专利名称：用电催化氧化浸取转炉钒渣的方法
技术领域：
本发明涉及用转炉钒渣浸出钒的方法。
背景技术：
钒(V)是重要的工业原料，用转炉钒渣为原料制取五氧化二钒(V2O5)既能够得到 工业上可用的钒的氧化物，也能够方便地还原出钒。浸取转炉钒渣(以制取五氧化二钒)的 方法有几种，其中的全湿法提钒污染较小。在全湿法提钒中，常用直接酸浸法，其具体步骤 包括①用硫酸^2SO4)与转炉钒渣混合制备矿浆液；②搅拌、静置以浸出硫酸氧钒(VOSO4); ③过滤；④在含硫酸氧钒的滤液中加入硫酸铵[(NH4)2SO4](即氨盐沉钒法)，以得到含多钒 酸铵(NH4VO3)的沉淀物；⑤过滤、洗涤沉淀物，得纯净多钒酸铵；⑥在氧化气氛中煅烧多钒 酸铵，得制品五氧化二钒(V2O5)的步骤。然而，现有的直接酸浸法却存在五氧化二钒的产率 不高，即钒的提取率较低之不足。导致这一不足的关键是，在其第②步中硫酸氧钒浸出率较 低。
发明内容
本发明的目的是，提供一种硫酸氧钒浸出率较高的浸取转炉钒渣的方法。实现所述发明目的之方法是一种用电催化氧化浸取转炉钒渣的方法，与现有技术 相同的方面是，该方法包括用硫酸与转炉钒渣混合以制备矿浆液的步骤(1)。其改进之处 是，在该步骤(1)中，硫酸的百分比浓度为30% 50%，转炉钒渣呈过200目筛后的粉沫状； 硫酸与转炉钒渣所含钒的质量比为80 1. 5 2 ；以下步骤为
(2)将步骤(1)所得矿浆液置于浸取槽中，接通电源，以进行电催化氧化反应；其中，阳 极电流密度为400 1000A/m2，浸取温度为25 100°C，浸取时间为2 IOh ；
(3)对经步骤(2)电催化氧化反应后的矿浆液进行固液分离，得含硫酸氧钒的滤液。在得到含硫酸氧钒的滤液后，再通过常规的氨盐沉钒法和煅烧等步骤制备五氧化 二钒。从方案中可以看出，本发明在现有直接酸浸法基础上，在其关键步骤(浸出硫酸氧 钒)过程中，增加电催化氧化。通过电催化氧化后，就能把转炉钒渣中不易浸出的低价钒氧 化成容易浸出的高价钒(即均以硫酸氧钒形式存在于滤液中)了。这样一来，就保证了在用 铵盐沉钒时有大量的钒转化为多钒酸铵，进而能得到更多的五氧化二钒，即提高了钒的回 收(提取)率。显然，本发明不仅适用于转炉钒渣的湿法分解，而且还适用于其它含钒原料中 钒的提取和辉钼矿精矿的选择性浸出，同样也具有选择性好、回收率高、工艺条件温和且无 污染等特点，是一种环境友好的湿法分解新方法。下面结合具体实施方式
对本发明作进一步的说明。
具体实施例方式用电催化氧化浸取转炉钒渣的方法，该方法包括用硫酸与转炉钒渣混合以制备矿浆液的步骤(1)。本发明在该步骤(1)中，硫酸的百分比浓度为30% 50%，转炉钒渣呈过 200目(0. 075mm)筛后的粉沫状；硫酸与转炉钒渣所含钒的质量比为80 1. 5 2 ；以下步 骤为
(2)将步骤(1)所得矿浆液置于浸取槽中，接通电源，以进行电催化氧化反应；其中，阳 极电流密度为400 1000A/m2，浸取温度为25 100°C，浸取时间为2 IOh (本领域技术 人员清楚，浸取时间的长短与阳极电流密度的大小以及浸取温度有关，在阳极电流密度较 大、浸取温度较高时，浸取时间就较短；反之，浸取时间就较长。当然，以让有尽可能多的低 价钒被催化氧化成容易浸出的高价钒为度)；
(3)对经步骤(2)电催化氧化反应后的矿浆液进行固液分离，得含硫酸氧钒的滤液。对本领域技术人员来讲，了解上述披露的内容后，已经能够理解与实现本发明了。为了更进一步提高硫酸氧钒的浸出率(当然，在最终也是钒的提取率)，本具体实 施方式中，在步骤(1)所述的矿浆液中还加入有硫酸锰(MnSO4),该硫酸锰与该矿浆液中所 含钒的质量比为1.2 3 1。在矿浆液中加入了硫酸锰后，由于硫酸锰中Mn2+在阳极氧化能生成强氧化剂Mn3+， 结合用Mn3+原位及时处理转炉钒渣，能够使低价钒在氧化成高价钒时，更快。为取得可靠和更好的效果，在本具体实施方式
中，还采用了如下措施。具体是步 骤(2)所用的浸取槽选用无隔膜浸取槽，电催化氧化所用电极的阳极选用Pt-Ir-Ta-Sn氧 化物涂层的四元合金，阴极选用ICrlSNiOTi奥氏体型不锈钢。从效率方面考虑，阳极电流 密度在800 1000A/m2之间选择，浸取温度在80 100°C之间选择，浸取时间控制在3 6h之间。本发明通过了实验室验证。为计算出钒的浸出率，在验证时，在得到含硫酸氧钒的 滤液后，还继续采用如下步骤的操作。(4)把步骤(3)所得滤液的pH值调节至2 4，然后在加入硫酸铵[(NH4)2SO4]后 充分搅拌，以得含多钒酸铵(NH4VO3)的混合液；其中，硫酸铵的用量，以确保步骤(3)所得滤 液中的钒能够全部转化成为多钒酸铵为度(也即硫酸铵的用量，由混合液中的钒酸根量来 确定)——为避免引入其他杂质性成份，在调节步骤(3)所得滤液的pH值时，还通过加入氨 水来调节(因调节前的该滤液的PH值太小，加入氨水调节到2 4)；
(5)静置、沉淀步骤(4)所得混合液；然后过滤、用清水洗涤沉淀物1 2次，得多钒酸 铵(滤液另外处理)；
(6)于氧化气氛中在500 600！下煅烧多钒酸铵，得制品五氧化二钒——本领域技 术人员清楚，煅烧时间，肯定应当以全部多钒酸铵都转化为五氧化二钒为准。进行上述验证时用的转炉钒渣中，钒含量为8. 76%，且主要以V2O3形式存在。转 炉钒渣用量为20g，分别以不同浓度的硫酸、并按硫酸与转炉钒渣所含钒的不同质量比(用 "MnSO4 V”表示)配制三组矿浆液。分别是，1组硫酸百分比浓度为30%，MnSO4 V = 80 1.5 ;2组硫酸百分比浓度为40%,MnSO4 V = 80 1. 8 ;3组硫酸百分比浓度为 30%, MnSO4 V = 80 2。第(6)步煅烧多钒酸铵时，是在马弗炉中进行的，设定煅烧温 度为600 °C，煅烧时间为2小时。最后，根据得到的五氧化二钒来计算钒的提取率，以分别 对是否通过电催化氧化方法来进行对比；对在电催化氧化前是否加入硫酸锰进行对比。验 证结果见以下各表。
验证表1:
权利要求
1.用电催化氧化浸取转炉钒渣的方法，该方法包括用硫酸与转炉钒渣混合以制备矿浆 液的步骤(1)，其特征在于，在该步骤(1)中，硫酸的百分比浓度为30% 50%，转炉钒渣呈 过200目筛后的粉沫状；硫酸与转炉钒渣所含钒的质量比为80 1. 5 2 ；以下步骤为(2)将步骤(1)所得矿浆液置于浸取槽中，接通电源，以进行电催化氧化反应；其中，阳 极电流密度为400 1000A/m2，浸取温度为25 100°C，浸取时间为2 IOh ；(3)对经步骤(2)电催化氧化反应后的矿浆液进行固液分离，得含硫酸氧钒的滤液。
2.根据权利要求1所述用电催化氧化浸取转炉钒渣的方法，其特征在于，在步骤(1)所 述的矿浆液中加入有硫酸锰，该硫酸锰与该矿浆液中所含钒的质量比为1.2 3 1。
3.根据权利要求1或2所述用电催化氧化浸取转炉钒渣的方法，其特征在于，步骤(2) 所用的浸取槽为无隔膜浸取槽，电催化氧化所用电极的阳极为Pt-Ir-Ta-Sn氧化物涂层的 四元合金，阴极为lCrl8Ni9Ti奥氏体型不锈钢；阳极电流密度在800 1000A/m2之间，浸 取温度在80 100°C之间，浸取时间为3 他。
全文摘要
用电催化氧化浸取转炉钒渣的方法。本方法是将转炉钒渣与MnSO4、H2SO4调成矿浆液进行无隔膜电催化氧化浸取。浸后的矿浆液过滤分离后，得到的浸出液通过常规的氨盐(硫酸铵)沉钒提取其中的钒，以制备五氧化二钒的步骤。在浸取时，钒渣中不易浸出的低价钒被阳极生成的强氧化剂Mn3+氧化成易浸出的高价钒，从而利用电催化氧化法浸取钒渣提高了钒的浸出率，不仅避免了传统浸出方法中存在的高能耗、高污染的问题，而且还适用于其它含钒原料中钒的提取和辉钼矿精矿的选择性浸出，同时还具有选择性好工艺条件温和且无污染等特点，是一种环境友好的湿法分解新方法。
文档编号C22B7/00GK102134640SQ20111004874
公开日2011年7月27日 申请日期2011年3月1日 优先权日2011年3月1日
发明者丁莉峰, 刘仁龙, 刘作华, 周小霞, 孙大贵, 宁伟征, 左赵宏, 彭迪, 李艳, 杜军, 武凯, 牟天明, 范兴, 陶长元 申请人:重庆大学