CN110951970A - 从含钒底流渣中回收钒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及从含钒底流渣中回收钒的方法，属于从含钒物料中回收钒的技术领域。本发明提供了从含钒底流渣中回收钒的方法，包括如下步骤：收集钒渣酸性沉钒的液相，按照液固比(2～4)：1，ml/g，向液相中加入含钒底流渣，于70～90℃充分浸出，固液分离，收集浸出液，即得含钒溶液。本发明还进一步提供了通过上述含钒溶液制备氧化钒产品的方法。本发明利用钒渣酸性沉钒的液相来浸出含钒底流渣，不仅能够制备得到高纯度的氧化钒产品，钒回收率高，而且实现了酸性沉钒废液的循环利用。相较于现有回收方法，本发明具有物耗低、流程短、成本低等优势。

Description

从含钒底流渣中回收钒的方法
技术领域
本发明涉及从含钒底流渣中回收钒的方法，属于从含钒物料中回收钒的技术领域。
背景技术
工业上钒渣提钒主要经过钠化焙烧、水浸、除杂、沉钒的工艺流程，其中含钒浸出液除杂主要是除去浸出液中的硅和磷，为获得高品质钒产品提供支撑。浸出液除硅和磷时通常采用氯化钙溶液或硫酸铝溶液，然而除杂过程中钒会与钙或铝形成沉淀物，进入到除杂后的底流渣中，其钒含量通常可达10～20％。为了提高钒资源利用率，从底流渣中回收钒成为工业上研究的热点和难点。
CN103911521公开了一种从除磷底流渣中回收钒的方法，以草酸盐溶液浸出除磷底流渣，得到碱性含钒浸出液，调节浸出液pH值为8～11，沉钒得到偏钒酸铵产品。
CN106048227公开了一种高效回收含钒底流渣中钒的方法，将含钒底流渣料浆与含钒熟料碱浸料浆按照质量比1:1～3混合、研磨、浸泡得到混合料浆，过滤得到钒液和滤渣，钒液用于制取多钒酸铵；滤渣与水混合，进行二次浸取，实现底流渣中钒的高效回收。
CN101182037公开了一种从除磷底流中回收氧化钒的方法，用碳酸盐水溶液直接浸出除磷底流渣，浸出反应结束后固液分离，浸出液除硅后用于沉钒制取多钒酸铵或偏钒酸铵，沉钒废水返回浸出工序使用。
目前，尚未见利用钒渣酸性沉钒的液相来浸出回收含钒底流渣中钒的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于提供从含钒底流渣中回收钒的方法。
本发明提供了从含钒底流渣中回收钒的方法，包括如下步骤：收集钒渣酸性沉钒的液相，按照液固比(2～4)：1，ml/g，向液相中加入含钒底流渣，于70～90℃充分浸出，固液分离，收集浸出液，即得含钒溶液。
进一步地，所述钒渣酸性沉钒的液相满足以下至少一项：
所述钒渣酸性沉钒的液相含有如下化学成分：Cr6+1.2-2.5g/L、Cr3+≤0.01g/L、V4+0.2-0.4g/L、Na+25-35g/L、NH4 +0-0.1g/L、SO4 2-80-110g/L、Cl-1-3g/L、Ca2+0.2-0.4g/L；
所述钒渣酸性沉钒的液相的固含量为120～150g/L；
所述钒渣酸性沉钒的液相的pH为2～3；
将所述钒渣酸性沉钒的液相的温度控制在60℃以上；
优选地，将所述钒渣酸性沉钒的液相的温度控制为60～85℃。
进一步地，所述的含钒底流渣含有如下质量百分比的化学成分：V2O5 20～28％，Ca10～18％，Al 3～15％，Si 5～12％，P 0.5～3.5％，Fe 3～8％，Ti 2～5％，Mg 0.5～2.5％，Mn 3～8％。
进一步地，所述含钒底流渣的pH为8～10。
进一步地，搅拌时间为60～90min。
优选地，搅拌时间为65～80min。
本发明提供了五氧化二钒的制备方法，包括如下步骤：根据上述方法从含钒底流渣中回收钒，然后进行酸性沉钒，固液分离，收集固相，得到多钒酸铵，煅烧，即得五氧化二钒。
进一步地，所述五氧化二钒的制备方法满足以下至少一项：
在pH为2.0～3.0的条件下进行酸性沉钒；
优选地，在pH为2.0～2.5的条件下进行酸性沉钒；
加入铵盐进行沉钒；
优选地，所述的铵盐选自硫酸铵、氯化铵、碳酸铵、碳酸氢铵中至少一种；
优选地，铵：钒的质量比为(1.5～3)：1；
所述酸性沉钒的温度为90～95℃；
所述酸性沉钒的时间为80～90min。
进一步地，将回收得到的含钒溶液与钒渣浸出液除杂后的溶液混合，一并进行酸性沉钒。
本发明提供了三氧化二钒的制备方法，包括如下步骤：根据上述方法制备五氧化二钒，然后进行还原，即得三氧化二钒。
进一步地，与煤气反应进行还原。
本发明所述的含钒底流渣指钒渣钠化提钒水浸获得的浸出液采用氯化钙或硫酸铝除磷或除杂时产生的除杂渣。
本发明提供了从含钒底流渣中回收钒的方法，该方法利用钒渣酸性沉钒的液相来浸出含钒底流渣，不仅能够制备得到高纯度的氧化钒产品，钒回收率高，而且实现了酸性沉钒废液的循环利用。相较于现有回收方法，本发明具有物耗低、流程短、成本低等优势。
附图说明
图1为本发明实施例的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
以下实施例中所述的上清液，即钒渣经过钠化焙烧、水浸、除杂，然后除杂液进行酸性沉钒时产生的上清液，其化学成分含有：Cr6+1.67g/L、Cr3+0.005g/L、V4+0.28g/L、Na+30.43g/L、NH4 +0.05g/L、SO4 2-91.28g/L、Cl-2.09g/L、Ca2+0.321g/L，固含量为140g/L，pH为2～3。
以下实施例中所述的底流渣，即钒渣钠化提钒水浸获得的浸出液采用氯化钙或硫酸铝除磷或除杂时产生的除杂渣，其含有如下质量百分比的化学成分：V2O5 20～28％，Ca10～18％，Al 3～15％，Si 5～12％，P 0.5～3.5％，Fe 3～8％，Ti 2～5％，Mg 0.5～2.5％，Mn 3～8％，pH为8～10。
以下实施例中所述的大生产合格液，即钒渣经过钠化焙烧、水浸产生的浸出液，经除杂后成分检测合格的溶液。
实施例1采用本发明方法从含钒底流渣中回收钒
取65℃上清液300mL，按液固比2:1，ml/g，加入底流渣，90℃下搅拌65min，过滤，残渣外发，所得钒溶液与500mL大生产合格液混合后，按照铵：钒＝1.5:1(质量比)加入硫酸铵，加硫酸调节pH＝2.2，95℃下加热80min，沉淀得到多钒酸铵，过滤、洗涤、干燥后煅烧熔化得到五氧化二钒产品，达到98级片钒质量要求，全流程钒回收率90％。
实施例2采用本发明方法从含钒底流渣中回收钒
取80℃上清液100mL，按液固比3:1，ml/g，加入底流渣，80℃下搅拌70min，过滤，残渣外发，所得钒溶液与200mL大生产合格液混合后，按照铵：钒＝2:1(质量比)加入硫酸铵，加硫酸调节pH＝2.2，90℃下加热90min，沉淀得到多钒酸铵，过滤、洗涤、干燥后煅烧得到五氧化二钒产品，达到98级粉钒质量要求，全流程钒回收率92％。
实施例3采用本发明方法从含钒底流渣中回收钒
取85℃上清液400mL，按液固比3:1，ml/g，加入底流渣，75℃下搅拌80min，过滤，残渣外发，所得钒溶液与800mL大生产合格液混合后，按照铵：钒＝3:1(质量比)加入硫酸铵，加硫酸调节pH＝2.4，95℃下加热85min，沉淀得到多钒酸铵，过滤、洗涤、干燥后煅烧熔化得到五氧化二钒产品，达到99级片钒质量要求，全流程钒回收率94.2％。
实施例4采用本发明方法从含钒底流渣中回收钒
取75℃上清液200mL，按液固比4:1，ml/g，加入底流渣，85℃下搅拌75min，过滤，残渣外发，所得钒溶液与300mL大生产合格液混合后，按照铵：钒＝2.5:1(质量比)加入硫酸铵，加硫酸调节pH＝2.5，93℃下加热80min，沉淀得到多钒酸铵，过滤、洗涤、干燥后与还原煤气反应生成三氧化二钒，满足64级V2O3质量要求，全流程钒回收率93.8％。
需要说明的是，本说明书中描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例以及不同实施例的特征进行结合和组合。

Claims (10)

1.从含钒底流渣中回收钒的方法，其特征是：包括如下步骤：收集钒渣酸性沉钒的液相，按照液固比(2～4)：1，ml/g，向液相中加入含钒底流渣，于70～90℃充分浸出，固液分离，收集浸出液，即得含钒溶液。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是：所述钒渣酸性沉钒的液相满足以下至少一项：
所述钒渣酸性沉钒的液相含有如下化学成分：Cr6+ 1.2-2.5g/L、Cr3+≤0.01g/L、V4+0.2-0.4g/L、Na+ 25-35g/L、NH4 + 0-0.1g/L、SO4 2- 80-110g/L、Cl- 1-3g/L、Ca2+ 0.2-0.4g/L；
所述钒渣酸性沉钒的液相的固含量为120～150g/L；
所述钒渣酸性沉钒的液相的pH为2～3；
将所述钒渣酸性沉钒的液相的温度控制在60℃以上；
优选地，将所述钒渣酸性沉钒的液相的温度控制为60～85℃。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是：所述的含钒底流渣含有如下质量百分比的化学成分：V2O5 20～28％，Ca 10～18％，Al 3～15％，Si 5～12％，P 0.5～3.5％，Fe 3～8％，Ti2～5％，Mg 0.5～2.5％，Mn 3～8％。
4.如权利要求1或3所述的方法，其特征是：所述含钒底流渣的pH为8～10。
5.如权利要求1所述的方法，其特征是：搅拌时间为60～90min；优选地，搅拌时间为65～80min。
6.五氧化二钒的制备方法，其特征是：包括如下步骤：根据权利要求1～5任意一项所述的方法从含钒底流渣中回收钒，然后进行酸性沉钒，固液分离，收集固相，得到多钒酸铵，煅烧，即得五氧化二钒。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征是：满足以下至少一项：
在pH为2.0～3.0的条件下进行酸性沉钒；
优选地，在pH为2.0～2.5的条件下进行酸性沉钒；
加入铵盐进行沉钒；
优选地，所述的铵盐选自硫酸铵、氯化铵、碳酸铵、碳酸氢铵中至少一种；
优选地，铵：钒的质量比为(1.5～3)：1；
所述酸性沉钒的温度为90～95℃；
所述酸性沉钒的时间为80～90min。
8.如权利要求6或7所述的制备方法，其特征是：将回收得到的含钒溶液与钒渣浸出液除杂后的溶液混合，一并进行酸性沉钒。
9.三氧化二钒的制备方法，其特征是：包括如下步骤：根据权利要求6～8任意一项所述的方法制备五氧化二钒，然后进行还原，即得三氧化二钒。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征是：与煤气反应进行还原。
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