浅析含钒钢渣湿法提钒生产工艺与发展前景资料

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1、浅析含钒钢渣湿法提钒生产工艺与发展前景钒是一种稀有、柔软而黏稠的过渡金属，它的矿物形态一般与其它金属的矿物混合在一起，一般被用于材料工程中作为合金成分，把钒掺进钢里制成钒钢，可使钒钢结构比普通钢更紧密、更有韧性、弹性，机械强度更高。目前全球钒渣、氧化钒、钒铁的主要产地是南非、中国、俄罗斯、美国、澳大利亚、新西兰和日本等七国。南非、俄罗斯和中国一直是三个最大的产钒国，除美国和日本从石油残渣和电厂飞灰中提取钒外，其他各国都是从矿石冶炼过程中提取钒[1]。中国钒工业的崛起主要得益于攀枝花钒钛磁铁矿的开发利用，目前国内各工厂钒的提取工艺基本相同，均是采用钒渣钠法焙

2、烧、多钒酸铵沉淀焙烧法生产V2O5。具体工艺为钒钛磁铁矿原矿经选矿得到的含钒铁精矿送入烧结、炼铁工序，得到含钒铁水经提钒转炉生产钒渣（含V2O5平均15%）。钒渣经过添加氯化钠或碳酸钠进行钠法焙烧、水浸取、多钒酸铵沉钒等过程获得多钒酸铵，最后经反射炉熔化得到片状V2O5[2]。本文在此介绍一种钢渣提钒新生产工艺——湿法提钒工艺，并从生产工艺、资源能源利用、经济技术指标、污染物排放等方面与传统钠法焙烧工艺进行比较，分析探讨湿法提钒工艺的发展前景。1、湿法提钒工艺概况湿法提钒工艺是以含钒钢渣为原料，而不是传统钠法焙烧生产工艺使用的经提钒转炉生产的标准钒渣，该含

3、钒钢渣是钒钛磁铁矿经过炼钢转炉生产钢水后废弃的钢渣，该钢渣中V2O5平均含量仅为4%。该钢渣的成分见下：表1转炉钢渣主要化学成份种类V2O5TiO2SiO2CaOFeOMnOCrPS含钒钢渣[3]3.94—11.2740.4821.062.72—0.5460.244威钢转炉钢渣～44.4311.844.224.431.730.351.680.23湿法提钒工艺是将钢渣直接酸浸—净化—沉钒—熔化制得片状五氧化二钒，不同于传统钠法工艺需要焙烧，为了区别传统工艺，本文将该新工艺称为湿法提钒工艺。具体工艺流程叙述如下：①含钒钢渣预处理含钒钢渣经原料预处理，磨细达到所

4、需粒径并除去所夹带的铁后，送入酸浸工段。②酸浸酸浸工段是该生产工艺的核心。含钒钢渣在蒸汽保温的条件下，用一定浓度的硫酸溶液（添加助浸剂）进行两段逆流酸浸浸取，使钢渣中的钒（也包括其他杂质）融入酸浸液中。浸渣采用两段浸取，每段浸取又分为三级，确保工艺的连续性。第一段通过控制pH在4左右，使钒以钒酸钙沉淀的形态留入渣中，而大部分的铁、铬、锰、硅、磷、硫等杂质被浸出以离子态进入上清液，其中大部分的铁以硫酸亚铁形式存在上清液中，铬在硫酸亚铁的还原作用下主要以六价铬存在于上清液中。经固液分离，底流（钒酸钙以及其它不溶物）进入第二段酸浸阶段，而大部分的铁、铬、锰、硅、

5、磷、硫等杂质随上清液而分离。上清液通过加入氨水使铁以黄铵铁矾（NH4Fe3(SO4)2(OH)6）形态沉淀析出，黄铵铁矾利用真空带式过滤机压滤回收，然后送烧结厂综合利用。沉黄铵铁矾后的废水返回配酸槽配酸回用。第二段酸浸同样在蒸汽保温条件下用硫酸浸取，通过控制浸出液pH为1左右，钒被浸出进入上清液，并以三价和五价形态共存，同时第一次酸浸后未分离完的铁、铬等杂质也被浸出进入上清液。经固液分离去除不溶物，上清液送往萃前处理罐暂存。③氧化经固液分离后的酸浸液中钒以三价和五价形态存在，为了保证后序净化工段产品质量5，并满足生产工艺要求，酸浸液中三价钒必须预处理氧化成

6、五价。氧化处理工序分三步：一、加入氧化剂将酸浸液中的低价钒氧化为高价钒（氧化剂可选择双氧水、次氯酸钠或臭氧等）；二、调节溶液pH值，加入氨水调节溶液的pH值为1.5左右（在常温条件，pH值为1.5左右时氨不会与钒反应）；三、尽量降低酸浸液中固体悬浮物含量。④萃取净化由于萃取法具有提取金属回收率高、工序少、设备简单以及可以连续化操作等优点，故选择萃取装置分离、提纯浸出液。氧化处理后的酸浸液经N235（三脂肪叔胺）+TBP（磷酸三丁脂）+磺化煤油萃取体系萃取，通过控制工艺参数，将酸浸液中钒萃取到有机相中；在萃取过程中由于三价铁等其他杂质含量相对较高而部分进入了

7、萃取有机相，故需要对萃取有机相进行洗涤以除去杂质，同时也确保卸载后的有机相能够返回循环利用。经洗涤后的有机相用纯碱溶液进行反萃，反萃后溶液送往净化合格液罐，以备沉钒使用。⑤沉钒、过滤沉钒和传统钠法工艺一样采用在酸性条件下用铵盐沉钒法，蒸汽加热至90度以上、搅拌。在此条件下浸取液与硫酸铵反应，结晶出桔黄色的多钒酸铵(APV)沉淀，待多钒酸铵基本沉淀完全后，上清废液送往废水处理站处理。沉淀物经水洗、压滤机脱水后送往熔化工段，滤液及水洗液送废水处理站处理。⑥熔化熔化工段和传统钠法工艺一样，将多钒酸铵被送往反射熔化炉，在燃料（可用煤、重油、焦油、煤气等）加热下熔化

8、分解，生成五氧化二钒、氨气和水蒸汽。熔化的五氧化二钒从炉门流出，由