一种提高钙化焙烧钒渣浸出率和改善过滤效果的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及对钙化焙烧钒渣进行酸浸，以制取钒浸出液的方法。
【背景技术】
[0002] 钒是一种重要的战略资源，钒氧化物有多种用途，广泛用于催化、储能等领域。工 业上生产钒氧化物的主要原料之一是钒渣，传统的工艺是钠化焙烧水浸提钒法。随着新技 术的开发，钙化焙烧酸浸提钒法也逐渐成熟，该方法是先将钒渣与钙的氧化物或盐（CaO、 〇8〇) 3等）混合在一起在氧化气氛下进行焙烧，以得到含有酸溶性的钒酸钙（CaV 206、Ca3V208 等）的钙化焙烧钒渣；然后将钙化焙烧钒渣与水混合而配制成矿浆，再用硫酸（H2S04)为浸 出剂来进行浸取；浸取之后过滤以实现固液分离，获得可用于提钒（沉钒）的钒浸出液和将 去除的尾渣；最后再用钒浸出液来提钒一一大多数情况下是提取其用途最广的五氧化二钒 (V 205) 〇公开号为CN101161831A、名为《一种钙化焙烧钒渣的方法》就是这类方法之一。然 而，由于经钙化焙烧的钒渣在与硫酸发生反应时，将会在矿浆中生成大量的无定型硫酸钙 (石膏），具有很大的黏性，这不但会将部分钒酸钙给包裹起来，阻止钒与硫酸反应，导致钒 的浸出率偏低，而且还有相当一部分钒浸出液又含在黏性很大的尾渣中，这又导致了为分 离出钒浸出液的过滤困难。于是，该现有技术就不得不在最后"洗涤残渣5次"。这样一来， 不仅因需5次洗涤而增大了工时成本，也因用水总量较大而加大了用料成本，简言之，该现 有技术的产出投入比相对较低。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是，提供一种产出投入比相对较高的提高钙化焙烧钒渣浸出率和改 善过滤效果的方法。
[0004] 为实现所述目的之技术方案是这样一种提高钙化焙烧钒渣浸出率和改善过滤效 果的方法。与现有技术相同的方面是，该方法有如下步骤：
[0005] (1)将经钙化焙烧的钒渣粉碎后与水充分混合而配制成矿浆；（2)用硫酸调节矿 浆酸度以对经钙化焙烧的钒渣进行浸取；（3)过滤分离浸取后的矿浆，得到钒浸出液和待 洗尾渣；（4)用水淋洗所述待洗尾渣，并收集洗渣水。其改进之处是：
[0006] 在已经有于步骤（4)收集的洗渣水的情况下，用洗渣水替代步骤（1)中的水；在所 述隹凡澄与洗澄水的配比不满足0. 2~2kg/L时，用水补充；
[0007] 在步骤（1)所述的矿浆中还添加了浸出添加剂，所述浸出添加剂是聚丙烯酸、柠 檬酸钠、聚二甲基硅氧烷、酒石酸钾钠或尿素；浸出添加剂的用量以质量计，为所述钒渣质 量的0? 004%~1% ;
[0008] 步骤（2)中用所述用硫酸调节矿浆酸度的pH值为1. 5~3. 5;所述浸取在20~ 80°C条件下进行。
[0009] 从本方案中可以看出，本发明在用硫酸浸取前，向矿浆中添加了少量的浸出添加 剂。所加浸出添加剂是一种疏水性材料，它能在矿浆颗粒表面和毛细孔内壁形成了一层憎 水薄膜，使矿浆颗粒表面的性质发生变化，增大矿浆颗粒表面与水的接触角。这样一来，既 能够降低矿浆中硫酸钙的黏性，增大钒的浸出率；又能够阻止钒浸出液通过毛细吸收作用 而反渗进矿浆颗粒之间的间隙内，进而使得分离出钒浸出液的过滤过程变得十分容易，也 就自然减少了淋洗待洗尾渣时的用水量和淋洗次数。尤其是，在第一次应用本发明方法，于 步骤（4)得到洗渣水之后，还可将这些洗渣水用来替代在步骤（1)所用的所有的水，只有其 不足时，才加水补充。既节省了用水量，也极大地降低了废水排放量而有利于环保。简言之， 本发明的产出投入比相对于现有技术有了较大提高。
[0010] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步的说明。
【具体实施方式】
[0011] 一种提高钙化焙烧钒渣浸出率和改善过滤效果的方法，该方法有如下步骤：
[0012] (1)将经钙化焙烧的钒渣（习称：熟料）粉碎后与水充分混合而配制成矿浆；（2) 用硫酸调节矿浆酸度以对经钙化焙烧的钒渣进行浸取；（3)过滤分离浸取后的矿浆，得到 钒浸出液和待洗尾渣；(4)用水淋洗所述待洗尾渣，并收集洗渣水；
[0013] 通常情况下，粉碎后的经钙化焙烧的钒渣的粒径，不大于0. 12mm为宜。本发明中：
[0014] 在已经有于步骤（4)收集的洗渣水的情况下，用洗渣水替代步骤（1)中的水；在所 述隹凡澄与洗澄水的配比不满足0. 2~2kg/L时，用水补充；
[0015] 在步骤⑴所述的矿浆中还添加了浸出添加剂，所述浸出添加剂是聚丙 烯酸[(C 3H402)n]、柠檬酸钠（Na3C 6H507)、聚二甲基硅氧烷（C6H180Si2)、酒石酸钾钠 (KNaC4H406 ? 4H20)或尿素[(NH2)2CO];浸出添加剂的用量以质量计，为所述钒渣质量的 0. 004%~1% ;
[0016] 步骤（2)中用所述用硫酸调节矿浆酸度的pH值为1. 5~3. 5 ;所述浸取在20~ 80°C条件下进行。
[0017] 进一步讲，在经钙化焙烧的钒渣中，钒含量的质量百分数为1 %~20 %，钙含量的 质量百分数为〇. 8%~25%。经钙化焙烧的钒渣中的钒含量和钙含量在上述范围内的情况 下，钒浸出率之提高和过滤效果的改善，更加明显。
[0018] 本发明通过了在实验室所做的对比性实验验证。鉴于除添加了少量浸出添加剂之 外，本发明方法的其余部分在实质上与现有技术是相同的，所以，对比验证时就仅以没有添 加浸出添加剂的实验来作为对比例，其余验证步骤与上述【具体实施方式】的步骤相同。
[0019] 验证时，所有各例均用经钙化焙烧的钒渣500g，配制矿浆时的配比与步骤⑴所 述相同；在步骤（2)中用硫酸调节矿浆酸度后，对经钙化焙烧的钒渣浸取的时间均为1小时 (以确保有可比性）；步骤（4)淋洗结束的判断标准为，用肉眼观察到洗渣水呈无色状态时， 均不再继续淋洗。
[0020] 验证时，利用X射线荧光光谱分析法测定浸出前渣中钒的质量分数1，以及洗渣后 渣中钒的质量分数w 2，再称量出洗渣后渣的质量M2，再按下式计算出钒的浸出率。
【主权项】
1. 一种提高钙化焙烧钒渣浸出率和改善过滤效果的方法，该方法有如下步骤： (1)将经钙化焙烧的钒渣粉碎后与水充分混合而配制成矿浆；（2)用硫酸调节矿浆酸 度以对经钙化焙烧的钒渣进行浸取；（3)过滤分离浸取后的矿浆，得到钒浸出液和待洗尾 渣；（4)用水淋洗所述待洗尾渣，并收集洗渣水；其特征在于： 在已经有于步骤（4)收集的洗渣水的情况下，用洗渣水替代步骤（1)中的水；在所述钒 渣与洗渣水的配比不满足0. 2~2 kg/L时，用水补充； 在步骤（1)所述的矿浆中还添加了浸出添加剂，所述浸出添加剂是聚丙烯酸、柠檬酸 钠、聚二甲基硅氧烷、酒石酸钾钠或尿素；浸出添加剂的用量以质量计，为所述钒渣质量的 0. 004%~1% ; 步骤（2)中用所述用硫酸调节矿浆酸度的pH值为1. 5~3. 5 ;所述浸取在20~80°C 条件下进行。
2. 根据权利要求1所述提高钙化焙烧钒渣浸出率和改善过滤效果的方法，其特征在 于，在经钙化焙烧的钒渣中，钒含量的质量百分数为1%~20%，钙含量的质量百分数为 0? 8%~25%〇
【专利摘要】一种提高钙化焙烧钒渣浸出率和改善过滤效果的方法。该方法有如下步骤：（1）将经钙化焙烧的钒渣粉碎后与水充分混合而配制成矿浆；（2）用硫酸调节矿浆酸度以对经钙化焙烧的钒渣进行浸取；（3）过滤分离浸取后的矿浆，得到钒浸出液和待洗尾渣；（4）用水淋洗待洗尾渣，并收集洗渣水。其改进之处是，在步骤（1）的矿浆中还添加了少量的浸出添加剂——聚丙烯酸、柠檬酸钠、聚二甲基硅氧烷、酒石酸钾钠或尿素。与现有技术相比较，本发明具有钒浸出液增多、钒浸出率提高，且洗渣水可循环利用的产出投入比相对较高之优点。
【IPC分类】C22B7-04, C22B34-22
【公开号】CN104745828
【申请号】CN201510174919
【发明人】刘作华, 陈嫚丽, 陶长元, 杜军, 范兴, 周小霞, 阿依努尔·努尔艾合买提, 彭浩, 刘仁龙, 谢昭明, 唐金晶, 孔令峰, 左赵宏, 杨其文
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月14日