專利名稱：從煉鐵爐渣的重渣中回收釩與烯土化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明從煉鐵爐渣的重渣中回收釩.與稀土化合物的方法屬工業(yè)廢棄 物再利用處理技術(shù)，尤其涉及煉鐵廢渣中分離礦物的技術(shù)工藝。
技術(shù)背景鐵礦石在冶煉過程中，部分鉛、磷化合物溶入鐵水中，而稀土礦物 的熔點(diǎn)比鐵高，稀土，元素幾乎全部熔入廢渣中，熔爐在達(dá)到出鐵水溫度 時(shí)，爐鏜中所有物質(zhì)呈現(xiàn)液體狀，由于密度不同，下層是比鐵密度大的 含鉛熔體狀鐵水，中間層是重渣，上層是輕渣，經(jīng)試驗(yàn)測試，下層鐵水的相對密度為7.8,中層重渣的相對密度為5.6，上層輕渣的相對密度為 3.5—4,在煉鐵爐排放鐵水的流槽下，安裝有壓力傳感器，設(shè)有三個(gè)排 液口，分別為鐵水流口，重渣流口和輕渣流口、并都分別安裝有電磁開 關(guān)閥，在壓力傳感器的控制下，相對密度達(dá)到7.8時(shí)，鐵水流口閥門自動 開啟，鐵水流出，當(dāng)相對密度小于7.8時(shí)，鐵水流口自動關(guān)閉，重渣流口 自動開啟，重渣流出，當(dāng)相對密度小于5時(shí)，重渣流口也自動關(guān)閉，輕 渣流口自動開啟，輕渣流出，至爐鏜排盡。釩和稀土化合物為重渣中的 礦物，給從煉鐵爐渣重渣中分離釩與稀土化合物提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種從煉鐵爐渣的重渣中分離礦物質(zhì)的技術(shù) 工藝，能從重渣中回收到釩與稀土化合物，且工藝規(guī)范，成本低廉，效益顯著。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所釆用的技術(shù)方案是從煉鐵爐渣的重渣中回收釩與稀土化合物，是根據(jù)各類礦物質(zhì)的比重差異、水溶程 度差異與離子吸附程度的差異，以熱渣化合反應(yīng)、洗滌、陽離子床吸附 和洗脫為主要措施，其技術(shù)分為高溫熔融化合、水浸洗滌、沉釩、焙燒 洗渣、陽離子床分離、洗脫稀土六個(gè)階段，首先取重渣在反應(yīng)釜中降溫至100(TC，加入碳酸鈉、硫酸銨和氯化鈉攪拌均勻，待化合反應(yīng)后立即 放入凈水池中，在攪拌中浸出偏釩酸鈉液后經(jīng)過濾、-洗滌得濾液、洗滌 液和濾渣，取濾液和洗滌液合并成混合液加流酸銨溶液沉淀后過濾，得 釩酸銨濾餅，把濾餅焙燒100(TC除銨后得V2O5;再取濾渣在硫酸焙燒罐 中加溫至200'C后用水浸出并洗滌，把洗滌渣廢棄，將濾液和洗滌液合 并后投入強(qiáng)酸型陽離子床，把樹月旨床流出的廢液用氨水中和后排放，再 用軟化純凈水洗除樹脂床表面料液，最后配制強(qiáng)酸性洗脫液，從樹脂床 洗脫混合物，用純凈水洗滌過濾后將濾餅烘干后得含鈧、釔、鐿等稀土 化合物。本發(fā)明的有益效果是生產(chǎn)工藝規(guī)范，工業(yè)化生產(chǎn)成本低，可以低 成本從煉鐵爐渣重渣中回收到具有貴重價(jià)值和廣泛用途的釩與稀土化合 物，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
具體實(shí)施方式
一、回收設(shè)施(水、電、氣設(shè)施必備)1、 可上下提升的攪拌反應(yīng)釜，配裝有溫度繼電器和風(fēng)噴槍，并有上 蓋，蓋上有噴淋裝置。2、 多組凈水沉淀池，每組池前配備有配料罐，沉淀池后配備有儲液 罐，分別配有計(jì)量裝置。3、 多組過濾洗滌罐，配備有儲液罐，并分別配有計(jì)量裝置。4、 強(qiáng)酸型陽離子樹脂床。5、 硫酸焙燒罐，配備有溫度繼電器，并配有計(jì)量裝置。6、 電阻烘干爐，配備有溫度繼電器，并配有計(jì)時(shí)計(jì)量裝置。二、 原材料備用1、 碳酸鈉粉(Na2C03)，選購工業(yè)級原料備用。2、 硫酸銨粉(NH4S04)，選購工業(yè)級原料備用。3、 '氯化鈉粉(NaCl),選購工業(yè)級原料備用。4、 氨水(NH4H20)分別選購工業(yè)級和分析級原料備用。5、 軟化純凈水備用。6、 配制1.75摩爾鹽酸洗脫液備用。7、 配制4摩爾鹽酸洗脫液備用。8、 硫酸銨溶液(NH4S04),選購工業(yè)級原料備用。9、 硫酸(H2S04)，選購工業(yè)級原料備用。三、 回收釩與稀土化合物工藝1、 高溫熔融化合。把從煉鐵爐中分流出的重爐渣投入攪拌反應(yīng)釜 中，在溫度繼電器的控制下，把溫度降至100(TC時(shí)，用風(fēng)噴槍向液體狀 重渣中噴入碳酸鈉粉、硫酸銨粉和氯化鈉粉，其用量分別為重渣重量的 10%、 2%和2%，在攪拌中起化學(xué)反應(yīng)30分鐘，此時(shí)，反應(yīng)釜中含氯化 銨的揮發(fā)性氣體經(jīng)過噴淋裝置溶入水中回收，攪拌結(jié)束后凈置10分鐘得 熔合渣。2、 水浸洗滌。將已反應(yīng)的熔合渣投入凈水沉淀池中，水與渣的重量 比為5:1，在攪拌30分鐘后靜至10分鐘，再送入過濾洗滌罐中過濾后 再用濾渣5倍量水洗滌，合并濾液和洗滌液得混合液與濾渣分別備用。3、 沉釩。把備用混合液送入凈水沉淀池在攪拌下徐徐加入硫酸銨溶液，使液中偏釩鈉以釩酸銨沉淀，以混合液中看不見沉淀物生成時(shí)停止 添加硫酸銨，凈置1小時(shí)，把液狀物送入過濾洗滌罐中過濾，得含釩酸銨的沉淀物濾餅投入電阻烘干爐中加溫至1000 °C ,焙燒1小時(shí)后得V205，濾液存放儲液罐中作為下次沉釩的洗滌水。4、 焙燒洗渣。把備用濾渣投入硫酸焙燒罐中，加入濾渣重量五分之 一量的硫酸焙燒，在溫度繼電器的控制下，保持溫度至180 —200。C1 小時(shí)，將焙燒物投入凈水沉淀池，'按體積加5倍量清水?dāng)嚢韬筝斎脒^濾 洗滌罐中過濾，并用5倍量清水洗滌濾渣，合并濾液和洗滌液得混合液 后加工業(yè)級氨水調(diào)PH為3后備用，洗滌渣廢棄。5、 強(qiáng)酸型離子床分離。將備用混合液靜置半小時(shí)后輸入強(qiáng)酸型陽離 子床，按每分鐘O.l升通過l平方厘米的流量通過強(qiáng)酸型陽離子樹脂床， 從樹脂床流出的料液用氨水中和PH為7時(shí)，沉淀物收集，中和液排放， 再用3倍于樹脂床體積的純化凈水洗滌樹脂床表面的料液，洗滌液存入 儲液罐，作下次硫酸焙燒后的洗滌水。6、 洗脫稀土先取樹脂床體積5倍量1.75摩爾鹽酸洗脫液，按每分鐘O.l升通過l 平方厘米的流量洗脫樹脂床，再用樹脂床體積5倍量軟化純凈水洗滌， 兩液合并后，用氨水中和PH為7時(shí)沉淀過濾后得Fe"化合物濾餅，加入 電阻烘干爐烘干后收集，中和液排放；再取樹脂床體積5倍量4摩爾鹽 酸脫液，按每分鐘0.1升通過1平方厘米的流量洗脫樹脂床，再用樹脂床 體積3倍量軟化純凈水洗滌，兩液合并后用氨水調(diào)PH為13.5時(shí)沉淀過 濾，濾液加氨水中和PH為7時(shí)排放，濾餅加入電阻烘干爐，烘干后為 釔、鈧、鐿稀土化合物。
權(quán)利要求
1. 一種從煉鐵爐渣的重渣中回收釩與稀土化合物的方法，其特征是其技術(shù)分為高溫熔融化合、水浸洗滌、沉釩、焙燒洗渣、陽離子床分離、洗脫稀土六個(gè)階段，首先取重渣在反應(yīng)釜中降溫至1000℃，加入碳酸鈉、硫酸銨和氯化鈉攪拌均勻，待化合反應(yīng)后立即放入凈水池中，在攪拌中浸出偏釩酸鈉液后經(jīng)過濾、洗滌得濾液、洗滌液和濾渣，取濾液和洗滌液合并成混合液加流酸銨溶液沉淀后過濾，得釩酸銨濾餅，把濾餅焙燒1000℃除銨后得V2O5；再取濾渣在硫酸焙燒罐中加溫至200℃后用水浸出并洗滌，把洗滌渣廢棄，將濾液和洗滌液合并后投入強(qiáng)酸型陽離子床，把樹脂床流出的廢液用氨水中和后排放，再用軟化純凈水洗除樹脂床表面料液，最后配制強(qiáng)酸性洗脫液，從樹脂床洗脫混合物，用純凈水洗滌過濾后將濾餅烘干后得含鈧、釔、鐿等稀土化合物。
全文摘要
從煉鐵爐渣中的重渣中回收釩與烯土化合物的方法給工業(yè)廢棄物再利用提供了分離礦物的技術(shù)工藝，其技術(shù)分為高溫熔融化合、水浸洗滌、沉釩、焙燒洗渣、陽離子床分離、洗脫烯土六個(gè)階段，生產(chǎn)工藝規(guī)范，工業(yè)化生產(chǎn)成本低，可以低成本從煉鐵爐渣重渣中回收到具有貴重價(jià)值和廣泛用途的釩與烯土化合物，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號C22B7/04GK101215640SQ20071001720
公開日2008年7月9日 申請日期2007年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月5日
發(fā)明者陳曉棟 申請人:陳曉棟