[发明专利]冶炼烟气制取的硫酸铵的利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶炼烟气制取的硫酸铵的利用方法，属于化工和冶金领域。

背景技术

钢铁冶炼过程中需使用大量的焦炭还原矿石中的高价态Fe，产生的高炉尾气中含有大量的SO₂，目前采取脱硫剂吸附富集SO₂、SO₂解析催化氧化为SO₃、稀硫酸或水吸收SO₃制备硫酸的工艺处理尾气中的SO₂；同时，与钢铁冶炼紧密相关的煤化工产品生产过程中，产生大量的含氨煤气，含氨煤气经含SO₂尾气制取的硫酸吸收富集后生成硫酸铵溶液，溶液达到饱和度析出硫酸铵产品。钒钛磁铁矿冶炼过程中产生的高炉尾气等经过上述净化处理后即可制得硫酸铵。此类硫酸铵产品表观发黑，色泽不均，N含量(以干基计)约为21％、基本符合GB535-1995技术条件，但Fe和水不溶超标，尤其是水不溶物高于GB535-1995技术条件约10倍；另外，含有约0.2％的C；此类硫酸铵总体品质偏低，工业应用价值低，推广销售困难且价格偏低。

传统铵盐沉钒工艺中，一般在钒溶液中直接加入硫酸铵作为沉淀剂进行沉钒。而冶炼烟气制取的硫酸铵，由于其产品硫酸铵总体品质偏低，不仅在沉钒时会带入杂质，影响氧化钒等产品的纯度，同时还会使得沉钒率降低，严重时甚至难以进行沉钒。因此，目前，工业上并不采用冶炼烟气制取的硫酸铵来进行沉钒。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供冶炼烟气制取的硫酸铵的利用方法。

本发明冶炼烟气制取的硫酸铵的利用方法，包括以下步骤：

a、沉钒剂溶液的制备：将冶炼烟气制取的硫酸铵溶解于温度≥85℃的溶剂中，制取得到质量百分浓度为40～50％的硫酸铵溶液，过滤，添加氧化剂，得到沉钒剂溶液；

b、沉钒：调节钒液的pH值，加入沉钒剂溶液进行铵盐沉钒，制取得到多钒酸铵或偏钒酸铵。

进一步的，a步骤中，按质量比，氧化剂:冶炼烟气制取的硫酸铵＝1:5～20；优选为氧化剂:冶炼烟气制取的硫酸铵＝1:8～12，更优选为氧化剂:冶炼烟气制取的硫酸铵＝1:9.28。

进一步的，a步骤中，所述氧化剂为过硫酸铵或双氧水。

其中，a步骤中，所述溶剂为水或沉钒上层液。

本发明所述冶炼烟气制取的硫酸铵为：钢铁冶炼过程中产生的含SO₂尾气制取的硫酸，吸收煤化工产品生产过程中产生的含氨煤气，富集后生成硫酸铵溶液，硫酸铵溶液达到饱和度析出的硫酸铵产品。

本发明方法的实质是将低质硫酸铵水溶过滤去除水不溶物以实现净化，净化后的硫酸铵溶液中加入过硫酸铵等氧化剂作为辅料进行钒液的铵盐沉钒，过硫酸铵氧化剂抑制冶炼烟气制取的硫酸铵中的还原性物质将钒液中的高价钒还原为低价钒，低价钒不与铵结合沉淀析出，净化后的冶炼烟气硫酸铵与过硫酸铵的混合溶液作为沉钒辅料制取钒酸铵，沉钒的工艺主要为铵盐沉钒；净化过程是应用物质的水溶性原理，将硫酸铵中的水不溶物杂质经过滤分离去除，溶剂可使用工业用水或沉钒上层液，使用沉钒上层液则可利用其中的酸和铵，达到节酸和节铵的目的；沉钒过程的原理是钒溶液在不同的酸性度条件下聚合形式不同，并可与铵盐结合生产钒酸铵聚合物析出而实现钒的富集，制取的钒酸铵用于生产氧化钒等钒产品；与此同时，使用硫酸铵溶液代替传统工艺中的直接添加固体硫酸铵沉钒，增强了钒酸根和铵离子的反应活性和均匀性，优化了铵离子与钒酸根离子反应的动力条件，具有反应快速均匀的特点。

整个技术过程中，充分利用了物质的水溶性和分离原理实现了冶炼烟气硫酸铵的水不溶物的净化，使用过硫酸铵等氧化剂抑制了低价钒的产生、使沉钒反应更彻底，并优化了铵离子与钒酸根离子反应的动力学条件。通过本发明方法得到的多钒酸铵中TV含量为48.7％以上，Na₂O+K₂O含量不高于0.9％，沉淀率为99.4％以上。

本发明方法具有工艺流程简单、反应活性好、资源利用高效等特点，可扩宽冶炼烟气硫酸铵产品的应用领域，降低钒产品生产成本，提高钒产品核心竞争力。

具体实施方式

本发明冶炼烟气制取的硫酸铵的利用方法，包括以下步骤：

a、沉钒剂溶液的制备：将冶炼烟气制取的硫酸铵溶解于温度≥85℃的溶剂，制取得到质量百分浓度为40～50％的硫酸铵溶液，过滤，去除水不溶物，并添加氧化剂，得到沉钒剂溶液；