钒联合制碱的方法，其特征在于，在B中，水浸时间为1－3h，水浸采用逆流洗涤方式进行。5.如权利要求1所述的钠化提钒联合制碱的方法，其特征在于，在步骤D中，加氯化铁除钒得到的钒酸铁作为钒渣回收利用。6.如权利要求1所述的钠化提钒联合制碱的方法，其特征在于，在步骤D中，加入氯化亚铁后，用氢氧化钠调节溶液至中性，然后静置过滤除去铬。7.如权利要求1－6任一所述的钠化提钒联合制碱的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王科，张树成，徐东，戴川，殷维，李飞，龙武涛，
申请(专利权)人：万循材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：