【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工冶金，尤其涉及一种钒渣氯化提钒的方法。
技术介绍
1、钒作为一种关键的战略金属资源，在钢铁、航空航天、增材制造及化工等多个领域有着广泛的应用价值。提钒原料多样化，包括钒钛磁铁矿、含钒页岩及含钒二次资源，其中，全球85%以上的钒以钒钛磁铁矿为原料提取得到。钒钛磁铁矿通过还原富集-选择性氧化处理得到的含钒渣（钒渣），成为当前工业提钒的主要原料。
2、现有钒渣提钒技术包括钠化焙烧-水浸提钒、钙化焙烧-酸浸提钒两大类工艺。这些工艺的共同之处在于，通过将钠盐或钙盐作为添加剂焙烧，使钒渣中的含钒物相分解，低价钒转化为高价钒酸盐，进而通过水浸或酸浸过程，使焙烧物料中的高价钒酸盐溶出，实现钒的提取。然而，这些工艺存在显著缺陷。首先，钠化焙烧-水浸提钒工艺会在铵盐沉淀过程中产生大量氨氮废水，影响环保性能；其次，钙化焙烧-酸浸提钒工艺则因技术限制和设备因素，导致钒收率较低。此外，这些工艺主要聚焦于钒资源的提取及利用，而忽略了钒渣中铁、锰、钛、硅等资源的进一步利用，从而限制了资源综合利用率。为了解决上述技术问题，业界已开发出多种新型钒渣提钒技术。其中，氯化法提钒技术作为一类新型提钒技术，具有提取效率高、过程清洁、产品纯度高等显著优势，在近年来得到了快速发展。氯化法提钒技术主要流程包括：钒渣预氧化-选择性氯化-氯化物分离纯化-高纯五氧化二钒产品制备，为实现钒资源的可持续利用提供了新的途径。
3、现有技术中，关于氯化法提钒技术的相关文献如下：
4、专利cn200910250443.5公开了钒渣氯化焙烧
5、专利cn201711189974.9公开了一种钒资源清洁氯化生产高纯五氧化二钒的系统及方法，提出了钒渣造粒氧化焙烧-流态化选择性配碳氯化技术，使钒的氯化选择性得到明显提升。
6、文献“selective extraction of vanadium from pre-oxidized vanadium slagby carbochlorination in fluidized bed reactor，journal of cleaner production,2019, 237: 117765”报道了钒渣预氧化-选择性氯化提钒的影响规律及工艺调控原理，渣中钒、铁、钛的氯化率分别为87.47%、18.79%、6.15%。
7、文献“a novel process for simultaneous extraction of iron, vanadium,manganese, chromium, and titanium from vanadium slag by molten saltelectrolysis”报道了一种钒渣直接分步氯化共提技术，通过在熔盐中对钒渣进行氯化，得到钒、铁、钛、锰的氯化物，然后再通过电解制备得到钒、铁、锰的多元合金，优化条件下渣中钒、铁、钛、锰的氯化率分别达76.5%、90.3%、79.9%、97.3%，该方法工艺流程短、有利于实现钒渣多元金属资源的综合利用。
8、然而，上述现有技术中，钒和钛作为钒渣中最具附加价值的组分，其氯化率过低。
9、因此，迫切需要研发一种能从钒渣中共同高效提取钒、铁、钛、锰等金属资源的新型氯化技术，特别关注提升钒和钛的氯化率。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提出一种钒渣氯化提钒的方法。本专利技术不仅有助于提升钒渣中金属资源的综合利用率，还能为高端金属材料的制备提供新的途径。
2、基于上述目的，本专利技术实施例的提供了一种钒渣氯化提钒的方法，包括：
3、s1，将钒渣与固体碳化剂按照一定比例充分混合后加水湿润并压块；
4、s2，将s1中压块得到的物料进行惰性气氛碳化焙烧；
5、s3，将s2中焙烧后的碳化渣冷却后进行破碎、筛分；
6、s4，将s3中得到的筛分物料进行氯化反应；
7、s5，将s4中氯化反应产生的气态挥发组分进行冷凝、分离，得到四氯化钒与四氯化钛的液态混合物以及氯化锰与氯化铁的固体混合物。
8、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s1中，钒渣的粒度为-200目以下，按重量份计，钒渣包括：五氧化二钒 5%~20%、三氧化二铁 25%~50%、二氧化钛 5%~15%、氧化锰 5%~10%以及二氧化硅 10%~20%。
9、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s1中，固体碳化剂的粒度为-200目，固体碳化剂的碳含量为85%以上，固体碳化剂包括石油焦、活性炭、碳粉。
10、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s1中，一定比例为钒渣与固体碳化剂的质量比为100:(10~50)。
11、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s1中，钒渣与固体钒渣碳化剂混合均匀后，加水量为固体物料质量的2%~8%，压块的压力为10~30mpa。
12、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s2中，惰性气体为纯度99.99%以上的氩气、氮气或氦气，碳化焙烧的温度为1000~1600℃，碳化焙烧的时间为2~8h。
13、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s3中，破碎、筛分后的物料粒度为50~500μm。
14、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s4中，氯化反应的方式包括固定床、流化床，氯化反应的温度为200~500℃，氯化反应的时间30~120 min，氯化反应的气体流速为0.1~0.5m/s，氯化反应的气体组成为纯度99.9%以上的氯气与纯度99.9%以上的氮气、氩气和氦气中的一种或多种，氯化反应的气体中氯气的体积占比为50%~100%。
15、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s5中，冷凝温度为-20~0℃。
16、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s5中，分离包括将冷凝得到的氯化物进行沉降或离心分离。
17、本专利技术至少具有以下有益技术效果：
18、本专利技术提出了钒渣高温碳化-低温氯化的新方法，将钒渣配碳在高温下进行碳化焙烧，可以将碳化渣中钒、铁、钛、锰等元素转化为可被氯化的化合物，随后，通过低温氯化工艺，将钒、铁、钛、锰等元素以氯化物形式分离出来，实现碳化渣中钒、铁、锰、钛高效氯化共提，通过上述高温碳化和低温氯化的结合，不仅能够大幅提升钒、钛的氯化效率，还促进了钒渣中多金属资源的综合利用，有效减少了污染物排放，具有重要的环保和经济价值。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种钒渣氯化提钒的方法，其特征在于，包括：
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，钒渣的粒度为-200目以下，按重量份计，钒渣包括：五氧化二钒 5%~20%、三氧化二铁 25%~50%、二氧化钛 5%~15%、氧化锰 5%~10%以及二氧化硅 10%~20%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，固体碳化剂的粒度为-200目，固体碳化剂的碳含量为85%以上，固体碳化剂包括石油焦、活性炭、碳粉。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，钒渣与固体碳化剂的质量比为100:(10~50)。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，钒渣与固体钒渣碳化剂混合均匀后，加水量为固体物料质量的2%~8%，压块的压力为10~30 MPa。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，惰性气体为纯度99.99%以上的氩气、氮气或氦气，碳化焙烧的温度为1000~1600℃，碳化焙烧的时间为2~8h。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S4中，氯化反应的方式包括固定床、流化床，氯化反应的温度为200~500℃，氯化反应的时间30~120 min，氯化反应的气体流速为0.1~0.5 m/s，氯化反应的气体组成为纯度99.9%以上的氯气与纯度99.9%以上的氮气、氩气和氦气中的一种或多种，其中，氯化反应的气体中氯气的体积占比为50%~100%。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S5中，冷凝温度为-20~0℃。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S5中，分离包括将冷凝得到的氯化物进行沉降或离心分离。
...【技术特征摘要】
1.一种钒渣氯化提钒的方法，其特征在于，包括：
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s1中，钒渣的粒度为-200目以下，按重量份计，钒渣包括：五氧化二钒 5%~20%、三氧化二铁 25%~50%、二氧化钛 5%~15%、氧化锰 5%~10%以及二氧化硅 10%~20%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s1中，固体碳化剂的粒度为-200目，固体碳化剂的碳含量为85%以上，固体碳化剂包括石油焦、活性炭、碳粉。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s1中，钒渣与固体碳化剂的质量比为100:(10~50)。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s1中，钒渣与固体钒渣碳化剂混合均匀后，加水量为固体物料质量的2%~8%，压块的压力为10~30 mpa。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s2...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜光超，汪劲鹏，王仕伟，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。