钠化提钒铬残渣的处理方法以及钒铬渣钠化焙烧提钒和铬的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钠化提钒铬残渣的处理方法以及钒铬渣钠化焙烧提钒和铬的方法。
【背景技术】
[0002]在高铬型钒钛磁铁矿综合利用过程中，钒和铬的回收利用主要表现为对钒铬渣钒和铬的分离提取。其中，钠化焙烧钒铬渣提取钒铬是通过采用高配比的钠碱盐进行焙烧和水浸以共提取钒铬完成的，在得到浸出液时，同时也产生了固体残渣即钠化提钒铬残渣。该类残渣含5?25重量％的Na2O,及部分残留的钒、铬、铁。高含量的碱金属不利用其回收利用，直接堆存既污染环境又造成资源浪费。目前该类残渣未进行有效利用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服由于钠化提钒铬残渣碱金属元素难以回收利用引起污染环境和资源浪费的缺陷，提供一种能够较好地回收和利用钠化提钒铬残渣中的碱金属元素的方法，即提供了一种钠化提钒铬残渣的处理方法和一种钒铬渣钠化焙烧提钒和铬的方法。
[0004]为了实现上述目的，本发明提供一种钠化提钒铬残渣的处理方法，其中，该方法包括:将钠化提钒铬残渣、含钙化合物和水混合并进行水热反应，将所述水热反应后的混合物进行固液分离，得到液相和固相，其中，所述钠化提钒铬残渣是钒铬渣钠化焙烧提钒和铬后的残渣。
[0005]本发明还提供了一种钒铬渣钠化焙烧提钒和铬的方法，该方法包括:将钒铬渣和含钠化合物进行焙烧，并将所述焙烧后的物料进行浸出，其中，所述焙烧还在碱性试剂存在下进行，所述碱性试剂为上述方法所得的液相。
[0006]通过本发明的钠化提钒铬残渣的处理方法，能够较好地分离出含有富集的钠元素的液相，以及可用做造渣剂等的固相，实现了对钠化提钒铬残渣的有利资源的分离，大大地降低了钠化提钒铬残渣对环境造成的污染和资源浪费的可能性。并且，本发明还提供了采用所得液相作为碱性试剂用于钒铬渣钠化焙烧提钒和铬的方法，降低了钒铬渣钠化焙烧提钒和铬的成本。
[0007]本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0008]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0009]本发明提供一种钠化提钒铬残渣的处理方法，其中，该方法包括:将钠化提钒铬残渣、含钙化合物和水混合并进行水热反应，将所述水热反应后的混合物进行固液分离，得到液相和固相，其中，所述钠化提钒铬残渣是钒铬渣钠化焙烧提钒和铬后的残渣。
[0010]根据本发明，所述钠化提钒铬残渣是钒铬渣钠化焙烧提钒和铬后的残渣，也即钒铬渣钠化焙烧后，水浸后分离得到浸出液和残渣，其中，浸出液中含有提出的钒和铬因此用于进一步回收钒铬，残渣即为这里的钠化提钒铬残渣。在本发明中，所述钠化提钒铬残渣可以是通过本领域常规的钒铬渣钠化焙烧提钒和铬的方法所得的残渣，也可以是本发明的提供的钒铬渣钠化焙烧提钒和铬的方法所得的残渣，本发明对此并无特别限定。优选地，所述钠化提钒铬残渣中，以Na2O计的钠元素的含量为10-20重量％，钒元素的含量为0.2-1重量％，络元素的含量为0.5-1.2重量％。更优选地，所述钠化提银络残渣中，以Na2O计的钠元素(Na)的含量为13-17重量％，钒元素(V)的含量为0.3-0.7重量％，铬元素(Cr)的含量为0.7-0.9重量％。
[0011]根据本发明，所述含钙化合物在钠化提钒铬残渣的处理方法中能够为水热反应提供活性的钙离子，因此，本发明对所述含钙化合物并没有特别的限定，只要能够实现这样的目的即可，优选地，所述含钙化合物为氧化钙、氯化钙、氢氧化钙、硝酸钙和碳酸氢钙中的一种或多种，更优选为氧化钙、氯化钙和氢氧化钙中的一种或多种。
[0012]根据本发明，在所述水热反应中，水可以采用本领域常规的水资源，例如自来水、工业水、雨水等。
[0013]根据本发明，尽管只要将钠化提钒铬残渣、含钙化合物和水通过本发明的钠化提钒铬残渣的处理方法进行处理，即可获得所需液相和固相，为了能够更好地分离得到所述液相和固相，并获得能够用作钒铬渣钠化焙烧提钒和铬的方法中的碱性试剂，优选地，相对于100重量份的以Na2O计的钠化提钒铬残渣，以CaO计的所述含钙化合物的用量为20_60重量份，水的用量为100-1000重量份。更优选地，相对于100重量份的以Na2O计的钠化提钒铬残渣，以CaO计的所述含钙化合物的用量为30-50重量份，水的用量为500-700重量份。更进一步优选地，相对于100重量份的以Na2O计的钠化提钒铬残渣，以CaO计的所述含钙化合物的用量为37-50重量份，水的用量为500-700重量份。
[0014]根据本发明，所述水热反应能够有效地实现钠化提钒铬残渣中的钠离子与钙离子交换，以达到对钠化提钒铬残渣进行脱钠的目的，为了能够更好地达到脱钠的效果，优选情况下，所述水热反应的条件包括:温度为95-300°C，时间为0.5-5h。更优选地，所述水热反应的条件包括:温度为160-300°C，时间为1.5-3h。更进一步优选地，所述水热反应的条件包括:温度为160-240°C，时间为2-3h。
[0015]根据本发明，所述水热反应可以在搅拌条件下进行，例如可以采用磁力搅拌、机械搅拌、气体搅拌等方式，所述搅拌速度例如可以为300-900r/min。
[0016]根据本发明，在水热反应后，将所得的混合物进行固液分离，即可获得液相和固相，其中，所述固液分离可以采用本领域常规的分离手段进行，例如可以采用板框压滤、槽式过滤、带式过滤、离心过滤等方式。
[0017]根据本发明，通过采用所述钠化提钒铬残渣的处理方法，能够获得钠元素含量较高的液相，这样的液相可以具有多种用处，例如可以通过蒸发浓缩提含钠化合物或者用于调节PH用等，最优选的用途是将这里所得的液相作为本发明提供的钒铬渣钠化焙烧提钒和铬的方法中的碱性试剂用，由此可减少含钠化合物的用量，并获得较好的钒和铬的提取效果。优选地，在所得液相中，以Na2O计的钠元素的含量为20-50g/L，f凡元素的含量为0.01-0.lg/L，铬元素的含量为0.08-0.5g/L ;更优选地，以Na2O计的钠元素的含量为30-50g/L，钒元素的含量为0.02-0.05g/L，铬元素的含量为0.1-0.3g/L。
[0018]根据本发明，通过采用所述钠化提钒铬残渣的处理方法，可以获得具有较高的铁元素和钙元素含量的固相，这样的固相可以具有多种用途，例如可以用做高炉炼铁中的造渣剂，也可以用于制备砖等建材中。通过，所述固相中，铁元素的含量为25-35重量％和以CaO计的I丐元素含量的19-30重量％。
[0019]本发明还提供了一种钒铬渣钠化焙烧提钒和铬的方法，该方法包括:将钒铬渣和含钠化合物进行焙烧，并将所述焙烧后的物料进行浸出，其中，所述焙烧还在碱性试剂存在下进行，所述碱性试剂为上述处理方法所得的液相。
[0020]根据本发明，所述钒铬渣可以是含钒铬铁水吹炼后的钒铬渣。并且，本发明的方法适用于对任何钒和铬含量的钒铬渣的处理，优选情况下，特别适用于本发明的方法处理的钒铬渣中，钒元素的含量为4-8重量%，铬元素的含量为8-14重量％。
[0021]根据本发明，由于本发明采用了上述钠化提钒铬残渣的处理方法所得的液相作为碱性试剂，该碱性试剂中含有钠元素，因此可以替代部分的含钠化合物，从而降低含钠化合物的用量，优选地，相对于100重量份的所述钒铬渣，以Na2O计的所述含钠化合物的用量为15-30重量份，更优选为17-25重量份。优选地，相对于100重量份的所述钒铬渣，所述碱性试剂的用量为5-40mL，更优选为10-30mL(相对于上述方法所得的液相的组成来说的，对于其他组成的碱性试剂的话，可以根据这里的用量来进行适当的换算，特别是根据所含钠元素的量进行换算)。
[0022]根据本发明，对所述含钠化合物并无特别的限定，可以采用本领域常规采用的用于钒铬渣钠化焙烧的含钠化合物，例如所述含钠化合物可以为Na2C03、NaCl、Na2O, NaNOjPNa2SO4中的一种或多种，优选为Na 20)3和/或NaCl。
[0023]根据本发明，对所述焙烧条件没有特别的限定，可以采用本领域常规的焙烧条件，从提高稍后的钒和铬的浸出率考虑，优选地，所述焙烧的条件包括:温度为700-900°C，时间为0.5-3h。更优选地，所述焙烧的条件包括:温度为850-900°C，时间为1.5_3h。
[0024]根据本发明，所述浸出优选采用水浸，所采用的水优选为温度为85-100°C的热水，水浸的时间优选为l_2h。本发明对采用的水量并没有特别的限定，可以在较宽的范围内变动，优选地，相对于10g的焙烧后的物料，水的用量为200-500mL。
[0025]根据本发明，在所述浸出后，进行固液分离，得到浸出液和钠化提钒铬残渣，为了能够更多地浸出钒和铬，还可以用热水洗涤钠化提钒铬残渣2-3次，合并所得液相即为浸得有钒和铬的浸出液。
[0026]根据本发明，尽管本发明采用了所述碱性试剂代替了部分的含钠化合物，但是本发明的方法也能够获得较高的钒和铬的浸出率，例如，钒的浸出率可达到93%以上，铬的浸出率可以达到92%以上。
[0027]以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0028]以下实施例和对比例中，钒的浸出率是指浸出液中的钒元素含量占反应物料(包括钒铬渣和碱性试剂中的)中的钒元素重量百分比；铬的浸出率是指浸出液中的铬元素含量占反应物料(包括银络渣和碱性试剂中的)中的络元素重量百分比。
[0029]实施例1
[0030]本实施例用于说明本发明的钠化提钒铬残渣的处理方法。
[0031]取50g钠化提钒铬残渣(以Na2O计的钠元素的含量为14重量％，V元素含量为0.5重量％，Cr元素含量为0.8重量％ ),12.