一种节能减排的钒渣处理方法技术

本发明专利技术属于稀有金属提取领域，尤其涉及一种从钒渣中提取钒节能减排的钒渣处理方法。具体步骤：首先，将与铁水分离后的1200℃以上的高温液态钒渣置于渣罐中；然后，根据钒渣品位向渣罐中加入钠化合物，然后用水冷超音速或亚音速氧枪向渣罐中供氧，造成强氧化性气氛，同时能起到搅拌作用，促使钒渣中快速生成水溶性钒酸钠，为保证供氧量大于渣中各组分全部氧化成最高价氧化物所需的氧量，需以渣中的FeO/T·Fe作为检验氧化程度的指标，钒渣中生成的V2O5与加入的钠化合物反应生成水溶性钒酸钠，最后，把得到的含有水溶性钒酸钠的渣子，处理得到V2O5。本发明专利技术是一种提钒和炼钢两不误的生产方法，采用此方法生产将产生巨大的经济和环境效益。

Vanadium slag treatment method for energy saving and emission reduction

The invention belongs to the field of rare metal extraction, in particular to a vanadium slag treatment method for extracting vanadium from energy and emission reduction from vanadium slag. Specific steps: firstly, with the hot metal after the separation of the above 1200 DEG C high temperature liquid in vanadium slag slag tank; then, according to the grade of vanadium slag by adding sodium compounds to the slag pot, and then use water cooled supersonic or subsonic oxygen lance to the slag tank of oxygen, resulting in a strong oxidizing atmosphere, at the same time can play stirring, prompted the rapid generation of vanadium slag in water soluble sodium vanadate, to ensure oxygen supply greater than slag components in all oxidized to high oxygen oxide required, to slag in FeO/T and Fe as the degree of oxidation test index, sodium compound water produced in vanadium slag generated with V2O5 the soluble sodium vanadate, finally, get with water soluble sodium vanadate dregs, to get the V2O5. The present invention is a method for producing vanadium and two steel without error. The production of this method will produce great economic and environmental benefits.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于稀有金属提取领域，尤其涉及一种从钒渣中提取钒节能减排的钒渣处 理方法。
技术介绍
钒在自然界中分布广泛，地壳中的丰度约为135X10_6。其中，钒钛磁铁矿是生产 钒的主要矿物原料，遍及中国、前苏联、美国、南非、芬兰、瑞典、挪威、印度、澳大利亚等国 家。世界上60%以上的钒生产都是通过使用含钒铁矿炼得的铁水经处理得到钒渣，再氧化 钒渣，生成水溶性钒酸钠后在水中浸钒，分离制得五氧化二钒。该方法的理论基础是，先将铁矿中的钒还原进入铁水，把铁水兑入炼钢转炉，向熔 池吹氧，使铁水中的钒氧化成低价氧化物进入渣相，此时铁水中的硅会全部氧化，一部分 锰、铁也被氧化，与钒的氧化产物一起进入渣相，然后分离渣和铁得到钒渣。钒渣中的其他 主要元素是铁和硅，此外还会有一部分炉衬材料和上一炉炼钢的炉渣成分，钒的品位不是 很高。转炉吹氧提钒时铁水含碳量高，由钒氧化物与碳的平衡关系可知，炉渣中的钒不可能 被充分氧化，大多以3价、4价离子的形式存在，这种低价态的钒离子难于溶解在水中，只有 5价钒离子的水溶性才比较好，因此有必要使低价态的钒离子氧化成为5价，并使其生成水 溶性钒酸钠，以利于用水溶出钒。现在采用的氧化钠化焙烧法处理钒渣，要将钒渣破碎除铁 后加入钠化合物混勻进行氧化焙烧，然后放在水中浸出钒，处理水溶液分离制得五氧化二 钒。目前，从铁水提钒到氧化钠化焙烧钒渣的生产工艺流程主要包括以下两个步骤 (1)铁水提钒含钒铁水加入转炉后用氧气喷枪吹氧提取钒渣，待铁水中的钒基本上全部氧 化进入渣中后，倒炉放出熔渣(约1400 1500°C)使渣和铁分离，含钒渣进入后面的处理工 序，转炉内铁水则继续炼钢。(2)钒渣氧化钠化焙烧把液态的高温钒渣冷却后进行破碎， 除铁磨细，与碳酸钠、氯化钠、硫酸钠等钠化合物混勻，加入回转窑、竖炉或多层焙烧炉等反 应器中焙烧，在80(Tl00(rC范围内通空气氧化焙烧4、小时，使钒渣中的钒生成高价氧化 物后与钠化合物生成水溶性钒酸钠。现行的工艺过程有一个明显的缺点，把1400 1500°C的高温钒渣冷却到室温进 行处理，然后再焙烧升温到80(Ti00(rc促使钒反应生成水溶性钒酸钠，显然，这钒渣温度的 一降一升浪费了大量的物理热。另外，提钒操作在炼钢过程的初期进行，如果渣中混入氧化 钙，在后面的氧化焙烧过程中，渣中一部分五氧化二钒将会与氧化钙生成不溶于水的钒酸 钙，因此提钒操作过程不能加入石灰造渣，而导致炼钢过程初期不能脱磷，不得已而将脱磷 过程放在炼钢后期，给生产带来不利的影响。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种减少钒渣处理过程造成的能量浪 费，缩短钒渣处理流程和水溶性钒酸钠生成的反应时间，使含钒铁水的提钒炼钢过程顺行，降低钒渣处理和提钒炼钢的成本的节能减排的钒渣处理方法
本专利技术技术方案是，具体包括以下步骤 首先，将与铁水分离后的1200°C以上的高温液态钒渣置于渣罐中； 然后，根据钒渣品位向渣罐中加入钠化合物，然后用水冷超音速或亚音速氧枪向渣罐 中供氧，造成强氧化性气氛，同时能起到搅拌作用，促使钒渣中快速生成水溶性钒酸钠，为 保证供氧量大于渣中各组分全部氧化成最高价氧化物所需的氧量，需以渣中的狗0八· Fe 作为检验氧化程度的指标，吹氧结束后渣中的i^eO/T · Fe < 0. 4，钒渣中生成的V2O5与加入 的钠化合物反应生成水溶性钒酸钠，加入的钠化合物中的Na2O与钒渣中的V2O5的摩尔比为 1 10 ；最后，把得到的含有水溶性钒酸钠的渣子，经冷却破碎水浸或者在热状态下投入水中 破碎挤压浸出其中的钒，可以得到含钒的水溶液，然后处理这水溶液分离精制得到v205。进一步，所述步骤中还包括处理过程中当熔融钒渣温度低不能呈现良好的流动 状态时，往钒渣中以表面添加或喷吹的方式加入0. 5 IOkgce/吨渣的燃料，以燃烧加热提 温；其中，所述燃料为无烟煤，焦炭，天然气或重油。进一步，所述钠化合物为Na2C03、NaCl和/或Na2S04。进一步，所述钠化合物的方法包括直接加入渣罐、转炉出渣时加在渣流上或/和 铺洒在渣罐里钒渣的表面。进一步，所述吹氧方式包括把氧枪伸进熔渣液面下或悬在熔渣液面上。进一步，所述所述钒渣中氧化钙含量为0 20%，渣碱度CaO/SiA为0 5。本专利技术把与铁水分离后的钒渣不经冷却，利用液态钒渣所具有的物理热来促进水 溶性钒酸钠的生成。采用事先加入渣罐、转炉出渣时加在渣流上、铺洒在渣罐钒渣表面或喷 吹入盛有钒渣的渣罐等各种方法，把可以与V2O5反应最终生成水溶性钒酸钠的钠化合物加 入盛有液态钒渣的渣罐，然后用水冷的超音速或亚音速氧枪对钒渣进行吹氧，使渣中的低 价钒离子快速氧化成为5价的钒离子，并与钠化合物反应生成水溶性钒酸钠。为保证这一 转变的顺利进行，根据钒渣品位加入的钠化合物量，要足以使全部V2O5都能生成钒酸盐，要 使钠化合物中妝20与V2O5的摩尔比为1 10。供氧量需大于渣中各组分氧化成最高价氧 化物所需的氧量，以渣中“ ^ο/Τ. Fe”作为检验钒渣氧化程度的指标，吹氧反应结束后的渣 中“i^eO/T. Fe”应小于0. 4 ；吹氧时要保证钒渣处于熔融状态，以利于吹氧过程中钒渣的流 动和氧、氧化钠的传质。向钒渣吹氧过程中，钒渣中所有的氧不饱和化合物都会氧化放热，提供生成水溶 性钒酸钠反应过程所需要的热量。当热量不够导致渣流动性不好的时候，可以往钒渣中加 入一部分燃料，燃料的种类可以是气体、液体或固体，如无烟煤，焦炭，天然气，重油等；加入 方式包括表面添加、喷吹，燃料加入量应能够保持熔融渣的温度在1250 1500°C。在生成 水溶性钒酸钠的同时，还可能有氧化钠与钒酸钙反应生成水溶性钒酸钠和氧化钙的反应存 在，因此保证了渣中钒的绝大部分都有可能生成易溶于水的钒酸钠。钒渣中的钒生成了水溶性钒酸钠后，经冷却破碎水浸或者在热状态下投入水中破 碎挤压浸出其中的钒，可以得到含钒的水溶液，然后处理这水溶液分离精制得到v205。由于这一方法可以消除钒渣中存在的氧化钙对水溶性钒酸钠生成的影响，因此含 钒铁水提钒过程可以和正常炼钢的前期操作相同，吹氧时加入一部分石灰或石灰石，提钒4的同时脱磷，以减轻炼钢过程脱磷的压力。本专利技术提出的方法与现行方法相比，具有以下的优点(1)利用高温钒渣所携带的物理热作为钒渣氧化生成水溶性钒酸钠反应过程所需的全 部或一部分热能，可以节省大量能源；(2)钠化合物加入液态的钒渣在流动中可以与各组分充分接触，因此不需要把冷却的 钒渣磨细与钠化合物混合，省去了庞大的研磨、混勻设备；(3)用高压纯氧直接吹入液态钒渣进行氧化反应，渣中生成水溶性钒酸钠的速度加快， 反应进行得更完全；(4)转炉铁水提钒过程可以加一些石灰或石灰石进行脱磷，因此减轻了其后半钢冶炼 的脱磷压力；(5)简化了工序，缩短了流程，减少了设备，提高了生产效率，减少了污染物排放。综上所述，这是一种钒渣处理过程节能减排、提钒和炼钢两不误的生产方法，采用 此方法生产将产生巨大的经济和环境效益。具体实施例方式实施例1 把约1450°C、含很少氧化钙的液态钒渣4吨倒进渣罐，渣罐净空约有15cm。根据渣中 钒的品位按一定比例加入Na2CO3, Na2CO3加入量按Na2O与V本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节能减排的钒渣处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：首先，将与铁水分离后的１２００℃以上的高温液态钒渣置于渣罐中；然后，根据钒渣品位向渣罐中加入钠化合物，然后用水冷超音速或亚音速氧枪向渣罐中供氧，造成强氧化性气氛，同时能起到搅拌作用，促使钒渣中快速生成水溶性钒酸钠，为保证供氧量大于渣中各组分全部氧化成最高价氧化物所需的氧量，需以渣中的ＦｅＯ／Ｔ·Ｆｅ作为检验氧化程度的指标，吹氧结束后渣中的ＦｅＯ／Ｔ·Ｆｅ＜０．４，钒渣中生成的Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］与加入的钠化合物反应生成水溶性钒酸钠，加入的钠化合物中的Ｎａ↓［２］Ｏ与钒渣中的Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］的摩尔比为１～１０；最后，把得到的含有水溶性钒酸钠的渣子，经冷却破碎水浸或者在热状态下投入水中破碎挤压浸出其中的钒，可以得到含钒的水溶液，然后处理这水溶液分离精制得到Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏，宋文臣，牛四通，牛士珍，郭洛方，
申请(专利权)人：北京科技大学，北京中渣冶金技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11