[发明专利]一种草酸铵浸出含钒原料熟料提钒的方法

说明书

本发明提供了一种草酸铵浸出含钒原料熟料提钒的方法，所述方法为：将含钒原料进行空白焙烧，得到含钒原料熟料；将含钒原料熟料在草酸铵溶液中浸出提钒，固液分离后得到浸出渣和含钒液。所述方法钒选择性浸出率高，可达90％以上，且得到的含钒液杂质元素含量少，酸碱度适宜，可简化或省去净化除杂过程，利于下步沉钒及制取高纯钒产品；无含盐废水产生；所述方法使用的浸出剂‑草酸铵溶液不挥发，避免了氨气挥发的问题；此外，所述方法的浸出工艺流程简单，操作环境友好，生产成本低。

技术领域

本发明属于钒化工冶金技术领域，涉及一种从含钒原料熟料中提钒的方法，尤其涉及一种草酸铵浸出含钒原料熟料提钒的方法。

背景技术

传统钒渣提钒法为焙烧-水浸法提钒，其中钒渣钠化焙烧-水浸提钒为提钒的主流方法。该方法是采用钠盐添加剂(如食盐、芒硝、纯碱等)帮助三价钒氧化为五价钒并使其转化为可溶性的钒酸盐。钠化焙烧过程需要消耗大量的钠盐，钒回收率低，单次焙烧钒回收率为70％左右，经多次焙烧后钒的回收率也仅为80％；需多次焙烧，能耗偏高；在焙烧过程中会产生有害的SO₂、HCl、Cl₂等侵蚀性气体，污染环境；同时高温焙烧过程容易产生物料烧结、窑体结圈现象，阻碍了钒的进一步氧化，钒转化率降低，同时降低了生产效率。沉钒过程中产生大的沉钒废水，这些废水处理代价较高。

针对钠化焙烧的问题，现在发展了另一种方法钙化焙烧，该方法有别于钠化焙烧之处是它将石灰或石灰石或其他钙化合物按一定比例添加到含钒原料中，使低价钒氧化并生成可溶于酸的钒酸钙，达到与其他杂质分离的目的。但该方法及工艺在焙烧温度为890℃以上时仍然会出现物料烧结、回转窑结圈等焙烧设备不能正常运行的问题，因此同钠化焙烧一样在实际生产过程中也采用了配加提钒尾渣的焙烧方法。并且熟料酸浸过程Fe、P等元素也同钒一起进入浸出液，后续分离较困难。

为了解决钙化焙烧酸浸过程的问题，CN 102560086A提出了一种钙化焙烧熟料碳酸铵浸出的提钒方法，钒渣以CaO/V₂O₅的摩尔比为2～3进行钙化焙烧，焙烧熟料用浓度为200～800g/L碳酸铵溶液浸出，浸出温度为60～98℃，过滤得到含钒浸出液。该方法存在的主要问题是CaO/V₂O₅的摩尔比较大，钙盐用量大，铵盐浓度太高，且在温度较高条件下进行浸出，浸出液挥发、铵根流失严重，浸出剂消耗大、成本高。CN 104164569A提出了一种钒渣加入钙盐或镁盐氧化焙烧后用铵盐水溶液浸出的方法，钙盐和/或镁盐与V₂O₅的摩尔比为0.5～1.2，氧化焙烧后含钒熟料在铵盐浓度为30～300g/L，温度为60～200℃的浸出剂中浸出。该方法存在的主要问题是浸出温度偏高，铵盐水溶液氨气的挥发量大，增加了原料成本且操作环境差；在高压密闭容器中浸出增加设备成本。

CN 103937978A，CN 04003442A，CN 103952565A分别提出了一种含钒原料经高温焙烧后用铵盐溶液或者氨水浸出提钒的方法。含钒原料中的低价钒经高温焙烧氧化成五价钒，在铵盐溶液或者氨水中浸出钒以偏钒酸铵的形式进入液相，经固液分离得到含钒浸出液。浸出液经冷却结晶得到偏钒酸铵产品。该方法浸出操作工艺简单，设备要求低，钒浸出率高，偏钒酸铵产品纯度高，不产生硫酸钠废水，具有钒回收率高、工艺成本低、流程短、过程清洁等优势。但是，含钒原料通常采用高浓度的氨水或碳铵溶液作为浸出剂，铵根离子浓度为50～400g/L。氨水或者碳铵溶液都不稳定，尤其在高温50～95℃、高浓度的条件下，很容易分解产生氨气，造成氨水或铵盐的大量浪费，恶化操作环境。

为了降低氨气挥发给操作带来的困扰，CN 104831090A提出了低温铵化浸出提钒的方法(浸出温度为15～45℃)，虽然可以一定程度上减少氨气的挥发，但是在大规模工业生产过程中，氨气挥发问题依然无法避免。可见，采用常规铵盐浸出方法无法满足空白焙烧铵浸工艺的需求，亟需开发一种无氨气挥发的铵盐浸出提钒方法。

发明内容