专利名称：从转炉钒渣提钒后的尾渣中再次提钒的方法
技术领域：
本发明涉及从转炉钒渣中提取钒的方法，尤其是从转炉钒渣提钒后的尾渣中再次提钒的方法。
背景技术：
钒(V)是重要的工业原料；转炉钒渣是以钒铁矿原料，用转炉炼钢产生的副产物， 它同时也是提取钒的主要原料。用转炉钒渣为原料制取五氧化二钒(V2O5)既能够得到相关产业上可用的钒的氧化物，也能够方便地还原出钒。在用转炉钒渣中提取钒的方法中，直接酸浸法是一种污染较小的浸取提钒方法。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，传统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。为提高关键步骤②中硫酸氧钒的浸出率，申请号为2011100487428、名称为《用电催化氧化浸取转炉钒渣的方法》，在直接酸浸法的基础上，在第②步中增加了电催化氧化，以确保能浸出更多的硫酸氧钒；并且，在该步骤中还进一步地增加了适量的氧化剂硫酸锰(MnS04)。从而为最终提高五氧化二钒的浸取率提供了保证。然而，在包括该《用电催化氧化浸取转炉钒渣的方法》在内的现有提钒方法中，提钒后的转炉钒渣的尾渣内仍然有虽然不多、但又不可忽略的钒的残余。由于这些钒的残余是现有技术之方法不能提出的，且因其含量较低，所以，存在着想从提钒后的转炉钒渣尾渣中再次提钒时，成本较高的问题，于是，到目前为止，这些尾渣基本上都是作为废渣处理掉了。显然，从资源化利用角度来衡量，这仍然时一种浪费。
发明内容
本发明的目的是，提供一种成本较低、资源化利用较好的从转炉钒渣提钒后的尾渣中再次提钒的方法。实现所述发明目的之方法是一种从转炉钒渣提钒后的尾渣中再次提钒的方法，与现有技术相同的方面是，该方法包括如下步骤
(1)用提钒后的转炉钒渣的尾渣、浸取剂硫酸和氧化剂混合，以制备矿浆液；
(2)将步骤(1)所得矿浆液置于无隔膜浸取槽中，接通电源，以进行电催化氧化反应；
(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； 其改进之处是在步骤(1)中，所述尾渣呈过100目(0. 154mm)筛后的粉末状，所述硫
酸的百分比浓度为10 30%，所述氧化剂为硫酸亚铁(FeSO4)；
其中，所述尾渣中所含钒硫酸硫酸亚铁=0. 208g 80mL 1 3g ； 在步骤(2)中，电催化氧化的阳极电流密度为200 400A/m2，浸取温度为40 80°C， 浸取时间为3 证。
在得到含硫酸氧钒的滤液后，既可以再通过常规的去杂质、蒸发等工艺步骤，来制备出在相关产业上可用的硫酸氧钒或其水合物；也可以再通过常规的氨盐沉钒法和煅烧等工艺步骤，来制备出在相关产业上可用的五氧化二钒，乃至进一步还原出钒。从方案中可以看出，本发明是针对提钒后的转炉钒渣的尾渣中，所含剩余钒更少的特点，来对现有电催化氧化浸取提钒方法所作的改进。其主要改进处是，把混合时加入的氧化剂改成了硫酸亚铁——在步骤(2)的化学反应过程是，在矿浆液的酸性环境下，把硫酸亚铁氧化为其氧化性更强的硫酸铁，进而在电催化条件下更快、更多地把所述尾渣中已经不易浸出的钒，氧化成容易在现有后续步骤中浸出高价钒的硫酸氧钒。用硫酸亚铁而不直接用硫酸铁的好处是，前者价格远比后者低；且在把硫酸亚铁(FeSO4)转化为硫酸铁
(SO4) 3]过程中，还可以利用这一过程来同时把所述尾渣中所含的二价铁离子，通过先转化为硫酸亚铁后，也一并转化为硫酸铁。这不但节省了加入原料的成本，而且还充分地利用了所述尾渣中的可用物(二价铁离子)。因此，本发明是一种成本较低、资源化利用较好的方法。下面结合具体实施方式
对本发明作进一步的说明。
具体实施例方式从转炉钒渣提钒后的尾渣中再次提钒的方法，该方法包括如下步骤
(1)用提钒后的转炉钒渣的尾渣、浸取剂硫酸和氧化剂混合，以制备矿浆液；
(2)将步骤(1)所得矿浆液置于无隔膜浸取槽中，接通电源，以进行电催化氧化反应；
(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； 本发明内，在步骤(1)中，所述尾渣呈过100目筛后的粉末状，所述硫酸的百分比浓度
为10 30%，所述氧化剂为硫酸亚铁；
其中，所述尾渣中所含钒硫酸硫酸亚铁=0. 208g SOmL 1 3g (产业化应用时，按照此配比换算)；
在步骤(2)中，电催化氧化的阳极电流密度为200 400A/m2，浸取温度为40 80°C， 浸取时间为3 证。进一步讲，为得到含量更多一些的含硫酸氧钒的滤液，在步骤(2)中，进行电催化氧化时的阳极采用(氧化活性较高的)铱钽氧化物涂层的DSA阳极，阴极采用(对阳极的腐蚀性较小的)钛阴极，极板间距15 20mm。更进一步地讲，在步骤(2)中进行电催化氧化时，同时向矿浆液中鼓入空气；该空气鼓入量以硫酸亚铁能尽量多地氧化为硫酸铁为度。本领域技术人员清楚，既然是进行电催化氧化，肯定是在其反应处于非密闭状态下(或曰，暴露于空气状态下)进行的。再同时向矿浆液中鼓入空气后，矿浆液中的硫酸亚铁就能够更快地氧化成氧化性更强的硫酸铁，也就同样能够更快地使所述尾渣中原来不易浸出的钒，氧化成容易在现有后续步骤中浸出高价钒的硫酸氧钒了。如在发明内容部分的方案中所说的，在得到含硫酸氧钒的滤液后，再通过常规工艺步骤，来制备出硫酸氧钒或其水合物，或者制备出五氧化二钒，乃至金属钒，因均属现有技术，在本案中不再进一步披露。本发明通过了实验室验证。制备含硫酸氧钒的滤液的过程，与具体实施方式
中的步骤相同，在步骤(2)中进行电催化氧化时，其阳极和阴极，均采用效果更好的铱钽氧化物涂层的DSA阳极和钛阴极。由于在验证中发现，极板间距在15 20mm之间的效果没有明显差别，因此，在以下验证表中，极板间距的不同数值从略。验证效果的方法是，事先测定提钒后的转炉钒渣尾渣中的钒含量，其钒含量的测定采用钽试剂分光光度法进行测定。在步骤(3)固液分离后，再测定所得固体残渣中的钒含量(以下验证表中简称“残余V”)。
提钒后的转炉钒渣尾渣中钒含量的测定结果为1. 04%。鉴于各验证例中硫酸用量均取80mL，因此，粉末状的提钒后的转炉钒渣尾渣也均取20g。验证时的其他参数见以下验证表。
权利要求
1.从转炉钒渣提钒后的尾渣中再次提钒的方法，该方法包括如下步骤(1)用提钒后的转炉钒渣的尾渣、浸取剂硫酸和氧化剂混合，以制备矿浆液；(2)将步骤(1)所得矿浆液置于无隔膜浸取槽中，接通电源，以进行电催化氧化反应；(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； 其特征在于在步骤(1)中，所述尾渣呈过100目筛后的粉末状，所述硫酸的百分比浓度为10 30%，所述氧化剂为硫酸亚铁；其中，所述尾渣中所含钒硫酸硫酸亚铁=0. 208g 80mL 1 3g ； 在步骤(2)中，电催化氧化的阳极电流密度为200 400A/m2，浸取温度为40 80°C， 浸取时间为3 证。
2.根据权利要求1所述从转炉钒渣提钒后的尾渣中再次提钒的方法，其特征在于，在步骤(2)中，进行所述电催化氧化时的阳极为铱钽氧化物涂层的DSA阳极，阴极为钛阴极， 极板间距15 20mm。
3.根据权利要求1或2所述从转炉钒渣提钒后的尾渣中再次提钒的方法，其特征在于， 在步骤(2)中进行所述电催化氧化时，同时向所述矿浆液中鼓入空气；该空气鼓入量以硫酸亚铁能尽量多地氧化为硫酸铁为度。
全文摘要
从转炉钒渣提钒后的尾渣中再次提钒的方法，该方法包括用提钒后的转炉钒渣的尾渣、浸取剂硫酸和氧化剂硫酸亚铁混合，以制备矿浆液；将所得矿浆液置于无隔膜浸取槽中，以进行电催化氧化反应；对经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等步骤。在得到含硫酸氧钒的滤液后，再通过常规的现有技术，或制备出硫酸氧钒或其水合物；也可制备出五氧化二钒，或进一步还原出钒。本发明能够更多地提取现有技术基本不能再所述尾渣中进一步提出的钒，是成本较低、资源化利用较好的方法。
文档编号C22B3/08GK102168178SQ201110094908
公开日2011年8月31日 申请日期2011年4月15日 优先权日2011年4月15日
发明者刘仁龙, 刘作华, 周小霞, 孙大贵, 孙瑞祥, 宁伟征, 左赵宏, 彭浩, 曾启琴, 李艳, 杜军, 牟天明, 范兴, 陶长元 申请人:重庆大学