專利名稱：五氧化二釩的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金領域。更具體地，本發(fā)明涉及制備五氧化二釩的制備方法。
背景技術：
釩具有許多優(yōu)良的物理化學性質，廣泛應用于冶金、電子和化工等行業(yè)，其中大約 85%的用于冶煉釩鐵用作合金添加劑，主要是以五氧化二釩的形式使用。目前制備五氧化二釩的原料主要為釩渣，主要方法包括鈉化焙燒、加壓堿浸、鈣化焙燒酸浸和鈣化焙燒堿液碳酸化浸出等工藝。目前生產五氧化二釩的方法，普遍存在過程長、能耗高、效率低和嚴重的安全衛(wèi)生和環(huán)境污染的問題。隨著國家對環(huán)保要求越來越嚴格，傳統(tǒng)的五氧化二釩的制備方法已經(jīng)不能滿足環(huán)保的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種沉釩母液的凈化方法，其至少具有下列優(yōu)點之一高效、低成本、能耗低、安全、環(huán)保。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種制備五氧化二釩的方法，其特征在于，包括以下步驟從原料釩渣制備精細釩渣；將所述精細釩渣進行焙燒浸出制備含有釩酸鈉的浸出液；以及從所述含有硫酸鈉的浸出液制備五氧化二釩并得到沉釩母液；其中，所述從原料釩渣制備精細釩渣包括將原料釩渣進行破碎，然后進行磁選鐵得到鐵渣和選鐵后的釩渣； 將所述選鐵后的釩渣進行一次球磨，然后進行一次選粉得到一次粗粉和作為精細釩渣的一次細粉；將所述一次粗粉進行篩分得到篩上粉和篩下粉；將所述篩下粉進行二次球磨，然后進行二次選粉得到二次粗粉和作為精細釩渣的二次細粉；所述將所述精細釩渣進行焙燒浸出制備含有釩酸鈉的浸出液包括提供所述精細釩渣；向所述精細釩渣中添加碳酸鈉獲得焙燒混合物；將所述焙燒混合物在700-850攝氏度溫度下進行焙燒獲得含有釩酸鈉的焙燒物料；將所述焙燒物料進行水淬至100攝氏度以下；將經(jīng)過水淬的焙燒物料進行焙燒物料球磨獲得漿料；將所述漿料進行水浸獲得浸出漿料；以及將所獲得的浸出漿料進行過濾獲得濾渣和含有釩酸鈉的浸出液；所述從所述含有硫酸鈉的浸出液制備五氧化二釩并得到沉釩母液包括提供所述含有釩酸鈉的浸出液；向所述含有釩酸鈉的浸出液中添加硫酸銨，并調節(jié)PH至pH值為1. 5-2，之后在90-100攝氏度的溫度下加熱，以生成含有多釩酸銨沉淀的混合液；將所述含有多釩酸銨沉淀的混合液進行過濾洗滌獲得多釩酸銨沉淀和沉釩母液；將所述多釩酸銨沉淀在400-500攝氏度的溫度下加熱分解氧化生成五氧化二釩。根據(jù)本發(fā)明的實施例，制備五氧化二釩的方法還可以具有下列附加技術特征根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述精細釩渣的鐵含量小于5重量％。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述精細釩渣粒度小于150微米。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述原料釩渣中氧化鈣的含量為3. 5重量％以下。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，將所述漿料進行水浸獲得浸出漿料包括對所述漿料進行連續(xù)浸出獲得浸出漿料。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在所述焙燒物料球磨的過程中添加硫酸鎂以去除磷。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在所述焙燒物料球磨的過程中進一步添加硫酸銨。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述含有硫酸鎂的水溶液中進一步含有硫酸銨和硫酸鋁的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，向所述含有釩酸鈉的浸出液中添加硫酸銨，并調節(jié)pH 至PH值為1. 5-2，之后在90-100攝氏度的溫度下加熱，以生成含有多釩酸銨沉淀的混合液包括以下步驟將所述含有釩酸鈉的浸出液進行一次PH調節(jié)至pH值為6-7 ；向經(jīng)過一次pH 調節(jié)的所述含有釩酸鈉的溶液中添加硫酸銨，之后在80-90攝氏度的溫度下加熱，形成含有釩酸銨的混合液；將所述含有釩酸銨的混合液進行二次PH調節(jié)至pH值為1. 5-2 ；將所述經(jīng)過二次PH調節(jié)的含有釩酸銨的混合液在90-100攝氏度的溫度下加熱，以生成含有多釩酸銨沉淀的混合液。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述多釩酸銨沉淀的含水量低于25重量％。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述沉釩母液含有六價鉻、硫酸鈉、硫酸銨以及五價釩，所述制備五氧化二釩的方法進一步包括通過以下步驟對所述沉釩母液進行凈化向所述沉釩母液中加入二氧化硫獲得六價鉻被還原至三價鉻的混合液并中和至堿性，以生成含有氫氧化鉻沉淀的沉淀后液；和將所述含有氫氧化鉻沉淀的沉淀后液進行過濾獲得氫氧化鉻沉淀和含有硫酸鈉、硫酸銨和五價釩的濾液。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通過控制二氧化硫的添加量使得僅六價鉻被還原為三價鉻而五價釩未被還原。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在100-120攝氏度的溫度下對所述含有硫酸鈉、硫酸銨和釩酸鈉的濾液進行蒸發(fā)以獲得硫酸鈉晶體和含有硫酸銨、五價釩以及殘余硫酸鈉的溶液。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的精細釩渣的制備方法的流程示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的對釩渣進行兩次破碎和兩次磁選的流程示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明又一實施例的對鐵渣進行進一步處理的流程示意圖。圖4是根據(jù)跟發(fā)明又一實施例的對一次粗粉進行進一步處理的流程示意圖。圖5是根據(jù)跟發(fā)明又一實施例的精細釩渣的制備方法的流程示意圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的精細釩渣焙燒浸出方法的流程示意圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明又一實施例的精細釩渣焙燒浸出方法的流程示意圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的從釩酸鈉制備五氧化二釩的流程示意圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明又一實施例的從釩酸鈉制備五氧化二釩的流程示意圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的焙燒浸出的凈化沉釩母液的流程示意圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明實施例的焙燒浸出的凈化沉釩母液的流程示意圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于制備精細釩渣的設備的示意圖。圖13是根據(jù)本發(fā)明又一實施例的用于制備精細釩渣的設備的示意圖。圖14是根據(jù)本發(fā)明又一實施例的用于制備精細釩渣的設備的示意圖。圖15是根據(jù)本發(fā)明又一實施例的用于制備精細釩渣的設備的示意圖。圖16是根據(jù)本發(fā)明又一實施例的用于制備精細釩渣的設備的示意圖。圖17是根據(jù)本發(fā)明實施例的制備五氧化二釩的流程示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，術語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。參考圖17，根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明提供了一種對沉釩母液的凈化方法。在本發(fā)明的實施例中，沉釩母液的含義應作廣義理解，可以是任何含有六價鉻、硫酸鈉、硫酸銨以及五價釩的容易。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所采用的沉釩母液是利用精細釩渣制備五氧化二釩的過程中所產生的沉釩母液。根據(jù)本發(fā)明實施例的方法，可以作為從釩渣制備五氧化二釩總工藝的一部分。具體地，從釩渣制備五氧化二釩的工藝包括以下幾個部分首先，從釩渣原料制備精細釩渣；第二，通過對精細釩渣進行配料，然后進行焙燒浸出，得到含有釩酸銨的焙燒浸出液；第三，從含有釩酸銨的焙燒浸出液制備多釩酸銨，進而通過對多釩酸銨進行干燥氧化分解制備五氧化二釩，同時產生沉釩母液；以及第四，任選地，對所得到的沉釩母液進行凈化處理。為了方便描述，根據(jù)上述流程對本發(fā)明的技術方案進行描述。精細釩渣的制備參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例，從原料釩渣制備精細釩渣的方法包括以下步驟如圖1所示，首先，將原料釩渣進行破碎，然后進行磁選鐵得到鐵渣和選鐵后的釩渣。根據(jù)本發(fā)明的實施例，在本發(fā)明中所采用的原料釩渣不受特別限制，可以是任何含有釩的材料。根據(jù)本發(fā)明的一個具體示例，所述原料釩渣為釩鈦磁鐵礦經(jīng)過煉鋼后的“爐渣”，由此，可以從廢料中回收釩，降低工業(yè)成本，申請人發(fā)現(xiàn)，釩鈦磁鐵礦經(jīng)過煉鋼后的“爐渣”的鈣含量低(氧化鈣的含量為低于3. 5重量％ )，因而所得到的精細釩渣將適用于鈉法焙燒浸出法處理工藝。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以采用任何已知的破碎機對原料釩渣進行破碎，并且可以采用任何已知的磁選機進行磁選。根據(jù)本發(fā)明的實施例，依賴于原料釩渣的種類，可以對原料釩渣進行多級破碎_磁選處理。例如對于粒度大于500mm的原料釩渣，可以進行三次破碎_磁選處理。對于粒度為200mm以下的原料釩渣，可以進行兩次破碎-磁選處理。圖 2中示出了進行兩次破碎和兩次磁選的示意圖，具體的，首先將原料釩渣進行一次破碎，降低原料釩渣的粒度，得到一次破碎后的釩渣；然后，將一次破碎后的釩渣進行一次磁選得到一次鐵渣和一次選鐵后的釩渣，顯然，一次選鐵后的釩渣中鐵含量得到顯著降低；接著，將一次選鐵后的釩渣進行二次破碎，進一步降低釩渣的粒度，得到二次破碎后的釩渣；最后， 將二次破碎后的釩渣進行二次磁選得到二次鐵渣和二次選鐵后的釩渣，進一步降低釩渣中的鐵含量。由此，能夠進一步提高釩的回收效率，進而提高五氧化二釩的生產效率。經(jīng)過破碎-磁選處理后的釩渣的粒度為小于20mm，可以用于進行一次球磨處理。需要說明的是，在本文中所提到的術語“一次”、“二次”等類似術語只是為了方便區(qū)分而使用的，而不是表示先后順序關系。根據(jù)本發(fā)明的實施例，對于破碎-磁選處理過程中所得到的鐵渣，可以進一步進行處理。具體的，例如參考圖5，首先在自磨機內對鐵渣進行自磨，從而可以使得釩渣能夠與鐵在物理上分離，然后進行磁選，從而可以得到鐵和除鐵釩渣；除鐵釩渣可以與其他步驟中獲得的選鐵后的釩渣合并一起進行后續(xù)的一次球磨處理，所得到的鐵中含釩的量小于4重量％，可以輸送至鋼廠進行冶煉。由此，能夠充分回收釩，從而提高五氧化二釩的生產效率，并且獲得了鐵。接下來，將經(jīng)過選鐵后的釩渣進行一次球磨，同樣，也可以使用任意本領域中已知的球磨機進行，根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以在進行球磨之前，對經(jīng)過選鐵的釩渣進行預均化處理，從而使得最終獲得的精細釩渣的成分均一。然后對經(jīng)過球磨的釩渣進行一次選粉得到一次粗粉和作為精細釩渣的一次細粉，本領域技術人員能夠理解可以使用本領域中任何已知的選粉機進行選粉操作。參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以將所述一次粗粉進行篩分得到篩上粉和篩下粉；將所述篩下粉進行二次球磨，然后進行二次選粉得到二次粗粉和作為精細釩渣的二次細粉。通過上述球磨-選粉處理能夠得到可以用于后續(xù)焙燒浸出處理的精細釩渣。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以將篩上粉進行磁選得到鐵和選鐵后的篩上粉，并且將選鐵后的篩上粉與篩下粉一起進行二次球磨。由此，能夠進一步回收釩，并提高五氧化二釩的生產效率。另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖4和圖5，可以將二次選粉所得到的二次粗粉返回與選鐵后的篩下粉一起進行二次選分操作。由此，能夠進一步提高釩的回收效率。以上描述了根據(jù)本發(fā)明實施例的制備精細釩渣的方法，根據(jù)本發(fā)明的實施例，所得到的精細釩渣的鐵含量為5重量％以下。由此，能夠提高后續(xù)焙燒浸出處理的效率。另外，根據(jù)本發(fā)明的另一具體示例，細釩渣粒度小于150微米。由此，能夠進一步提高后續(xù)焙燒浸出處理的效率。另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，還進一步包括將所得到的精細釩渣進行配料的步驟，即，將所得到的精細釩渣與碳酸鈉和水按照鈉法焙燒的化學計量比例進行混合， 得到用于進行焙燒反應的焙燒混合物，也可以稱為生料，從而便于后續(xù)的焙燒浸出反應。根據(jù)本發(fā)明的另外的實施例，碳酸鈉的添加量可以是化學計量學上過量的，從而能夠充分地對所得到的精細釩渣進行焙燒和浸出，從而能夠提高釩的回收效率。根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，還可以在配料的過程中加入焙燒浸出反應所得到的浸出渣，從而能夠提高釩的回收效率。另外，根據(jù)本發(fā)明的具體實例，可以進行二次混料，由此實現(xiàn)良好的均勻性，便于后續(xù)處理。根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明還提供了一種用于制備精細釩渣的設備。接下來，申請人對用于制備精細釩渣的設備進行描述。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語的具體含義。參考圖12-16，下面對根據(jù)本發(fā)明實施例的用于制備精細釩渣的設備進行描述。根據(jù)本發(fā)明的實施例，用于制備精細釩渣的設備包括第一破碎機、第一磁選機、第一球磨機、 第一選粉機、第一篩分機、第二球磨機和第二選粉機。其中，第一破碎機用于將原料釩渣進行一次破碎得到一次破碎釩渣；第一磁選機與第一破碎機相連用于將一次破碎釩渣進行一次磁選得到鐵渣和選鐵后的釩渣；第一球磨機與第一磁選機相連將選鐵后的釩渣進行一次球磨得到經(jīng)過一次球磨的釩渣；第一選粉機與第一球磨機相連用于對經(jīng)過一次球磨的釩渣進行一次選粉得到一次粗粉和作為精細釩渣的一次細粉；第一篩分機與第一選粉機相連用于對一次粗粉進行篩分得到篩上粉和篩下粉；第二球磨機與第一篩分機相連用于對篩上粉進行二次球磨得到經(jīng)過二次球磨的篩上粉；和第二選粉機與第二球磨機相連用于對經(jīng)過二次球磨的篩下粉進行二次選粉得到二次粗粉和作為精細釩渣的二次細粉。由此，利用上述設備，可以制備精細釩渣。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所得到的精細釩渣的鐵含量為5重量％以下。由此，能夠提高后續(xù)焙燒浸出處理的效率。另外，根據(jù)本發(fā)明的另一具體示例，細釩渣粒度小于150微米。由此，能夠進一步提高后續(xù)焙燒浸出處理的效率。根據(jù)本發(fā)明的實施例，制備精細釩渣的設備還可以進一步包括自磨機，該自磨機與第一磁選機連接用于對鐵渣進行自磨得到經(jīng)過自磨的鐵渣；和第二磁選機，該第二磁選機分別與自磨機和第一球磨機相連用于對經(jīng)過自磨的鐵渣進行磁選得到鐵和第一除鐵釩渣并將第一除鐵釩渣輸入至所述第一球磨機與選鐵后的釩渣一起進行一次球磨。根據(jù)本發(fā)明的實施例，制備精細釩渣的設備還可以進一步包括第三磁選機，該第三磁選機分別與第一篩分機和第二球磨機相連用于對篩上粉進行磁選得到鐵和第三除鐵釩渣并將所述第三除鐵釩渣輸入至所述第二球磨機與所述篩下粉一起進行二次球磨。根據(jù)本發(fā)明的實施例， 制備精細釩渣的設備還可以進一步包括二次粗粉返回至所述第二球磨機以對該二次粗粉進行二次球磨。根據(jù)本發(fā)明的實施例，制備精細釩渣的設備還可以進一步包括第二破碎機， 該第二破碎機與第一磁選機相連用于對選鐵后的釩渣進行二次破碎得到二次破碎釩渣；和第四磁選機，該第四磁選機與第二破碎機和第一球磨機相連用于對二次破碎釩渣進行磁選得到鐵渣和第四除鐵釩渣。該設備的特征的優(yōu)點在前述方法的介紹中已經(jīng)進行了描述，在此不再贅述。焙燒浸出在制備精細釩渣后，通過將精細釩渣與碳酸鈉混合并進行焙燒生成釩酸鈉，由于釩酸鈉可溶于水，因而可以進行水浸，將釩酸鈉溶解到水中，獲得含有釩酸鈉的浸出液。具體地，參考圖6，根據(jù)本發(fā)明的實施例，焙燒浸出包括首先向前述獲得的精細釩渣中添加碳酸鈉混合得到焙燒混合物，根據(jù)本發(fā)明的實施例，碳酸鈉是以顆粒的形式加入的。然后，將上述焙燒混合物在700-850攝氏度溫度下進行焙燒，將三價或四價釩氧化為五價釩氧化物，并與碳酸鈉高溫分解出來的Na2O作用生成易溶于水的釩酸鈉，獲得含有釩酸鈉的焙燒物料，以便于進行水浸。焙燒的時間并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體示例，焙燒的時間為3-6小時，由此可以在節(jié)省成本的情況下反應得更徹底。
接下來，將所述焙燒物料進行水淬，快速冷卻至100攝氏度以下。申請人發(fā)現(xiàn)當焙燒物料緩慢冷卻時，釩酸鈉會形成不溶于水的物質從而釩的回收效率低。而當采用水淬處理快速冷卻至100攝氏度以下時，能夠避免這種情況，進而有利于提高釩的回收效率。接著，將經(jīng)過水淬的焙燒物進行焙燒物料球磨獲得漿料，并將漿料進行水浸獲得浸出漿料。由于釩酸鈉可溶于水，因而在水浸的過程中，釩酸鈉溶解在水中，形成含有釩酸鈉的浸出液。由于，在進行水浸之前，將經(jīng)過水淬的焙燒物料進行焙燒物料球磨，因而可以大大提高水浸的效率。在這里水浸過程中所添加水的量，基于釩酸鈉的溶解度是過量的。另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，浸出是連續(xù)進行的，例如，在多個連續(xù)的浸出室中連續(xù)進行浸出， 由此可以提高浸出的效率，進而提高五氧化二釩的生產效率。最后，將所得到的浸出漿料進行過濾，得到濾渣和含有釩酸鈉的浸出液。參考圖7， 根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以將濾渣返回進行水浸，由此可以提高釩的回收效率。具體的，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，首先將濾渣進行洗滌，并將洗滌后液與所述經(jīng)過水淬的焙燒物料一起進行球磨。由此，能夠進一步提高釩的回收效率，進而提高五氧化二釩的生產效率。另外，申請人發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實施例的精細釩渣焙燒浸出方法所得到的濾渣可以用于制備黑陶瓷和太陽能吸熱板等，從而提高了廢物的利用價值。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以在將精細釩渣與碳酸鈉焙燒之后添加硫酸鎂，由此可以生成磷酸鎂沉淀，由此能夠使得浸出液中的磷含量得到降低。硫酸鎂的添加方式和時機不受任何限制。參考圖7，可以在水淬之后，球磨的過程中添加硫酸鎂水溶液。另外，還可以進一步添加硫酸銨，從而生成溶解度更低的磷酸銨鎂，從而除磷的效果更好。另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，還可以添加硫酸鋁，從而生成硅酸鋁沉淀以除去浸出液中的硅。硫酸鋁的添加方式和時機不受任何限制。參考圖7，可以在水淬之后，球磨的過程中添加硫酸鋁水溶液。由此，能夠提高浸出液的純度，進而提高所制備五氧化二釩的純度。還可以在洗滌過程中，直接用含有硫酸鎂的水溶液進行洗滌，可選地添加硫酸銨和硫酸鋁的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，還可以將硫酸鎂、硫酸銨和硫酸鋁添加至浸出液中，過濾得到凈化的浸出液。這里所添加的硫酸銨、硫酸鎂和硫酸鋁是相對于所要除去的磷和/或硅的量化學計量上過量的，由此能夠提高凈化的效果。制備五氧化二釩在獲得含有釩酸鈉的浸出液之后，通過釩酸鈉與硫酸銨的反應可以獲得多釩酸銨，進一步將多釩酸銨加熱分解氧化，可以獲得五氧化二釩。具體的，根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖8，向所述含有釩酸鈉的浸出液中添加硫酸銨，并調節(jié)PH至pH值為1. 5-2，之后在90-100攝氏度的溫度下加熱，以生成含有多釩酸銨沉淀的混合液；將含有多釩酸銨沉淀的混合液進行過濾洗滌獲得多釩酸銨沉淀和沉釩母液；將多釩酸銨沉淀在400-500攝氏度的溫度下加熱分解氧化生成五氧化二釩。根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖9，生成含有多釩酸銨沉淀的混合液包括以下步驟將含有釩酸鈉的浸出液進行一次PH調節(jié)，至pH為6-7 ；向經(jīng)過一次pH調節(jié)的含有釩酸鈉的溶液中添加硫酸銨，之后在80-90攝氏度的溫度下加熱，形成含有釩酸銨的混合液；將含有釩酸銨的混合液進行二次PH調節(jié)，至pH值為1. 5-2 ；將經(jīng)過二次pH調節(jié)的含有釩酸銨的混合液在90-100 攝氏度的溫度下加熱，以生成含有多釩酸銨沉淀的混合液。由此，可以大大提高多釩酸銨的生成效率。在本發(fā)明中，調節(jié)PH的手段不受任何限制，根據(jù)本發(fā)明的實施例，利用硫酸進行所述一次PH調節(jié)和/或所述二次pH調節(jié)。在本發(fā)明中，進行過濾的方法不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述多釩酸銨沉淀的含水量低于40重量％，優(yōu)選為10-40重量％，由此便于后續(xù)處理，并且由于含水量低因而在后續(xù)加熱分解氧化過程中可以節(jié)省大量能源，降低能耗。可以先將多釩酸銨先進行干燥，然后再在回轉爐里進行分解氧化。根據(jù)本發(fā)明的實施例，對多釩酸銨進行干燥的設備和方法不受特別限制，可以使用本領域中任何已知的設備進行。根據(jù)本發(fā)明的具體示例，可以采用本領域中已知的閃蒸干燥設備，也可以采用真空干燥處理方法和設備。當然，也可以在回轉爐里面一次完成干燥分解氧化的步驟。根據(jù)本發(fā)明進一步的實施例，申請人發(fā)現(xiàn)經(jīng)過過濾處理的多釩酸銨沉淀的含水量相對較低，可以在回轉爐里面一次完成干燥分解氧化的步驟，節(jié)省了單獨進行干燥的步驟，從而節(jié)省大量能源，降低能耗，實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能減排的效果。根據(jù)本發(fā)明的實施例，在生成五氧化二釩之后，將所獲得的五氧化二釩在800攝氏度下加熱熔化后，冷卻壓碎粒度小于IOmm獲得片劑五氧化二釩。這樣獲得的片劑五氧化二釩可以直接用于鋼鐵冶煉行業(yè)。沉釩母液的凈化在沉釩制備五氧化二釩的過程中，得到了沉釩母液，該沉釩母液含有六價鉻、硫酸鈉、硫酸銨以及五價釩。其中六價鉻和五價釩是有毒的，因而如果直接將沉釩母液排放，將會造成嚴重的污染。根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖10和11，對沉釩母液的凈化包括提供沉釩母液，其中沉釩母液含有六價鉻、硫酸鈉、硫酸銨以及五價釩；向沉釩母液中加入二氧化硫獲得六價鉻被還原至三價鉻的混合液并中和至堿性，以生成含有氫氧化鉻沉淀的沉淀后液；和將含有氫氧化鉻沉淀的沉淀后液進行過濾獲得氫氧化鉻沉淀和含有硫酸鈉、硫酸銨和五價釩的濾液。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所采用的二氧化硫是通過燃燒硫磺而制備的，這樣可以節(jié)省成本，并且硫磺便于保存。根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過控制二氧化硫的添加量，進而控制還原電位從而使得僅六價鉻被還原為三價鉻而五價釩未被還原。這樣可以將五價釩返回進行五氧化二釩的制備。具體的，根據(jù)本發(fā)明的一個示例，在100-120攝氏度的溫度下對含有硫酸鈉、硫酸銨和釩酸鈉的濾液進行蒸發(fā)以獲得硫酸鈉晶體，和含有硫酸銨、五價釩以及殘余硫酸鈉的溶液。申請人發(fā)現(xiàn)在100-120攝氏度的溫度下結晶得到的硫酸鈉晶體不含結晶水， 并且根據(jù)本發(fā)明的具體示例，可以通過對所得到的硫酸鈉晶體進行精制過濾得到高純度的芒硝(純度為99. 5-99.9% )。另外，可以將含有硫酸銨、五價釩以及殘余硫酸鈉的溶液返回制備五氧化二釩。從而物盡其用，避免直接排放所帶來的環(huán)境污染問題，并且提高了經(jīng)濟效益。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種制備五氧化二釩的方法，其特征在于，包括以下步驟 從原料釩渣制備精細釩渣；將所述精細釩渣進行焙燒浸出制備含有釩酸鈉的浸出液；以及從所述含有硫酸鈉的浸出液制備五氧化二釩并得到沉釩母液； 其中，所述從原料釩渣制備精細釩渣包括將原料釩渣進行破碎，然后進行磁選鐵得到鐵渣和選鐵后的釩渣； 將所述選鐵后的釩渣進行一次球磨，然后進行一次選粉得到一次粗粉和作為精細釩渣的一次細粉；將所述一次粗粉進行篩分得到篩上粉和篩下粉；將所述篩下粉進行二次球磨，然后進行二次選粉得到二次粗粉和作為精細釩渣的二次細粉；所述將所述精細釩渣進行焙燒浸出制備含有釩酸鈉的浸出液包括 提供所述精細釩渣；向所述精細釩渣中添加碳酸鈉獲得焙燒混合物；將所述焙燒混合物在700-850攝氏度溫度下進行焙燒獲得含有釩酸鈉的焙燒物料；將所述焙燒物料進行水淬至100攝氏度以下；將經(jīng)過水淬的焙燒物料進行焙燒物料球磨獲得漿料；將所述漿料進行水浸獲得浸出漿料；以及將所獲得的浸出漿料進行過濾獲得濾渣和含有釩酸鈉的浸出液；所述從所述含有硫酸鈉的浸出液制備五氧化二釩并得到沉釩母液包括提供所述含有釩酸鈉的浸出液；向所述含有釩酸鈉的浸出液中添加硫酸銨，并調節(jié)PH至pH值為1.5-2，之后在90-100 攝氏度的溫度下加熱，以生成含有多釩酸銨沉淀的混合液；將所述含有多釩酸銨沉淀的混合液進行過濾洗滌獲得多釩酸銨沉淀和沉釩母液； 將所述多釩酸銨沉淀在400-500攝氏度的溫度下加熱分解氧化生成五氧化二釩。
2.根據(jù)權利要求1所述的制備五氧化二釩的方法，其特征在于， 所述精細釩渣的鐵含量小于5重量％。
3.根據(jù)權利要求1所述的制備五氧化二釩的方法，其特征在于， 所述精細釩渣粒度小于150微米。
4.根據(jù)權利要求1所述的制備五氧化二釩的方法，其特征在于， 所述原料釩渣中氧化鈣的含量為3. 5重量％以下。
5.根據(jù)權利要求1所述的制備五氧化二釩的方法，其特征在于，將所述漿料進行水浸獲得浸出漿料包括對所述漿料進行連續(xù)浸出獲得浸出漿料。
6.根據(jù)權利要求1所述的制備五氧化二釩的方法，其特征在于，在所述焙燒物料球磨的過程中添加硫酸鎂以去除磷。
7.根據(jù)權利要求6所述的制備五氧化二釩的方法，其特征在于，在所述焙燒物料球磨的過程中進一步添加硫酸銨。
8.根據(jù)權利要求7所述的制備五氧化二釩的方法，其特征在于，所述含有硫酸鎂的水溶液中進一步含有硫酸銨和硫酸鋁的至少一種。
9.根據(jù)權利要求1所述的制備五氧化二釩的方法，其特征在于，向所述含有釩酸鈉的浸出液中添加硫酸銨，并調節(jié)PH至pH值為1. 5-2，之后在90-100攝氏度的溫度下加熱，以生成含有多釩酸銨沉淀的混合液包括以下步驟將所述含有釩酸鈉的浸出液進行一次PH調節(jié)至pH值為6-7 ；向經(jīng)過一次PH調節(jié)的所述含有釩酸鈉的溶液中添加硫酸銨，之后在80-90攝氏度的溫度下加熱，形成含有釩酸銨的混合液；將所述含有釩酸銨的混合液進行二次PH調節(jié)至pH值為1. 5-2 ；將所述經(jīng)過二次PH調節(jié)的含有釩酸銨的混合液在90-100攝氏度的溫度下加熱，以生成含有多釩酸銨沉淀的混合液。
10.根據(jù)權利要求1所述的制備五氧化二釩的方法，其特征在于，所述多釩酸銨沉淀的含水量低于25重量％。
11.根據(jù)權利要求1所述的制備五氧化二釩的方法，其特征在于，所述沉釩母液含有六價鉻、硫酸鈉、硫酸銨以及五價釩，所述制備五氧化二釩的方法進一步包括通過以下步驟對所述沉釩母液進行凈化向所述沉釩母液中加入二氧化硫獲得六價鉻被還原至三價鉻的混合液并中和至堿性， 以生成含有氫氧化鉻沉淀的沉淀后液；和將所述含有氫氧化鉻沉淀的沉淀后液進行過濾獲得氫氧化鉻沉淀和含有硫酸鈉、硫酸銨和五價釩的濾液。
12.根據(jù)權利要求11所述的制備五氧化二釩的方法，其特征在于，通過控制二氧化硫的添加量使得僅六價鉻被還原為三價鉻而五價釩未被還原。
13.根據(jù)權利要求11所述的制備五氧化二釩的方法，其特征在于，在100-120攝氏度的溫度下對所述含有硫酸鈉、硫酸銨和釩酸鈉的濾液進行蒸發(fā)以獲得硫酸鈉晶體和含有硫酸銨、五價釩以及殘余硫酸鈉的溶液。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制備五氧化二釩的方法，包括以下步驟從原料釩渣制備精細釩渣；將所述精細釩渣進行焙燒浸出制備含有釩酸鈉的浸出液；以及從所述含有硫酸鈉的浸出液制備五氧化二釩并得到沉釩母液。該方法至少具有下列優(yōu)點之一高效、低成本、能耗低、安全、環(huán)保。
文檔編號C22B1/00GK102220478SQ20111008245
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權日2011年4月1日
發(fā)明者呂東, 周文龍, 徐月和, 杜國山, 甘炤坤 申請人:中國恩菲工程技術有限公司