[发明专利]制取五氧化二钒的焙烧工艺

说明书

本发明是从含钒钢渣中提取五氧化二钒的焙烧工艺。

钒钛磁铁矿在炼钢过程中，钒富集在钢渣中，称为钒渣。目前，从钒渣中提钒，一般是配加适量的钠化剂如碳酸钠、氯化钠等，然后在转窑中于700～800℃高温焙烧，熟料经浸取，使生成的可溶性偏钒酸盐转入溶液，从而达到制取五氧化二钒的目的。但是上述方法在焙烧过程中炉料易烧结，致使反应速度及转化率都较低。另外，这样焙烧出的熟料还存在过滤困难的问题。为了提高钒资源利用率，经常是不得不采用两次焙烧，两次浸取的工艺，这又带来能源消耗等问题。

针对以上问题，本发明提出改进的焙烧工艺。

本发明将钒渣与钠化剂混合，同时配加适量的含镁添加剂，然后置于高温炉中于氧化气氛中焙烧，熟料冷却后浸取，使生成的偏钒酸盐转入溶液，达到制取五氧化二钒的目的。

钒渣一般含五氧化二钒10～20%，其中90～95%的存在于钒铁尖晶石结构中，在本发明的工艺条件下，主要有如下反应：

本发明为使反应能迅速充分地进行，要求钒渣的粒度应小于120目为宜。

本发明采用碳酸钠和氯化钠为钠化剂，它们在高温下分解为Na₂O，然后与分解的钒铁尖晶石反应生成偏钒酸盐，这样在浸取时钒才易进入溶液。钠化剂的填加量为钒渣的20～45%，其中碳酸钠为55～75%，氯化钠为25～45%。本发明采用的含镁添加剂可以是氧化镁，菱苦土，碳酸镁，轻质碳酸镁以及氯化镁等。配加的比例为钒渣的5～24%，当然在14～22%范围内本发明认为可以取得最佳的效果。

焙烧是在氧化气氛中进行，因为无论是钒铁尖晶石和氯化钠的分解，还是低价钒的氧化等，都需要有氧参加。由于本发明配加了适当的含镁添加剂焙烧温度可高达900℃以上，使焙烧温度在700～950℃这个大范围内均可取得理想的焙烧效果，当然在800～900℃是本发明最理想的焙烧温度。焙烧时间本发明认为在2～4小时内为宜。

由于本发明配加了适当的含镁添加剂，熟料也极易过滤，焙烧温度可高达900℃以上，钒的转浸率可以达到94～98%。

实例1

称取含钒10.5%的钒渣25g，粉碎过120目筛，加碳酸钠7g氯化钠4.5g，氧化镁5g，混均后在马福炉中于900℃焙烧2小时转浸率为97.96%。

实例2

称取含钒7.45%的钒渣25g粉碎过120目筛，加碳钠5.5g氯化钠2g，碳酸镁6g，混均后在850℃焙烧2小时，转浸率为94.53%。

实例3

称取含钒8.52%的钒渣25g，粉碎过120目筛，加碳酸钠4.5g，氯化钠1.5g，轻质碳酸镁3g，混均后在750℃焙烧3小时，转浸率96.15%。

实例4

称取含钒7.01%的钒渣25g，粉碎过120目筛，加碳酸钠4g氯化钠2.5g，菱苦土3g，氯化镁1g，混均后在800℃焙烧2小时，转浸率98.10%。

实例5

称取含钒7.45%的钒渣25g，粉碎过120目筛，加碳酸钠5.5g，氯化钠2g，120目菱镁矿粉6g，混均后在850℃焙烧2小时，转浸率95%。