[发明专利]水热法有机酸浸出钒、钛、铬原料中钒、钛、铬的方法

说明书

本发明提供一种水热法有机酸浸出钒、钛、铬原料中钒、钛、铬的方法，属于冶金技术领域。该方法分别以钒渣、提钒尾渣、钒渣‑提钒尾渣混合渣、钛精矿为原料，有机酸为浸出剂，在反应釜内进行水热反应。有机酸分别浸出钒渣、提钒尾渣、钒渣‑提钒尾渣混合渣得到含钒、钛、铬的元素溶液和草酸亚铁；有机酸浸出钛精矿得到含钛元素的溶液和草酸亚铁。该方法利用有机酸的酸性和有机酸的强络合能力，破坏含钒、钛、铬的物相，并发生络合反应形成[V(C₂O₄)₃]^3‑，[Ti(C₂O₄)₃]^3‑，[Cr(C₂O₄)₃]^3‑等复合离子的溶液，实现钒、钛、铬元素的高效浸出。此外，所述方法工艺简单；环境友好；草酸亚铁的附加值高；所用设备常见，能耗低，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别是指一种水热法有机酸浸出钒、钛、铬原料中钒、钛、铬的方法。

背景技术

钒渣是钒钛磁铁矿冶炼过程中的一种副产品，是生产钒产品的主要原料之一。按钒渣中含钒品位的差别，可分为高品位钒渣和低品位钒渣。按钒渣中铬品位的差别，可分为高铬钒渣和低铬钒渣。按照钒渣中钙品位的差别，可分为高钙钒渣和低钙钒渣。目前，钒渣提钒工艺主要包括钠化焙烧-水浸提钒，钙化焙烧-酸浸提钒，直接硫酸浸出提钒，无盐焙烧提钒等。

钠化焙烧-水浸提钒工艺是一种较成熟的工艺，但缺点是焙烧过程产生大量Cl₂、HCl及SO₂等毒性气体，浸出、沉钒过程产生大量氨氮废水难以处理，能耗高。钙化焙烧-酸浸提钒工艺解决了废弃中有害气体问题，但该方法对钒渣品位要求较高，钒提取率低，能耗高，不适合大量生产。直接硫酸浸出提钒，能耗低，钒浸出率高，但硫酸浸出对元素选择性差，对反应设备要求高。无盐焙烧提钒工艺没有毒性气体产生，钒提取率低，能耗高。综上，现有成熟提钒工艺普遍存在能耗高，钒提取率低，环境不友好、不能综合提取钒、钛、铬元素、提钒尾渣难以处理等诸多问题。因此，寻求一种短流程、低能耗、无污染的高效综合提取钒、钛、铬元素的新工艺迫在眉睫。

除钠化焙烧提钒、钙化焙烧提钒现有成熟工艺外，很多专家学者对钒渣提钒工艺进行了研究。CN 105779757 A公布了一种草酸铵浸出含钒原料焙烧熟料提钒的方法。所述方法，焙烧含钒原料与添加剂混合物，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，钒浸出率在90％以上。CN105714102 A公布了一种磷酸铵浸出含钒原料焙烧熟料提钒的方法。所述方法，焙烧含钒原料与添加剂混合物，得到含钒原料熟料，将含钒原料熟料在磷酸铵溶液中浸出提钒，钒浸出率在90％以上。以上两种方法分别采用草酸铵和磷酸铵作为浸出剂，是一种环境友好的方法，但该过程仍需要焙烧，能耗高。

发明专利CN 110306044 A“一种水热草酸络合浸出钒铁尖晶石含钒矿物中钒的方法”中提供了一种以钒铁尖晶石含钒矿物为原料，铁为还原剂，草酸溶液为浸出剂，通过水热反应得到含钒浸出液和草酸亚铁的方法。该方法优点：工艺流程短，钒提取率高，经济、环保。但该方法也存在一定局限性：(1)该方法处理的原料为含钒铁尖晶石的矿物；(2)该方法仅针对钒元素的提取，没有实现其他重要元素的协同提取，如：钛、铬元素。

提钒尾渣是钒渣提钒过程中产生的废渣，又被称为提钒弃渣、钒浸出渣。钒渣钠化焙烧-水浸后产生提钒尾渣，钒渣钙化焙烧-酸浸后同样产生提钒尾渣。其成分较为复杂，主要包含氧化铁、氧化锰、二氧化硅、二氧化钛等。提钒尾渣中含有大量的有价元素，以承钢钠化焙烧-水浸后的提钒尾渣为例，渣中约含40％Fe₂O₃，10％TiO₂，2.5％V₂O₅，4％Cr₂O₃，其中V、Ti、V元素都是国家紧缺战略资源，极具提取价值。