淺析含釩鋼渣濕法提釩生產(chǎn)工藝與發(fā)展前景資料

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1、淺析含釩鋼渣濕法提釩生產(chǎn)工藝與發(fā)展前景釩是一種稀有、柔軟而黏稠的過渡金屬，它的礦物形態(tài)一般與其它金屬的礦物混合在一起，一般被用于材料工程中作為合金成分，把釩摻進(jìn)鋼里制成釩鋼，可使釩鋼結(jié)構(gòu)比普通鋼更緊密、更有韌性、彈性，機(jī)械強(qiáng)度更高。目前全球釩渣、氧化釩、釩鐵的主要產(chǎn)地是南非、中國、俄羅斯、美國、澳大利亞、新西蘭和日本等七國。南非、俄羅斯和中國一直是三個(gè)最大的產(chǎn)釩國，除美國和日本從石油殘?jiān)碗姀S飛灰中提取釩外，其他各國都是從礦石冶煉過程中提取釩[1]。中國釩工業(yè)的崛起主要得益于攀枝花釩鈦磁鐵礦的開發(fā)利用，目前國內(nèi)各工廠釩的提取工藝基本相同，均是采用釩渣鈉法焙

2、燒、多釩酸銨沉淀焙燒法生產(chǎn)V2O5。具體工藝為釩鈦磁鐵礦原礦經(jīng)選礦得到的含釩鐵精礦送入燒結(jié)、煉鐵工序，得到含釩鐵水經(jīng)提釩轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)釩渣（含V2O5平均15%）。釩渣經(jīng)過添加氯化鈉或碳酸鈉進(jìn)行鈉法焙燒、水浸取、多釩酸銨沉釩等過程獲得多釩酸銨，最后經(jīng)反射爐熔化得到片狀V2O5[2]。本文在此介紹一種鋼渣提釩新生產(chǎn)工藝——濕法提釩工藝，并從生產(chǎn)工藝、資源能源利用、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、污染物排放等方面與傳統(tǒng)鈉法焙燒工藝進(jìn)行比較，分析探討濕法提釩工藝的發(fā)展前景。1、濕法提釩工藝概況濕法提釩工藝是以含釩鋼渣為原料，而不是傳統(tǒng)鈉法焙燒生產(chǎn)工藝使用的經(jīng)提釩轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)釩渣，該含

3、釩鋼渣是釩鈦磁鐵礦經(jīng)過煉鋼轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)鋼水后廢棄的鋼渣，該鋼渣中V2O5平均含量僅為4%。該鋼渣的成分見下：表1轉(zhuǎn)爐鋼渣主要化學(xué)成份種類V2O5TiO2SiO2CaOFeOMnOCrPS含釩鋼渣[3]3.94—11.2740.4821.062.72—0.5460.244威鋼轉(zhuǎn)爐鋼渣～44.4311.844.224.431.730.351.680.23濕法提釩工藝是將鋼渣直接酸浸—凈化—沉釩—熔化制得片狀五氧化二釩，不同于傳統(tǒng)鈉法工藝需要焙燒，為了區(qū)別傳統(tǒng)工藝，本文將該新工藝稱為濕法提釩工藝。具體工藝流程敘述如下：①含釩鋼渣預(yù)處理含釩鋼渣經(jīng)原料預(yù)處理，磨細(xì)達(dá)到所

4、需粒徑并除去所夾帶的鐵后，送入酸浸工段。②酸浸酸浸工段是該生產(chǎn)工藝的核心。含釩鋼渣在蒸汽保溫的條件下，用一定濃度的硫酸溶液（添加助浸劑）進(jìn)行兩段逆流酸浸浸取，使鋼渣中的釩（也包括其他雜質(zhì)）融入酸浸液中。浸渣采用兩段浸取，每段浸取又分為三級(jí)，確保工藝的連續(xù)性。第一段通過控制pH在4左右，使釩以釩酸鈣沉淀的形態(tài)留入渣中，而大部分的鐵、鉻、錳、硅、磷、硫等雜質(zhì)被浸出以離子態(tài)進(jìn)入上清液，其中大部分的鐵以硫酸亞鐵形式存在上清液中，鉻在硫酸亞鐵的還原作用下主要以六價(jià)鉻存在于上清液中。經(jīng)固液分離，底流（釩酸鈣以及其它不溶物）進(jìn)入第二段酸浸階段，而大部分的鐵、鉻、錳、硅、

5、磷、硫等雜質(zhì)隨上清液而分離。上清液通過加入氨水使鐵以黃銨鐵礬（NH4Fe3(SO4)2(OH)6）形態(tài)沉淀析出，黃銨鐵礬利用真空帶式過濾機(jī)壓濾回收，然后送燒結(jié)廠綜合利用。沉黃銨鐵礬后的廢水返回配酸槽配酸回用。第二段酸浸同樣在蒸汽保溫條件下用硫酸浸取，通過控制浸出液pH為1左右，釩被浸出進(jìn)入上清液，并以三價(jià)和五價(jià)形態(tài)共存，同時(shí)第一次酸浸后未分離完的鐵、鉻等雜質(zhì)也被浸出進(jìn)入上清液。經(jīng)固液分離去除不溶物，上清液送往萃前處理罐暫存。③氧化經(jīng)固液分離后的酸浸液中釩以三價(jià)和五價(jià)形態(tài)存在，為了保證后序凈化工段產(chǎn)品質(zhì)量5，并滿足生產(chǎn)工藝要求，酸浸液中三價(jià)釩必須預(yù)處理氧化成

6、五價(jià)。氧化處理工序分三步：一、加入氧化劑將酸浸液中的低價(jià)釩氧化為高價(jià)釩（氧化劑可選擇雙氧水、次氯酸鈉或臭氧等）；二、調(diào)節(jié)溶液pH值，加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值為1.5左右（在常溫條件，pH值為1.5左右時(shí)氨不會(huì)與釩反應(yīng)）；三、盡量降低酸浸液中固體懸浮物含量。④萃取凈化由于萃取法具有提取金屬回收率高、工序少、設(shè)備簡單以及可以連續(xù)化操作等優(yōu)點(diǎn)，故選擇萃取裝置分離、提純浸出液。氧化處理后的酸浸液經(jīng)N235（三脂肪叔胺）+TBP（磷酸三丁脂）+磺化煤油萃取體系萃取，通過控制工藝參數(shù)，將酸浸液中釩萃取到有機(jī)相中；在萃取過程中由于三價(jià)鐵等其他雜質(zhì)含量相對較高而部分進(jìn)入了

7、萃取有機(jī)相，故需要對萃取有機(jī)相進(jìn)行洗滌以除去雜質(zhì)，同時(shí)也確保卸載后的有機(jī)相能夠返回循環(huán)利用。經(jīng)洗滌后的有機(jī)相用純堿溶液進(jìn)行反萃，反萃后溶液送往凈化合格液罐，以備沉釩使用。⑤沉釩、過濾沉釩和傳統(tǒng)鈉法工藝一樣采用在酸性條件下用銨鹽沉釩法，蒸汽加熱至90度以上、攪拌。在此條件下浸取液與硫酸銨反應(yīng)，結(jié)晶出桔黃色的多釩酸銨(APV)沉淀，待多釩酸銨基本沉淀完全后，上清廢液送往廢水處理站處理。沉淀物經(jīng)水洗、壓濾機(jī)脫水后送往熔化工段，濾液及水洗液送廢水處理站處理。⑥熔化熔化工段和傳統(tǒng)鈉法工藝一樣，將多釩酸銨被送往反射熔化爐，在燃料（可用煤、重油、焦油、煤氣等）加熱下熔化

8、分解，生成五氧化二釩、氨氣和水蒸汽。熔化的五氧化二釩從爐門流出，由