[发明专利]一种多孔介质吸附分离钒渣中钒资源的方法

说明书

本发明公开了一种多孔介质吸附分离钒渣中钒资源的方法，属于冶金熔渣固液两相分离领域。该方法包括以下三个步骤：步骤一：多孔介质板的制备；步骤二：将1500～1550℃熔融钒渣以小于2℃/min的冷却速率冷却到1200～1250℃，获得含固相钒铁尖晶石的热处理熔融钒渣；步骤三：对所述热处理钒渣进行多孔介质板吸附熔渣完成固液分离，得到钒铁尖晶石相品位在70～90％的精钒渣与尾渣。本发明利用多孔介质板毛细管力吸附热处理钒渣中的熔融渣相，实现热处理钒渣中钒铁尖晶石固相的分离富集，通过多孔介质分离出的钒铁尖晶石精钒渣可以直接作为湿法提钒以及火法冶炼钒铁的原料，吸附尾渣的多孔介质板可作为生产水泥的原料。

技术领域

本发明属于冶金熔渣固液两相分离领域，具体涉及一种采用多孔介质吸附分离钒渣中钒资源的方法。

背景技术

钒资源大部分来自于钒钛磁铁矿。钒钛磁铁矿经选矿后进入高炉冶炼，得到钛渣与含钒0.3％左右的铁水，含钒铁水经过转炉吹炼氧化得到含5～15％V₂O₅的钒渣。

目前，利用含钒钢渣生产钒或V₂O₅的主要方法是采用钒渣破碎、氧化焙烧、浸出除杂、沉钒过滤得到中间产物钒酸铵，钒酸铵再经后续处理得到不同钒产品。钒渣中钒品位与物相结构等直接决定了该工艺的钒回收率与回收成本。

钒渣主要由尖晶石相、粘结相和部分夹杂相组成，其中尖晶石相是钒渣最主要含钒物相，也是提钒过程中最早结晶出来的物相；粘结相主要是硅酸盐相，在提钒过程中最后凝固，包裹在尖晶石的表面。钒渣的物相组成及结构对钒渣的氧化焙烧时钒的提取率有很大影响，尖晶石结晶颗粒越大，硅酸盐相越少，破碎后裸露的钒铁尖晶石比表面积越大，则越有利于焙烧时钒渣的氧化和回收。

上述分析表明，实现钒渣中含钒尖晶石相的有效富集，是优化现有钒渣处理工艺的关键，也是解决低品位钒渣回收钒资源的有效方法。ZL201310416429.4提出采用超重力方法分离富集钒渣中钒资源的方法，该方法在高温(1200～1300℃)条件下对热处理钒渣采用超重力处理，对超重力设备要求极高，目前尚无相关工业化设备。同时该方法存在超重力处理过程中，液态钒渣凝固在离心装备中的隐患，会导致超重力分离钒渣中含钒尖晶石固相无法进行。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种能够高效连续的从钒渣中富集分离含钒尖晶石相，以期减少钒渣中粘结相对提钒生产效率的影响，提高产品V₂O₅收得率的处理方法。

为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明一种多孔介质吸附分离钒渣中钒资源的方法，具体包括以下步骤：

(1)多孔介质板的制备

将生石灰或石灰石经破碎后筛分，得到尺寸在10～60目之间的颗粒，再经压块成型，得到厚多孔介质板，将介质板在加热炉内加热至600～1200℃并保温；该多孔介质板厚度为60～150毫米，孔径为30～80微米。

或者将生石灰或石灰石经破碎后筛分，得到尺寸在10～60目之间的颗粒，再经压块成型，得到室温薄多孔介质板，于室温状态备用；该多孔介质板厚度为20～60毫米，孔径为60～100微米。

(2)钒渣中富钒相的选择性析出与长大

将1500～1550℃熔融钒渣以小于2℃/min的冷却速率冷却到1200～1250℃，保温20～40分钟，获得含固相钒铁尖晶石的热处理熔融钒渣。

(3)多孔介质板的吸附分离