一种基于钠化提钒处理含钒固废的方法

本发明涉及冶金，具体涉及一种基于钠化提钒处理含钒固废的方法。

背景技术：

1、钒渣提钒是依次经钒钛磁铁-高炉冶炼-转炉提钒获取钒渣，钒渣进一步通过火法+湿法制成五氧化二钒。其中，钒渣作为高炉-转炉长流程钢厂的冶炼副产物，在以钒钛磁铁口为原料的钢厂，经过高炉冶炼成铁水后，在炼钢厂经专用提钒转炉吹炼，获得五氧化二钒含量15％-25％的钒渣。由于钒渣来自于铁水炼钢过程，因此其供给受钢厂开工影响较大，但作为副产物其成本较低。

2、高品位钒钛磁铁矿提钒主要采取火法或湿法进行，但对钒含量要求较高，目前国内钒钛磁铁矿的含钒量基本在2％以下，直接进行火法/湿法提钒，经济性较差。

3、目前，固体废弃物提钒主要是失活催化剂提钒。在硫酸制取以及石油工业中精炼脱硫都会用到钒催化剂。当钒催化剂失去活性后，工厂便不再利用，但在这些失活催化剂中存在钒等有价金属，其中钒以v2o5和v2o4形式存在，此外钒催化剂中存在粘土结构导致难以回收钒；回收这些失活催化剂中的钒可以实现资源的循环利用，节约资源；固体废弃物提钒主要采取酸浸-碱溶法。

4、现有技术中，中国专利cn112011692a公开了固废渣复合焙烧提钒的方法，并具体公开了该方法包括以下步骤：a、将钒渣与石灰石、混合固废渣按比例混合均匀；所述混合固废渣为含硫酸钠和硫酸铵的固废渣；b、将步骤a所得物料在280～550℃下煅烧30～60min，再升温至860～900℃，煅烧2～2.5h，得到焙烧熟料；c、将焙烧熟料按液固比1.5～3︰1，在60～95℃条件下水浸20～30min，过滤，得到水浸液和水浸残渣；d、对步骤c所得水浸液进行沉钒，得到偏钒酸铵，煅烧，得到五氧化二钒。通过将钒渣与石灰石、含有硫酸钠和硫酸铵的混合固废渣进行配比煅烧得到熟料，再水浸，沉钒，获得合格的五氧化二钒；充分利用了钠化沉钒废水浓缩后获得的混合固废渣(主要含硫酸钠、硫酸铵)，同时可以直接水浸即可，无需除杂直接沉钒，煅烧过程中生成的so2用石灰乳吸收。该方法中采用的硫酸钠在煅烧过程中会生成so2，污染环境且增加处理尾气的成本。

5、中国专利cn101363084公开了一种石煤钠化焙烧提钒工艺，并具体公开了工艺过程包括备料、焙烧和浸出；先将氯化钠和石灰加入石煤矿中混匀磨细后焙烧，然后将焙烧得到的焙砂在稀酸溶液中浸出钒。使用石灰直接吸收石煤钠化焙烧过程产生的hcl等酸性气体，反应速度快，吸收效果好，工艺简单，使用方便；石灰吸收hcl等酸性气体后，随着温度的升高，cac l2与2nasio3反应又将nac l置换出来，提钒后nacl可以进一步回收在焙烧过程循环使用；整个工艺过程试剂的耗量小，生产成本低，金属回收率高，环境友好。缺点是后处理较复杂。该工艺的处理对象是石煤，且处理后仅仅获得了含钒的水溶液，并含有大量的cl，后处理较复杂。

6、鉴于此，有必要提供一种基于钠化提钒处理含钒固废的方法，具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于钠化提钒处理含钒固废的方法，该方法能够高效回收含钒固废中的钒元素，且工艺易、成本低、能耗低、收率高，符合工业化生产要求。

2、一种基于钠化提钒处理含钒固废的方法，包括以下步骤：

3、1)选样：从含钒固废中选样为粒径0.5～5mm的废料；

4、2)焙烧：将步骤1)选样的废料球磨后通入空气在800～900℃焙烧2～3h，得到焙烧料；

5、3)钠化：向步骤2)焙烧的焙烧料中加入焙烧料质量20～30wt％的碳酸氢钠粉末进行钠化，得到钠化料；

6、4)水洗：向步骤3)钠化的钠化料冷却至常温中加入水并进行水洗，过滤得到水洗滤液；

7、5)水煮：将步骤4)的水洗滤液在高压条件下130～150℃进行水煮1～2h，得到水煮液；

8、6)酸化：向步骤5)水煮的水煮液中加入盐酸进行酸化，在常压条件下加热至沸腾30min并趁热过滤，得到v2o5固体。

9、在本发明的一个具体实施方式中，步骤1)选样，所述选样为对含钒固废进行粉碎。

10、在本发明的一个具体实施方式中，所述粉碎是粉碎为粒径1mm的废料。

11、在本发明的一个具体实施方式中，步骤2)焙烧，所述焙烧的温度为850℃，时间为2h。

12、在本发明的一个具体实施方式中，步骤2)焙烧，焙烧过程中每10～20min搅拌一次焙烧料；优选的，每20min搅拌一次焙烧料。

13、在本发明的一个具体实施方式中，步骤2)焙烧，所述球磨采用球磨机进行，所述球磨机的转速保持在球磨机临界值的76～88％。

14、在本发明的一个具体实施方式中，步骤3)钠化，所述钠化的温度为800～900℃，时间为2～3h。

15、在本发明的一个具体实施方式中，所述钠化的温度为850℃，时间为2h。

16、在本发明的一个具体实施方式中，步骤3)钠化，钠化过程中每10～20min搅拌一次钠化料。

17、在本发明的一个具体实施方式中，每20min搅拌一次钠化料。

18、在本发明的一个具体实施方式中，步骤5)水煮，所述水煮的温度为140℃，时间为2h。

19、在本发明的一个具体实施方式中，步骤6)酸化，所述酸化为加入盐酸酸化至ph＝1。

20、本发明中，步骤6)酸化过程中加入盐酸，可以破坏提钒固废中的粘土结构，从而防止粘土杂质沉淀，进而减少v2o5固体中的杂质，获得高品质钒。

21、本发明的有益效果是：本发明采用碳酸氢钠对含钒固废进行钠化焙烧，可以高效回收含钒固废中的钒元素，且焙烧过程中无污染性气体生成，可以降低含钒固废焙烧钠化的处理成本；本发明对钠化料进行水洗、水煮以及酸化处理，有效的降低v2o5固体中的杂质，可提高了v2o5固体的产品纯度，产品的品质优良。

技术特征：

1.一种基于钠化提钒处理含钒固废的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于钠化提钒处理含钒固废的方法，其特征在于：步骤1)选样，所述选样为对含钒固废进行粉碎。

3.根据权利要求2所述的基于钠化提钒处理含钒固废的方法，其特征在于：所述粉碎是粉碎为粒径1mm的废料。

4.根据权利要求1所述的基于钠化提钒处理含钒固废的方法，其特征在于：步骤2)焙烧，所述焙烧的温度为850℃，时间为2h。

5.根据权利要求1或4所述的基于钠化提钒处理含钒固废的方法，其特征在于：步骤2)焙烧，焙烧过程中每10～20min搅拌一次焙烧料；优选的，每20min搅拌一次焙烧料。

6.根据权利要求1所述的基于钠化提钒处理含钒固废的方法，其特征在于：步骤2)焙烧，所述球磨采用球磨机进行，所述球磨机的转速保持在球磨机临界值的76～88％。

7.根据权利要求1所述的基于钠化提钒处理含钒固废的方法，其特征在于：步骤3)钠化，所述钠化的温度为800～900℃，时间为2～3h；优选的，所述钠化的温度为850℃，时间为2h。

8.根据权利要求1或7所述的基于钠化提钒处理含钒固废的方法，其特征在于：步骤3)钠化，钠化过程中每10～20min搅拌一次钠化料；优选的，每20min搅拌一次钠化料。

9.根据权利要求1所述的基于钠化提钒处理含钒固废的方法，其特征在于：步骤5)水煮，所述水煮的温度为140℃，时间为2h。

10.根据权利要求1所述的基于钠化提钒处理含钒固废的方法，其特征在于：步骤6)酸化，所述酸化为加入盐酸酸化至ph＝1。

技术总结本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种基于钠化提钒处理含钒固废的方法。该基于钠化提钒处理含钒固废的方法，包括以下步骤：从含钒固废中选样为粒径0.5～5mm的废料；将废料球磨后通入空气焙烧，得到焙烧料；向焙烧料中加入碳酸氢钠粉末进行钠化，得到钠化料；向钠化料中加入水并进行水洗，过滤得到水洗滤液；将水洗滤液进行水煮，得到水煮液；向的水煮液中加入盐酸进行酸化，加热至水沸腾并趁热过滤，得到V2O5固体。本发明采用碳酸氢钠对含钒固废进行钠化焙烧，可以高效回收含钒固废中的钒元素；本发明对钠化料进行水洗、水煮以及酸化处理，有效的降低V2O5固体中的杂质，可提高了V2O5固体的产品纯度，产品的品质优良。技术研发人员：张士举,郑佳成,赵文强,苏渤智,孙明畅,吴铭军,隆彩玉,黄烈娜,王钢,卢海涛,王梦成,彭琳,徐玲俐,费之奎受保护的技术使用者：攀枝花学院技术研发日：技术公布日：2024/8/27