【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冶金固废资源综合利用，尤其涉及一种碱浸提钒尾渣的微气泡脱钠方法。
技术介绍
1、目前，提钒尾渣中铁、钛、钒等元素可以通过工厂的高炉流程得以回用。碱浸提钒尾渣是钒渣与一定浓度的氢氧化钠溶液充分混合，通过蒸汽加热进行钒渣氧化，水浸过滤提钒后的固体废弃物。由于提钒尾渣富氧碱浸高效提钒后，终渣含钠高，其利用难度非常大，直接返烧结可能导致高炉碱度提高，在髙炉炼铁的过程中会在高炉内形成碱循环，从而催化焦炭气化反应的进行，引起烧结矿还原粉化、球团矿异常膨胀等不良影响，造成髙炉结瘤，同时会破坏高炉的内衬，最终使得料柱透气性下降、煤气流分布失调，大大缩短高炉的寿命。
2、因此，需对提钒尾渣进行脱钠处理，以满足配矿炼铁要求，实现提钒尾渣资源化利用，具有重要的资源价值意义和环境意义。
3、cn103952558a公开了一种钒钛磁铁矿提钒尾渣脱钠的方法，向设定量和浓度的酸溶液中加入提钒尾渣；使酸溶液与提钒尾渣在设定温度下反应设定时间，以去除提钒尾渣中的na2o。该方法需要使用大量的酸液，并且处理后的废液量大且难处理，工艺成本较大。
4、cn103952558a提出了一种钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法，该方法首先将提钒尾渣与稀酸进行脱钠反应，反应结束后对浆料进行液固分离，得到脱钠后提钒尾渣和含钠液，对脱钠后提钒尾渣进行洗涤，洗涤后获得低钠提钒尾渣。该方法反应温度低，操作简便，成本低，可实现提钒尾渣的高效脱钠，脱钠后尾渣可返回炼铁。但该工艺中提钒尾渣需在酸釜中进行反应，且得到的尾渣洗水需单独处理，对已
5、cn109182734a公开了一种稀酸堆浸钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠的方法，该方法虽然针对钒钛磁铁矿钠化焙烧提钒尾渣脱钠方法的不足进行了改进，但基本原理相同，无法避免酸消量大，金属损耗高。
6、为了提高资源利用率、降低反应能耗，盐离子置换脱钠法逐渐发展成为一种清洁、节能的新方法。在《烧结法硅渣脱钠技术研究》文献中，赵宏利研究了拜耳-石灰水热法处理烧结法硅渣所需的适宜的石灰添加量、溶出温度、溶出时间等，结果表明，烧结法硅渣采用拜耳-石灰水热法处理后的残渣含碱量低，可综合利用。该方法采用石灰水热方法，需要温度高，溶出时间长。针对钠化提钒尾渣脱钠，张海平、丁跃华等人在《昆明理工大学学报》上发表的论文《钠化提钒尾渣脱钠实验》中提出利用氧化钙和合适活性剂对提钒尾渣进行脱钠，提钒尾渣的脱钠率仅能达到59.73％，脱钠效果一般。
7、cn105671327b公开了一种碱性条件下含钒尾渣脱钠的方法，所述方法为向含钒尾渣中加入钙质添加剂和碱性物料，混合均匀后配制成料浆置于反应釜中加热搅拌发生反应；然后将反应后的料浆降温后进行固液分离洗涤，得到脱钠后的含钒尾渣。在碱性条件下，通过钙质添加剂和碱性物料的协同作用，可以实现含钒尾渣中钠的高效脱除，使处理后获得的含钒尾渣中的碱金属(以na2o计)含量由＞4wt％降低到1wt％以下，脱钠后的含钒尾渣满足直接应用于高炉炼铁的要求，实现了大宗化。但该方法需要在反应釜中进行和消耗大量碱液，处理后的废液量大且不易处理，工艺成本高。
8、综上所述，目前亟需开发一种碱浸提钒尾渣的资源化、无害化和高值化的脱钠方法。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种碱浸提钒尾渣的微气泡脱钠方法，采用co2微气泡对碱浸提钒尾渣进行浸出脱钠，最终脱钠后的尾渣可作为烧结矿的原料进入高炉冶炼，以达到回收尾渣中铁元素的目的，实现了对含钒固废的综合回收利用，减少了环境污染。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术提供一种碱浸提钒尾渣的微气泡脱钠方法，所述微气泡脱钠方法包括如下步骤：
4、混合碱浸提钒尾渣和浸出溶液，并在搅拌条件下通入二氧化碳气泡，进行气液固三相脱钠反应，并经固液分离，得到脱钠尾渣。
5、本专利技术利用co2微气泡强化co2在碱介质中的扩散与传质，提高微气泡在溶液中的稳定存在时间，促进co2溶解到水溶液中生成co32-的过程。此外微气泡爆裂过程中产生空穴效应生成碳酸根自由基(co3.-)，co3.-具有非常强的碳酸化氧化反应活性，从而强化含na物相转化过程，使得碱法加压浸出条件下稳定存在的硅酸钠钙物相转化为常压条件下更稳定的物相，从而将尾渣中高na物相分解，以达到脱钠目的。
6、与氧气微气泡或者空气微气泡相比，本专利技术采用二氧化碳微气泡进行碳化脱钠，除容易生成高反应活性的碳酸根自由基外，co2浓度更高，传质和溶解性能更好，更有利于碳酸钙物相的生成。而且o2和n2均与尾渣不发生反应，因此无法达到脱钠效果。
7、本专利技术中co2微气泡的尺寸大小为0.22～100μm，例如可以是0.22μm、1μm、2μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm等。
8、优选将尺寸大小控制在上述范围，当气泡过小时，存在尾渣颗粒堵塞曝气头微孔的问题；当气泡过大时，存在气泡浮力大、停留时间短、传质和扩散性能差的问题。
9、本专利技术优选在低浓度碱液中进行脱钠，这是由于该naoh溶液条件下有利于co2气体的溶解和扩散，从而提高含na物相的转化速率。
10、优选地，所述碱浸提钒尾渣中na2o含量为4～10wt％，例如可以是4wt％、4.7wt％、5.4wt％、6wt％、6.7wt％、7.4wt％、8wt％、8.7wt％、9.4wt％或10wt％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
11、优选地，所述碱浸提钒尾渣中还含有sio2、cao、feo或al2o3中的任意一种或至少两种的组合，由于这些物相组成在特定碱度、温度、压力条件下生成稳定的硅酸钠钙物相，因此难以通过常规方法脱除。
12、优选地，所述搅拌条件的搅拌速度为200～300r/min，例如可以是200r/min、210r/min、220r/min、230r/min、240r/min、250r/min、260r/min、270r/min、280r/min、290r/min或300r/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
13、优选地，所述二氧化碳气泡通过曝气头通入。
14、优选地，所述曝气头的材质包括钛滤芯、镍滤芯或不锈钢滤芯中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为钛滤芯和镍滤芯的组合，不锈钢滤芯和镍滤芯的组合，钛滤芯和不锈钢滤芯的组合。
15、优选地，所述曝气头的孔径尺寸为0.22～100μm，例如可以是0.22μm、1μm、12μm、23μm、34μm、45μm、56μm、67μm、78μm、89μm或100μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
16、本专利技术优选将曝气头的孔径尺寸控制在上述范围内，能够更好地提高脱钠效果本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碱浸提钒尾渣的微气泡脱钠方法，其特征在于，所述微气泡脱钠方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的微气泡脱钠方法，其特征在于，所述碱浸提钒尾渣中Na2O含量为4～10wt％；
3.根据权利要求1或2所述的微气泡脱钠方法，其特征在于，所述搅拌条件的搅拌速度为200～300r/min；
4.根据权利要求1～3任一项所述的微气泡脱钠方法，其特征在于，所述浸出溶液包括碱液；
5.根据权利要求1～4任一项所述的微气泡脱钠方法，其特征在于，所述气液固三相脱钠反应的时长为1～2h；
6.根据权利要求1～5任一项所述的微气泡脱钠方法，其特征在于，所述碱液和碱浸提钒尾渣的液固比为(3～5):1。
7.根据权利要求1～6任一项所述的微气泡脱钠方法，其特征在于，所述碱浸提钒尾渣的来源包括：混合钒渣和碱性溶液，进行含氧碱浸提钒，得到提钒后浆料；混合含钙添加剂、水和所述提钒后浆料，进行脱硅处理，并经固液分离，得到碱浸提钒尾渣。
8.根据权利要求7所述的微气泡脱钠方法，其特征在于，所述钒渣为钒钛磁铁矿冶炼过程中转炉
9.根据权利要求1～8任一项所述的微气泡脱钠方法，其特征在于，所述含氧碱浸提钒的温度为150～200℃；
10.根据权利要求1～9任一项所述的微气泡脱钠方法，其特征在于，所述微气泡脱钠方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种碱浸提钒尾渣的微气泡脱钠方法，其特征在于，所述微气泡脱钠方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的微气泡脱钠方法，其特征在于，所述碱浸提钒尾渣中na2o含量为4～10wt％；
3.根据权利要求1或2所述的微气泡脱钠方法，其特征在于，所述搅拌条件的搅拌速度为200～300r/min；
4.根据权利要求1～3任一项所述的微气泡脱钠方法，其特征在于，所述浸出溶液包括碱液；
5.根据权利要求1～4任一项所述的微气泡脱钠方法，其特征在于，所述气液固三相脱钠反应的时长为1～2h；
6.根据权利要求1～5任一项所述的微气泡脱钠方法，其特征在于，所述碱液和碱...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘彪，杜浩，耿立唐，张振全，王宝华，祁健，陈畅，李昊男，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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