[发明专利]一种利用钙盐和锰盐协同焙烧钒渣强化钒铬分离的方法

说明书

本发明涉及一种钙盐和锰盐协同焙烧钒渣强化钒铬分离的方法，该方法是将钒渣、钙盐与锰盐混合得到混合物料，高温焙烧得到焙烧熟料；浸出后，过滤，得到含钒浸出液和浸出渣；调节含钒浸出液pH值及沉淀温度、时间将钒沉淀，过滤，得到多钒酸铵沉淀及含锰上清液；焙烧沉淀制得五氧化二钒产品。浸出渣通过还原熔分可制备铁合金。含锰上清液中锰回收所得产物可作为产品输出或作为添加剂参与下一轮焙烧；沉钒废液除杂后循环回浸出体系作为浸出介质。本发明方法实现了钒渣中钒的高效提取，钒铬的高效分离，制得的五氧化二钒纯度很高，同时锰盐添加剂可循环使用，并可回收钒渣中部分原始锰盐，沉钒废液可循环利用，有效节约了生产成本，提高了提钒效率。

技术领域

本发明涉及一种利用钙盐和锰盐协同焙烧钒渣强化钒铬分离的方法，属于钒化工技术与资源循环利用技术领域。

背景技术

钒和铬是重要的稀有金属，其化合物广泛用于冶金、化工、建材等诸多领域。钒渣是钒钛磁铁矿冶炼过程中的副产物，其中钒有较高的品位，铬的含量不可忽视，此外还有部分锰。目前钒渣提钒的主要工艺为钠化焙烧水浸工艺以及钙化焙烧酸浸工艺，虽已实现工业化，但这两种工艺仍面临不可避免的问题。

钒渣的钠化焙烧水浸工艺虽然成本较低，工艺较简单，但焙烧过程中低熔点钠盐熔融会造成物料烧结，炉内易结圈；同时钒与铬在钠化后生成溶于水的钒酸钠与铬酸钠，同时转移入液相，由于钒与铬的性质较相似，导致钒铬分离较困难。除此之外，钠化焙烧水浸得到的提钒尾渣，碱金属含量高，导致铁元素无法有效利用，提钒尾渣和废水中含高价的铬对环境污染极大。

钒渣的钙化焙烧酸浸提钒工艺是一种相对较清洁的提钒方式，但钒转化率低于钠化焙烧，有一部分原因是浸出过程中形成硫酸钙沉淀包裹含钒物相，使得钒浸出率略低；同时尾渣中含有硫元素，如果对尾渣进行合金化会使合金中硫含量过高，达不到产品要求。

近年来新提出的钒渣锰化焙烧工艺通过将锰盐加入钒渣中，将稳定的尖晶石相氧化锰化为钒酸锰，在酸浸过程中将钒提出。但该工艺并未考虑锰盐的成本问题，用高价值的锰提取钒在成本上不合算。值得注意的是钒渣中本身含有5％～10％的MnO，之前的工艺并未考虑将这部分锰盐利用起来，作为锰源用于焙烧过程，因此造成了成本的浪费。

从成本、环保、提钒效率等多方面评估，上述提钒工艺均有不足之处，因此亟待寻求一种更适用于钒渣提钒的工艺。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提出一种钙盐和锰盐协同焙烧钒渣强化钒铬分离的方法，该方法是利用钒渣、钙盐和锰盐混合焙烧的方法协同提取钒、高效分离钒铬，同时制备五氧化二钒和铁合金产品并实现锰盐循环的方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种钙盐和锰盐协同焙烧钒渣强化钒铬分离的方法，其包括如下步骤：

S1、焙烧：将钒渣、钙盐与锰盐混合得到混合物料，将混合物料高温焙烧得到焙烧熟料；

S2、浸出：将步骤S1得到的焙烧熟料进行浸出，之后过滤，得到含钒浸出液和浸出渣；

S3、沉钒：将步骤S2所得含钒浸出液加入沉钒添加剂，并调节pH值进行沉钒，沉钒后过滤得到多钒酸铵沉淀及含锰上清液；

S4、制得钒产品：将步骤S3得到的多钒酸铵沉淀焙烧制得五氧化二钒产品；

S5、制得铁合金：将步骤S2得到的浸出渣通过还原熔分制得铁合金产品；

S6、回收锰：对步骤S3得到的含锰上清液电解得到电解锰，或将锰沉淀，之后过滤，得到锰盐沉淀和提钒废液。

如上所述的方法，优选地，还包括：