[发明专利]一种从钒钛磁铁精矿中提取铁和钒的方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，具体地，本发明涉及一种从钒钛磁铁精矿中提取铁和钒的方法。

背景技术

钒钛磁铁矿为我国重大特色多金属矿产资源，储量巨大，且钒、钛、铁、铬等多金属共生，资源综合利用价值很高。我国已探明储量超过100亿吨，远景储量达300亿吨以上，主要分布在四川攀西地区、河北承德及辽宁朝阳地区。攀西是我国钒钛资源最为富集的地区，现已探明的钒钛磁铁矿远景储量超过100亿吨，保有储量为67.3亿吨，其中含钒（V₂O₅）1475万吨，钛（TiO₂）5.93亿吨，分别占全国钒、钛储量的63％和90.5％，分列世界第三位和第一位。河北承德已探明钒钛磁铁矿资源储量3.57亿吨，超贫钒钛磁铁矿资源量75.59亿吨。辽西地区初步探明全部为低铁高钒钛的超贫钒钛磁铁矿，储量约为30亿吨。

钒钛磁铁矿选矿分离后得到铁精矿和钛精矿，钒钛磁铁铁精矿采用高炉冶炼提铁和钒，而现有以钢铁为导向的传统冶炼和加工技术资源利用率偏低，钒的回收率≤47%，资源浪费严重。在现有高炉炼铁－转炉炼钢提钒工艺中，钒进入铁相，并在转炉提钒过程中形成钒铁的尖晶石结构进入渣相形成钒渣。目前，钒渣的现行钠化焙烧工艺已经较为成熟，但提钒过程需850℃高温多次焙烧，能耗高，焙烧过程中产生的三废污染严重。钙化焙烧－酸浸提钒作为一种较清洁的提钒工艺，受到了广泛关注。与钠化提钒不同，钒渣用石灰质原料石灰、石灰石、白云石等作为添加剂焙烧，使钒转化为钒酸钙再用稀酸或碱溶液浸出，浸出液中的钒用水解沉钒法或离子交换法来回收，钙化焙烧可避免传统钠化焙烧的氯污染，但在现有技术条件下钒转化率仍不足80%，造成钒的总回收率仍不足50%。综上可看出，现有从钒钛磁铁精矿中提取钒的方法以高温火法过程为主，能耗较高，且钒的回收率较低。本发明利用湿法冶金方法处理钒钛磁铁精矿，使用盐酸处理钒钛磁铁精矿，利用萃取工艺高效提取铁同时回收钒。

发明内容

本发明的目的是针对目前从钒钛磁铁精矿提取铁和钒的工艺中，存在回收率低、能耗高、环境污染严重、产品附加值低等缺点，提供一种高效—清洁从钒钛磁铁精矿中提取铁和钒产品的方法，同时具有工业操作性、环境友好等优点。

本发明的从钒钛磁铁精矿中提取铁和钒的方法包括以下步骤：

1）将钒钛磁铁精矿与盐酸在100～150℃下进行酸溶、浸出，过滤获得酸浸液，其中酸溶浸出反应的液固比为1:1～10:1，反应时间1～10小时；

2）利用氧化剂将步骤1）获得的酸浸液中Fe²⁺氧化成Fe³⁺；

3）从步骤2）获得的氧化后的酸浸液中萃取铁，获得有机相和含钒萃余液；

4）将步骤3）获得的有机相进行反萃，获得酸性含铁溶液；

5）将步骤4）获得的酸性含铁溶液进行煅烧，获得盐酸和高纯氧化铁，；

6）处理步骤3）得到的含钒萃余液获得钒酸铵或五氧化二钒。

本发明提出盐酸直接浸取钒钛磁铁精矿分离铁钒与钛、再使用萃取法提铁同时回收钒的方法，盐酸酸浸反应效率高，能高效浸取铁、钒，酸浸液经萃取、煅烧后制备高纯氧化铁，含钒萃余液可制备钒酸铵或五氧化二钒，从而有效提取铁和钒。本发明使用条件温和的湿法冶金方法处理钒钛磁铁精矿提取铁和钒，流程短，能耗低，钒回收率高，解决了传统高炉-转炉工艺能耗高、设备投资大和钒渣钠化焙烧工艺钒提取率低、能耗大、污染重等难题。

根据本发明的从钒钛磁铁精矿中提取铁和钒的方法，步骤3）所述萃取步骤的有机相与水相体积比为0.5:1～5:1，所述萃取级数优选为2～5级。

根据本发明的从钒钛磁铁精矿中提取铁和钒的方法，步骤1）所述盐酸的质量百分比浓度为10%～36%。

根据本发明的从钒钛磁铁精矿中提取铁和钒的方法，步骤2）所述氧化剂优选为双氧水、氯酸钠或氯酸钾中的一种。

根据本发明的从钒钛磁铁精矿中提取铁和钒的方法，步骤3）所述萃取步骤的萃取剂优选为4-甲基-2-戊酮。

根据本发明的从钒钛磁铁精矿中提取铁和钒的方法，步骤4）优选使用去离子水对有机相进行反萃，其中，有机相与水相体积比为0.5:1～5:1。

根据本发明的从钒钛磁铁精矿中提取铁和钒的方法，其特征在于，步骤4）获得的萃取剂可以返回步骤3）重复使用。

根据本发明的从钒钛磁铁精矿中提取铁和钒的方法，步骤5）采用常规煅烧工艺，煅烧温度为400～800℃，煅烧时间为1～5小时。