[发明专利]一种从钒渣高酸浸出液中萃取提钒的方法

说明书

一种从钒渣高酸浸出液中萃取提钒的方法，按以下步骤进行：(1)向含钒高酸浸出液中加入氧化剂搅拌，物料电位1000～1500m；(2)与萃取有机溶液混合，进行1～4级萃取，获得负载有机相和萃余液；(3)将负载有机相用碳酸钠溶液进行反萃；(4)反萃液加入硫酸后加入氯化铵，沉淀的固相煅烧获得五氧化二钒；(5)萃余液加入NaCl，调酸，用TBP煤油萃取剂进行萃取铁。本发明的方法既解决传统酸性磷型萃取剂提钒酸碱消耗大、流程长的问题，又实现了高酸浸出液中高效协萃钒的目标，并在后续碱性反萃直接沉钒及焙烧过程中得到高纯度五氧化二钒。

技术领域

本发明属于有色冶金技术领域，特别涉及一种从钒渣高酸浸出液中萃取提钒的方法。

背景技术

钒是一种重要的战略资源。从世界范围看，除少数国家利用钒矿石、原油等作为提取钒的原料，绝大部分钒来源于含钒铁矿石，而我国约有85％的提钒原料来自于钒矿物冶炼过程中产生的转炉钒渣。

目前国内钒渣提钒的工艺主要有(Ⅰ)钠化焙烧—水浸工艺；(Ⅱ)钙化焙烧—酸浸—萃取工艺；(Ⅲ)空白焙烧—碱浸—离子交换工艺；(Ⅳ)直接酸浸—萃取工艺等；由于钠化焙烧—水浸工艺将产生大量Cl₂、HCl及SO₂等有毒气体及高盐分废水而逐渐被淘汰；而钙化焙烧—酸浸—萃取工艺由于矿物处理成本高和转化率低等问题造成一定的生产局限性；空白焙烧——碱浸——离子交换工艺目前基本处于工业在研阶段；与此同时，直接酸浸—萃取工艺因其不造成焙烧废气污染以及钒的高回收率而在国内得到了越来越广泛的关注；东北大学张廷安等研究了钛白废酸无焙烧酸浸钒渣提钒新技术，在高温氧压条件下使钒浸出率达98％以上；此流程取消了焙烧工艺,采用直接浸出技术缩短了工艺流程,降低了废气污染，并达到了钛白资源综合回收的效果，目前国内已经建成的总生产总能力超过280吨/年五氧化二钒试生产线。

在上述技术中转炉钒渣中的氧化铁质量分数高达41.79％，钛白废酸中约含30g/L的铁，而在加压酸浸过程中钒渣中，约有80％以上的铁将随钒一起浸出；钒渣直接高酸酸浸后，浸出液中游离酸浓度高达到1～3.72mol/L(萃取净化后返回浸出步骤)，钒4～15g/L，铁35～65g/L(约占浸出液中金属总量的70％以上)，浸出液中的钒通常以四价和五价两种较为稳定的价态存在，而铁主要以二、三价的形式存在；除此之外，浸出液中钒还通常伴随着锰、镁、铬、钛等杂质元素共存在，故需进行钒铁分离，萃取提纯步骤才能进入沉钒步骤。

申请号为200810058165.9的专利“从高铁含钒石煤氧压酸浸液中萃取钒的方法”，提出了从高铁含钒石煤氧压酸浸液中萃取钒的方法，即根据根据浸出液中杂质三价铁的含量，按一定比例加入亚硫酸钠作为还原剂，将浸出液中的三价铁还原成二价铁，五价钒还原成四价钒以增强萃取剂对钒铁的分离选择性，再用氢氧化钠调节浸出液的pH值，再以P204和TBP的混合煤油进行协同萃钒；该方法的特点在于用无机盐还原剂替代了铁还原剂，减少了铁元素的引入，同时具有试剂耗量小，钒回收率高，纯度较高等优势；但此类方法在调节浸出液pH的过程中将消耗大量的碱，反萃过程中消耗大量硫酸，由于浸出液中的酸无法回收，生产每吨五氧化二钒产品约消耗硫酸量高达20～35吨，因而造成巨大的酸碱消耗，且工艺流程长，将有高盐废水排放并造成有价金属损失。

申请号为201210349192.8的专利“一种从含钒高浓度硫酸溶液中萃取钒的方法及萃取剂的应用”，提出了从含钒高浓度硫酸溶液中萃取钒的方法，即用硫酸浸出石煤矿或石煤矿焙烧料得到含钒硫酸溶液，将含钒溶液中的低价钒氧化为五价钒，利用一种酮肟类萃取剂液液萃取其中的钒，负载有机相用NaOH溶液反萃得到钒酸钠溶液；该方法的特点在于硫酸浸出液不经中和即可直接萃取其中的钒，从而减少了中和、废水处理等工序，降低了酸、碱消耗；萃取过程实现了钒与浸出液中杂质元素的分离，经多级萃取-反萃后可得到高纯度钒酸钠溶液；但此方法中萃取剂的萃取分相效果有待进一步优化提高，此方法主要针对铁浓度较低的石煤浸出液进行钒铁分离，并未考虑到对于浸出液中富集铁元素的回收和利用，且该萃取剂产量及生产成本具有一定的限制。

发明内容