CN1059762A - 盐酸氯化法生产五氧化二钒的新工艺 - Google Patents

盐酸氯化法生产五氧化二钒的新工艺 Download PDF

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郑志芳
丁中南
张渊玖
郑有娣
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Abstract

盐酸氯化法生产五氧化二钒的新工艺。本发明 利用盐酸水溶液通入氯气将钒渣中的钒转入溶液，再 加碱使钒离子生成氢氧化钒沉淀，从而使V2O5的收 得率达到96％以上。它解决了从钒原料中清除硅、 钙、镁等杂质的难题，使提钒工艺产生了更新换代的 重大变革。

Description

本发明属于钒的化合物的提取方法。
就申请人所知，目前国内外普遍应用的五氧化二钒生产工艺是钒渣经氧化钠化焙烧的湿法冶炼方法。即：钒渣→破碎球磨磁选→氧化钠化焙烧→水浸→净化除杂→多钒铵沉淀→烘干→脱氨氧化→成品。为了提高原料中的含钒率，往往在炼钢之前吹炼钒渣，使原料的含钒率从1%富集到10-20%。但由于SiO2和钙的化合物不能彻底清除，钒的收得率仍然不高，一般的钢铁企业收得率不到70%，世界上最好的收得率为92%。
要想在提钒工艺上有所突破，取得高收得率高效益，使复杂的现行工艺变得简单，关键问题是如何把大量存在于钒原料中的SiO2、CaO、MgO等除掉，这是我国冶金工业部“七·五”期间列出的攻关项目。本发明成功地解决了这一难题。
本发明是这样实现的：将钒原料（含钒的高钙高硅钢渣、煤矸石、钒渣、次钒渣等）磨细后拌入盐酸的水溶液，在反应塔内与通入的氯气进行化学反应（简称酸浸氯化反应），使原料中的钒全部以离子形式转入酸性溶液。然后应用过滤分离法除去大量的SiO2和少量不参与反应的其他物质（如煤矸石中的C或中间产物FeOCl等不溶物质）。再将酸浸溶液用NH3H2O或NaOH，Ca（OH）2、Na2CO3进行中和，使钒离子与OH-作用，生成V（OH）3↓，V（OH）4↓沉淀。这里需严格控制溶液的PH值在6.5～.07之间，否则Ca2+、Mg2+在PH＞7的情况下也会生成Ca（OH）2、Mg（OH）2沉淀。最后再用过滤分离法将不溶的氢氧化钒分离出来，即得粗钒产品。这种粗钒可作为成品卖给钢铁企业冶炼高钒生铁，也可以用常规的氧化钠化焙烧法（俗称火法）或用“氧化碱溶法”（俗称水法）进一步加工生产高纯度高质量的五氧化二钒。利用本新工艺提钒，V2O5的收得率可达96%以上。
本新工艺生产流程示意如图：
和现有的提钒工艺相比，本新工艺有下述优点：1、本新工艺不需吹炼钒渣，可利用炼钢废物-钢渣直接提钒，不仅大大降低提钒成本，同时可提高钢铁产量，本法可说是提钒工艺的更新换代的重大改革。2、本新工艺不仅适用于目前广泛应用的氧化钠化焙烧法提钒的原料-钒渣，而且还适用于高硅高钙的钢渣、煤矸石、钒渣、次钒渣等原料，大大拓宽了钒原料的来源。3、本法步骤简单，设备投资少，省去了投资巨大的焙烧窑或竖式多膛炉。用现行方法投资月产40吨V2O5的费用为1600～1700万元，而用本新工艺投资月产40吨的费用不足400万元。4、现行方法煤矸石的收得率为35～40%，本新工艺煤矸石的收得率可达90%。用现行方法从钒渣提钒的收得率为55～75%，采用本新工艺从钒渣中提钒收得率可达96%以上。5、采用本新工艺基本无废弃物，中间产物SiO2可作筑路材料，过滤液可用H2SO4置换出HCl重复使用，CaSO4制水泥或硫酸，残渣CaO作建筑材料，铁杂质可生产氧化铁红，Mn杂质可作多元肥料的添加剂……生产过程中无有毒有害气体及尘埃产生，环境污染少。
下面举一生产实施例：将盐酸的水溶液用泵送入塔内（反应塔高5米，穿透压力0.5kg），用软水调整溶液使PH＝2，再将含V2O5为4.8%的钢渣（马钢公司三钢的水冲渣）6吨（固液比为1∶2）吊装入反应塔内，将塔顶加料加液口盖好。塔顶有一出气管道通入气体收集器内（用以吸收酸性气体返回应用）。开启氯气阀，调整供气压0.6kg，此时塔内发生剧烈的化学反应，温度控制在60～70℃，反应维持4～8小时。待塔内物质反应完全后，冷至室温，开启塔底阀门，将塔内物通过过滤池，再从塔顶加水冲洗塔内渣。过滤出的渣大部分为SiO2，可作筑路材料。再向沉淀池内的浸出液通氨水，搅拌，控制PH值6.5～7.0，放掉沉淀池上层清液，将下层浆液抽入甩干机，脱水、烘干。得到的产品即为粗钡[V（OH）3、V（OH）4等]重量为0.598吨。再经氧化钠焙烧或氧化碱溶进一步提炼，可得高纯度高质量的V2O50.281吨，收得率为97.43%。

Claims (1)

1、一种从煤矸石或含钒钢渣等原料中提取五氧化二钒的新工艺，其特征是先将盐酸水溶液拌和钒原料在氯化塔内通入氯气进行反应，不溶的SlO2等和各种进入溶液的钒离子、钙离子等得以分离；然后再在浸出液中加入碱液[NH3·H2O或Na2CO3、Ca(OH)2、NaOH等]控制PH值为6.5～7，钒离子生成不溶的氢氧化物沉淀，过滤析出粗钒(氢氧化钒)，再用氧化钠化焙烧法或氧化碱溶法，进一步加工可得高质量的V2O5。其化学原理为：
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