專利名稱：含釩熟料浸出液的除磷凈化方法
技術領域：
本發明涉及到濕法提釩的技術領域，尤其是涉及到提釩后含釩熟料浸出液的除磷凈化方法。
背景技術：
在三氧化二釩、五氧化二釩的生產過程中，含釩溶液進行除磷凈化必不可少，要求除磷凈化后釩液含[P]小于0.015g/L，或[P]/[V]比值在0.0007以下，[Si]、[Fe]和[Al]等離子濃度均有一定限量。否則，產品質量不合格，沉釩率下降。
國內絕大多數濕法提釩廠家對含釩熟料或含釩溶液的除磷凈化均單獨采用氯化鈣，其特點具有除磷凈化效果好、凈化劑用量少、成本較低。但是，存在著除磷凈化后產生的底流渣不溶釩含量高，造成釩損失偏大等缺點。例如，國內生產采用間歇式浸出工藝生產三氧化二釩的方法，是將含釩浸出液集中后加入氯化鈣除磷凈化，每噸三氧化二釩耗50kg工業無水氯化鈣，產生底流渣約60kg，該底流渣的成分為(wt，％)∑V 14.60～27.67，其中酸溶釩3.55～6.84，不溶釩9.82～22.51，P 0.42～2.75，Ca10.11～18.58。由此可知，底流渣中的釩主要以不溶釩的形式存在。
回收底流渣中釩的現有技術中，存在下列不足1、洗滌法只能回收底流渣中大部分的酸溶釩，而不溶釩不能回收。
2、冶煉釩鐵作配料加入回收釩，磷含量超標，釩鐵產品不合格。
3、返回生產線回收釩，混入原料焙燒，不但需要干燥、粉碎，而且混料不勻，局部鈣高造成整個焙燒料的釩轉化率降低。
4、酸浸法回收釩，不但釩浸出率低，而且底流渣中的雜質又重新進入溶液，除雜凈化又會造成新的釩損失。
采用連續式浸出工藝生產五氧化二釩的方法，除磷凈化是在浸出過程中加入氯化鈣，其消耗比三氧化二釩生產高得多，每噸五氧化二釩需要155kg氯化鈣，所產生的底流渣應該是180kg以上，不溶釩含量大于15.12％，其底流渣與浸出殘渣一同排出，底流渣重量約占浸出殘渣量的2％，造成浸出殘渣中的∑V含量增加近0.3％，由此可見，五氧化二釩生產排出的殘渣∑V含量比三氧化二釩生產排出的殘渣∑V含量普遍偏高。
要降低含釩溶液除磷凈化過程的釩損失，根本的出路在于改變除磷凈化劑的性能及與其配套的工藝技術，即除磷凈化效果要好，產生的底流渣不溶釩要少的新型除磷凈化劑，在生產線上直接投入、操作即可。
發明內容
本發明解決了上述問題，提供了對含釩熟料浸出液或含釩溶液除磷凈化效果好，釩損失較低的除磷凈化劑及與其配套的工藝技術。
含釩熟料浸出液的除磷凈化方法，是用結晶氯化鋁和結晶氯化鈣配制成除磷凈化劑溶液，適量加入含釩熟料浸出液中反應后再加入絮凝劑充分攪拌均勻，靜置澄清即得到上層純化釩液和底流液，再壓濾底流將渣、液分開，產生底流渣，濾液并入上層純化釩液，其特征在于含釩熟料浸出液或含釩溶液的pH為8.5～11.0。
結晶氯化鋁和結晶氯化鈣，配比范圍(wt％)為(1～2)∶(3～4)，用工業水溶解制成10％～15％的除磷凈化劑溶液，根據含釩熟料浸出液或含釩溶液含磷高低確定加入量的大小，再將溶液加熱至80±5℃，攪拌保溫反應10～15分鐘，再加入濃度為3g/L的絮凝劑1升于每立方米含釩溶液中，攪拌均勻，使其反應產生膠體凝聚而加速沉降。
將沉降底流液輸入板框壓濾機壓濾，濾液并入上層純化釩液，底流渣經過洗滌壓濾回收可溶釩。
絮凝劑可以是中性聚丙酰胺水溶液。
本發明是在含釩熟料或含釩溶液加熱至80±5℃時，根據含磷量的高低投入除磷凈化劑，繼續加熱攪拌10～15分鐘，讓磷、鋁、鐵、鈣等離子充分反應，在堿性條件下產生共沉淀，達到除磷凈化釩液之目的。
本發明所用絮凝劑，為非離子型聚丙烯酰胺配制成濃度約為3.0g/L的水溶液，每立方米含釩熟料或含釩溶液加入1升，攪拌10～15分鐘后靜置、絮凝、澄清，渣、液分離。
本發明除磷凈化釩液產生的底流渣含不溶釩小于2.0％，可溶釩通過洗滌回收。純化釩液中磷、鋁、鐵等離子含量均小于10mg/L，硅含量降低60％以上。
本發明適用于濕法提釩連續浸出和間歇浸出工藝偏堿性釩液的除磷凈化，根據磷含量的高低決定投入量的大小。通常情況下，間歇式浸出工藝集中釩液處理時，每噸V2O5或V2O3產品消耗40～50kg。連續式浸出工藝處理時，每噸V2O5或V2O3產品消耗100～130kg。含釩溶液中[P]1.0g/L以下凈化均可獲得質量較高的純化釩液。
本發明的優點在于1、工藝簡單，操作可靠，易推廣應用。
2、利用生產線除磷凈化工序，直接投入此項技術即可，不需另增加工程投資。
3、除磷凈化效果好，釩液純化質量高，特別是釩損失低，經濟效益顯著。
附圖1是含釩熟料浸出液的除磷凈化工藝流程圖。
1-將含釩熟料浸出液或含釩溶液加入混合罐；2-加入除磷凈化劑；3-加入絮凝劑；4-將混合物混勻、加熱、攪拌、靜置；5-上層純化釩液；6-底流液；7-壓濾；8-濾液；9-底流渣；10-除磷凈化后的含釩溶液。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案作進一步地說明。
實施例1所用原料，含[V]35.63g/L，[P]59mg/L，[Fe]28mg/L，[Al]21mg/L，[Si]810mg/L，pH為10的含釩熟料浸出液50m3輸入混合罐，同時打開蒸汽加熱，待含釩熟料浸出液足量時，開啟壓縮空氣攪拌，定量加入配制好的除磷凈化劑溶液0.9m3(約80kg)，繼續加熱攪拌使其充分反應，待溶液至80±5℃時再攪拌10分鐘，緊接著加入濃度為3g/l的聚炳烯酰胺溶液50升，攪拌10分鐘，混勻后輸入到澄清罐沉清，得到[V]35.51g/L，[P]＜10mg/L，[Fe]＜10mg/L，[Al]＜10mg/L，[Si]281mg/L的純化釩液，經壓濾產生的底流渣含∑V8.27％，酸溶釩6.38％，不溶釩1.89％，P 2.37％。
實施例2所用原料，含[V]27.46g/L，[P]39mg/L，[Fe]23mg/L，[Al]19mg/L，[Si]785mg/L，pH為9.5的含釩熟料浸出液50m3輸入混合罐，同時打開蒸汽加熱，待含釩熟料浸出液足量時，開啟壓縮空氣攪拌，定量加入配制好的除磷凈化劑溶液0.8m3(約71kg)，繼續加熱攪拌使其充分反應，待溶液至80±5℃時再攪拌10分鐘，緊接著加入濃度為3g/L的聚炳烯酰胺溶液50升，攪拌10分鐘，混勻后輸入到澄清罐沉清，得到[V]27.34g/L，[P]＜10mg/L，[Fe]＜10mg/L，[Al]＜10mg/L，[Si]298mg/L的純化釩液，經壓濾產生的底流渣含∑V7.65％，酸溶釩6.03％，不溶釩1.62％，P 2.24％。
實施例3所用原料，含[V]33.50g/L，[P]61mg/L，[Fe]25mg/L，[Al]18mg/L，[Si]698mg/L，pH為10的含釩熟料浸出液50m3輸入混合罐，同時打開蒸汽加熱，待含釩熟料浸出液足量時，開啟壓縮空氣攪拌，定量加入配制好的除磷凈化劑溶液0.85m3(約76kg)，繼續加熱攪拌使其充分反應，待溶液至80±5℃時再攪拌10分鐘，緊接著加入濃度為3g/L的聚炳烯酰胺溶液50升，攪拌10分鐘，混勻后輸入到澄清罐沉清，得到[V]33.39g/L，[P]＜10mg/L，[Fe]＜10mg/L，[Al]＜10mg/L，[Si]244mg/L的純化釩液，經壓濾產生的底流渣含∑V8.81％，酸溶釩6.81％，不溶釩1.92％，P 3.75％。
權利要求
1.含釩熟料浸出液的除磷凈化方法，是用結晶氯化鋁和結晶氯化鈣配制成除磷凈化劑溶液，適量加入含釩熟料浸出液中反應后，再加入絮凝劑充分攪拌均勻，靜置澄清即得到上層純化釩液和底流液，再壓濾底流將渣、液分開，產生底流渣，濾液并入上層純化釩液，其特征在于(1)含釩熟料浸出液的pH為8.5～11.0；(2)結晶氯化鋁和結晶氯化鈣，配比范圍(wt％)為(1～2)∶(3～4)，用工業水溶解制成10％～15％的除磷凈化劑溶液，根據含釩熟料浸出液中含磷高低確定加入量的大小，再將溶液加熱至80±5℃，攪拌保溫反應10～15分鐘，再加入濃度為3g/L的絮凝劑1升于每立方米含釩溶液中，攪拌均勻，使其反應生成膠體凝聚而加速沉降；(3)將沉降底流輸入板框壓濾機壓濾，濾液并入上層純化釩液，底流渣經過洗滌壓濾回收可溶釩。
2.根據權利要求1所述的含釩熟料浸出液的除磷凈化方法，其特征在于，所述的絮凝劑為中性聚丙烯酰胺水溶液。
全文摘要
本發明涉及含釩熟料浸出液的除磷凈化方法，采用結晶氯化鋁配加結晶氯化鈣，按照一定比例配制成溶液，適量加入含釩熟料浸出液中攪拌均勻，再加入絮凝劑混勻，靜置沉降可得到上層純化釩液和底流液，再壓濾底流液將渣、液分開，產生底流渣，濾液并入純化釩液。本發明的優點在于除磷凈化產生的底流渣中不溶釩含量較低，有效地降低了除磷凈化工序帶來的釩損失，經濟效益顯著。濾渣中的釩易于回收，不改變原生產工藝，易推廣應用。除磷凈化效果顯著，可提高釩液凈化程度，為生產高檔釩提供條件。
文檔編號C22B3/00GK1506474SQ0215551
公開日2004年6月23日 申請日期2002年12月9日 優先權日2002年12月9日
發明者彭明福, 劉恢前, 蘭光銘, 夏清榮, 李千文, 李林德, 陳自清 申請人:攀枝花鋼鐵有限責任公司鋼鐵研究院