[发明专利]高钙钒渣清洁生产五氧化二钒工艺

说明书

技术领域

本发明属于五氧化二钒生产领域，具体涉及一种高钙钒渣清洁生产五氧化二钒的工艺。背景技术

钒渣作为主要的提钒原料，目前工业上大多采用传统的钠化焙烧-水浸提钒工艺，钠盐添加剂为NaCl、Na₂SO₄，Na₂CO₃和NaNO₃中一种或几种钠盐的组合，与含钒物料均匀混合后在高温下焙烧，钒原料中低价钒转化为五价钒，与添加剂中钠结合生成可溶于水的钒酸钠。焙烧熟料用水浸出，固液分离后，得到pH为8到10的含钒溶液，溶液中的主要杂质Si、P采用可溶性钙盐、铝盐或镁盐除去，然后加入铵盐(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂CO₃或NH₄Cl，溶液pH值保持在1.5～2.5，温度90℃以上，从溶液中析出多钒酸铵沉淀，将多钒酸铵煅烧脱氨制取得到V₂O₅。

钠化焙烧法提钒，在焙烧过程中产生HCl，Cl₂，SO₂等有害气体，沉钒后的废水中和提钒后尾渣中的钠含量高，给提钒废水处理和尾渣综合利用带来困难。而且，钠化提钒工艺对原料中CaO含量要求苛刻，《钒渣的氧化》冶金工业出版社，1982，121页中报道钠化焙烧提钒通常要求渣中CaO含量低于1.5%，渣中CaO每提高1.0%，钒的收率约降低4.7%～9%，具体影响程度与钒渣中钒含量也有关系，V₂O₅/CaO比值越高，影响越小，V₂O₅/CaO小于9时影响就比较明显。本发明中涉及的钒渣中V₂O₅/CaO比值为1.5左右，属于高钙钒渣，因此，其不适用于钠化焙烧-水浸提取。

从二十世纪七十年代起，许多科研院所对钙盐焙烧提钒工艺进行了研究，即采用石灰石或白云石作为添加剂，与钒渣混合后，在高温焙烧过程中钒渣中低价钒转化为钒酸钙，然后采用碳酸盐或碳酸氢盐浸出，也可以采用稀硫酸浸出。由于碳酸盐浸出需采用钠盐或铵盐，因此钙化焙烧-碳酸酸浸出也存在沉钒废水中钠含量或氨氮含量较高，难以循环利用。1974年，苏联图拉黑色冶金科学-生产联合企业，用石灰焙烧-酸浸工艺建成了钒铁车间，生产出V₂O₅品位为88%～94%。之后，本领域也有以石灰石为添加剂进行氧化焙烧，采用稀硫酸浸取，浸出液直接水解沉钒，得到含V₂O₅93%～94%的钒产品。由于酸浸选择性差，在浸取过程中，杂质Ca，Mg，Al和Mn等伴随V进入溶液中，最终所得产品中杂质含量高，市场竞争力差。为了提高产品纯度，也有人用NaOH将水解沉钒后所得沉淀物重新溶解，然后铵盐沉钒，得到多钒酸铵，煅烧后获得V₂O₅含量高于＞98%的氧化钒。该方法工序复杂，成本高，且沉钒后废水中仍含有钠离子和氨氮含量高，沉钒废水不能完全循环利用。若调节pH值到8～12去除其中的Ca，Mg，Mn，Al，Si等杂质，除杂后又加酸调节到1.5～2.5沉钒，则酸碱消耗量大，同时杂质形成的水合氧化物沉淀吸附钒，造成大量钒损失。迄今为止，未见既能高效提取高钙钒渣中的钒，解决酸性浸出液中杂质Ca、Mg、P、Si去除问题，得到品位>98%的V₂O₅产品，同时又能彻底解决沉钒废水循环使用和提钒尾渣综合利用的相关研究报道。

本发明的目的在于提供一种工艺流程，可以高效提取高钙钒渣中钒，得到纯度大于98%的V₂O₅产品，同时焙烧过中无有害气体产生，沉钒废水和提钒尾渣中不含钠，提高了资源综合利用率，并且降低了钒渣生产氧化钒的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺流程，可以高效提取高钙钒渣中钒，得到纯度大于98%的V₂O₅产品，同时焙烧过中无有害气体产生，沉钒废水和提钒尾渣中不含钠，提高了资源综合利用率，并且降低了钒渣生产氧化钒的成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高钙钒渣清洁生产五氧化二钒工艺，包括如下步骤：