[发明专利]钒渣氯化焙烧分离钒的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及金属分离技术领域，具体涉及一种将钒渣进行氯化焙烧以分离钒的工艺。

背景技术

钒渣中含有大量的铁、贵金属钒以及其他元素，为了充分利用钒渣中的钒，实现钒与其他金属的分离。通常，从钒渣中分离钒的传统工艺为：加入钠化剂，再进行高温氧化焙烧，以破坏钒渣的物相结构，从而将其中的低价钒氧化为最高价态的钒，然后生成水溶性的钒酸钠，通过水浸的方法来实现钒渣中钒与杂质的分离。这种工艺过程非常复杂，技术操作要求高，钒的提取率不高并且波动大，焙烧过程中需要强氧化的气氛与足够多的钠盐，水浸过程中需要消耗大量的水，这些都对钒的提取分离带来了极大的不便。

除此之外，传统的钠化氧化提钒工艺还存在以下两个问题：一是在氧化钠化焙烧过程中钒渣中的铬由三价部分转化成了六价的铬酸钠，水浸后残存于残渣中，是一个潜在的重大环境安全隐患；二是由于钠化焙烧而使得水浸残渣中残存有大量的氧化钠，这就限制了水浸残渣直接返回高炉炼铁。

公开号为1718554的专利申请公开了一种采用碳质还原剂、含SiO₂的调节剂与含钒转炉钢渣混合来分离钒等金属元素的方法，但是该方法需要在1500～1600℃的高温下进行还原反应，并且生成的固体还原物需要进一步进行分离，所以工艺过程比较复杂，且浪费能源。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的以上问题，提供了一种钒渣氯化焙烧分离钒的工艺，该工艺结合利用碳质还原剂和固体氯化剂来从钒渣中分离出钒的工艺。本发明的钒渣氯化焙烧分离钒的工艺能够将钒分离的焙烧与浸出两个过程简化为焙烧一个过程，且不需要消耗水，并且能够实现铁资源的循环利用和钒的有效回收。

为了实现上述发明目的，根据本发明的钒渣氯化焙烧分离钒的工艺包括以下步骤：

(a)将钒渣磨细至钒渣微粉；

(b)将钒渣微粉在回转窑中焙烧，得到焙烧料；

(c)将焙烧料磨细至焙烧微粉；

(d)按焙烧微粉∶碳质还原剂∶固体氯化剂＝100∶20～30∶15～25进行配料并干混至均匀，再按焙烧微粉∶水＝100∶8～10配加水后湿混至均匀，压制成Φ10～Φ15毫米的料粒；

(e)使料粒在常温下自然晾干，干燥后的料粒进入回转窑氯化焙烧，从而将钒分离。

与现有技术的方法相比，本发明具有以下优点：

(1)在传统方法的基础上，在焙烧过程中配加碳质还原剂与固体氯化剂成型，再高温焙烧使其中的钒直接转化为三氯氧钒，三氯氧钒在较低的温度下气化析出，从而实现了钒与杂质的分离，提高了钒的回收率。

(2)将传统的钒分离的焙烧与浸出两个过程简化为焙烧一个过程，并且不需要水的消耗，得到了液态的三氯氧钒与不含水的固体残渣。

因此，与传统方法相比，本发明的工艺的综合成本更低、综合能耗更低。另外，重要的是，本发明的工艺既消除了潜在的环境安全隐患，即，氯化残渣中的铬不能形成水溶性的铬盐；同时也可以将氯化残渣直接返回高炉炼铁，实现了铁资源的循环利用。

具体实施方式

本发明将通过具体实施方式和实施例进行详细描述和说明，使本发明的上述目的和优点更加明了。

根据本发明的钒渣氯化焙烧分离钒的工艺具体包括以下步骤：

(a)将钒渣磨细至粒径全部小于90微米，得到钒渣微粉；

(b)将钒渣微粉在回转窑中于强氧化气氛中并在850℃～950℃的温度下焙烧120～150分钟，得到焙烧料；

(c)将焙烧料磨细至粒径全部小于75微米，得到焙烧微粉；

(d)以重量计按焙烧微粉∶碳质还原剂∶固体氯化剂＝100∶20～30∶15～25进行配料后，干混至均匀，再按焙烧微粉∶水＝100∶8～10配加水后湿混至均匀，施加8～10MPa的压力压制成Φ10～Φ15毫米的料粒；

(e)使料粒在常温下自然晾干，干燥后的料粒进入回转窑在500℃～700℃的焙烧温度下氯化焙烧2～4小时。

在步骤(d)中，碳质还原剂可以为碳黑、石墨、石油焦，固体氯化剂可以为氯化镁。

本发明采用碳质还原剂是为了使钒在碳质还原剂的存在下与固体氯化剂反应生成三氯氧钒，三氯氧钒在高温条件下气化析出，从而使得钒分离出来。具体地说，碳质还原剂主要是为了与氯化反应过程中放出的水蒸气反应，消除水蒸气带来的三氯氧钒的水解反应，促进三氯氧钒的生成。本发明在配料中使用焙烧微粉与碳质还原剂的重量比为100∶20～30可消除氯化过程中产生的水蒸气与三氯氧化钒的水解反应，如果碳质还原剂过少，则不能充分消除水解反应，且生成三氯氧化钒的反应不充分；如果加入多了，则会造成浪费。