一種高鈣高磷釩渣提釩脫磷的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及釩的濕法冶金技術領域，更具體地講，涉及一種高鈣高磷釩渣提釩脫磷的方法。
【背景技術】
[0002]釩渣是制取氧化釩的主要原料，目前產業化的提釩工藝主要有兩種，即鈉化焙燒提釩工藝和鈣化焙燒提釩工藝。工業生產使用的釩渣主要為普通釩渣，其特點是CaO含量低，一般Ca0/V205彡0.15。然而，對于Ca0/V 205彡0.16，P彡0.06%的高鈣高磷釩渣而言，因CaO含量高導致焙燒轉化率大幅度降低而不宜采用鈉化焙燒-水浸提釩工藝；因磷含量高，酸性含釩溶液除磷技術問題未解決而不宜采用鈣化焙燒-硫酸浸出提釩工藝。
[0003]中國專利CN103667710B公開了一種高鈣釩渣清潔生產五氧化二釩的工藝。該工藝對浸出液進行除磷，除磷劑為Si02、T12, CaO、MgO、Al2O3高溫合成的玻璃相產物，除磷反應時pH = 3.5?5。該方法需要調節浸出液pH = 3.5?5，會造成溶液中的I凡損失；不能有效降低殘渣中的磷含量，不利于殘渣返回高爐利用。中國申請專利CN104480308A公開了一種酸性釩浸出液中的除磷方法。該方法是對浸出液除磷，反應pH = 2.5?4，除磷劑為A與B組分構成的復合物，其中A組分為Al2 (SO4)3, MgSO4, CaSO4, SrSOjP ZnSO 4中的一種，B組分為[Fe (OH) n (SO4)m]q，0.5彡η彡2，I彡m彡3，10彡q彡100000。該方法不能有效降低殘渣中的磷含量，不利于殘渣返回高爐利用。中國申請專利CN104157892A公開了一種全釩液流電池的硫酸氧釩電解液除磷方法。該方法將脫脂棉先用75%酒精浸泡2h，再用0.5mol/L的硫酸錢溶液或硫酸鈉溶液浸泡24h，烘干后用純水洗滌兩遍，裝入吸附柱中吸附除磷。該方法僅適用于磷含量低的溶液，對高鈣高磷釩渣浸出液體系不適用。
[0004]迄今為止，未見到同時解決酸性含釩浸出液深度除磷和提釩殘渣脫磷的相關研究報道。
【發明內容】
[0005][要解決的技術問題]
[0006]本發明的目的是針對上述現有技術的問題，提供一種高鈣高磷釩渣提釩脫磷的方法。該方法適用范圍廣、釩的回收率高，工藝成本低，操作簡單，易產業化。
[0007][技術方案]
[0008]為了達到上述的技術效果，本發明采取以下技術方案:
[0009]一種高鈣高磷釩渣提釩脫磷的方法，它包括以下步驟:
[0010]A，第一次酸浸除磷
[0011]首先，將高鈣高磷釩渣在850?950°C下焙燒2h后，粉碎得到熟料；然后將熟料用稀硫酸在pH為2.6?3.5的條件下進行第一次酸浸，在酸浸開始的30min內加入除磷劑，進行深度除磷；酸浸除磷結束后，固液分離，獲得第一次浸出液和第一次酸浸殘渣；
[0012]B，第二次酸浸脫磷
[0013]將第一次酸浸殘渣用稀硫酸在pH為0.6?1.2的條件下進行第二次酸浸，酸浸結束后固液分離，獲得第二次浸出液和第二次酸浸殘渣。
[0014]本發明更進一步的技術方案，所述高鈣高磷釩渣是指CaO與V2O5質量比多0.4，P質量含量多0.16%的高鈣高磷釩渣。
[0015]本發明一個優選實施方案，在步驟A中，所述熟料用稀硫酸在pH為2.8?3.0的條件下進行第一次酸浸。
[0016]本發明另一個優選實施方案，在步驟A中，所述除磷劑的加入時間為酸浸開始的10?20min之間；所述除磷劑的加入量為除磷劑中Fe與高I丐高磷銀渣中P物質的量之比為 0.7 ?1.2:1。
[0017]本發明更進一步的技術方案，在步驟A和步驟B中，所述除磷劑為硫酸鐵、聚合硫酸鐵、氯化鐵、硝酸鐵中的一種或幾種。
[0018]本發明更進一步的技術方案，在步驟A中，所述第一次浸出液采用酸性銨鹽沉釩的方法制備多釩酸銨后，氧化煅燒成五氧化二釩或者還原成三氧化二釩。
[0019]本發明另一個優選實施方案，在步驟B中，所述第一次酸浸殘渣用稀硫酸在pH為0.8?1.0的條件下進行第二次酸浸。
[0020]本發明更進一步的技術方案，在步驟B中，所述第二次酸浸的反應溫度為常溫，反應時間為10?60min。
[0021]本發明更進一步的技術方案，在步驟B中，所述第二次浸出液采用萃取或者離子交換方式進一步回收釩；所述第二次酸浸殘渣返回燒結-高爐冶煉工序循環使用。
[0022]下面將詳細地說明本發明。
[0023]本發明中所述的高鈣高磷釩渣是指Ca0/V205質量含量比多0.4，P的質量百分數^ 0.16%的高鈣高磷釩渣。本發明使高鈣高磷釩渣在850?950°C焙燒是為了使釩與鈣結合形成可溶于酸的焦釩酸鈣，便于釩在pH = 2.6?3.5浸出時進入溶液。在釩浸出的同時也會有部分磷進入溶液，磷的浸出率一般小于30%，絕大部分留在殘渣中，不利于殘渣返回燒結-高爐冶煉工序循環使用。因此合理調節PH值，優選pH值在2.8?3.0范圍內，可以更多的浸出釩的同時，減少磷的浸出。為了得到合格的釩產品，浸出液需要除磷處理后沉釩，本發明選擇在熟料第一次酸浸的前30min開始加鐵鹽除磷。選擇鐵鹽除磷是因為在pH = 2.6?3.5的條件下可以形成磷酸鐵沉淀，達到溶液除磷的目的；在第一次酸浸殘渣進行第二次酸浸除磷時，磷酸鐵可溶解進入溶液，實現殘渣脫磷的目的。選擇在第一次酸浸前30min開始加入除磷劑，一方面是因為熟料中的釩、磷是逐步浸出的過程，第一次酸浸前30min溶液中的磷、釩濃度相對較低，利于溶液深度除磷(溶液中的釩、磷濃度對深度除磷效果有顯著影響)；另一方面溶液的放置時間越長，除磷效果越差，所以選擇在第一次酸浸過程中除磷。本發明優選第一次酸浸開始后的10?20min范圍內加入除磷劑，是因為該時間段內，磷、釩已經浸出一部分，并且浸出的濃度相對較低，可以增加深度除磷的效果。除磷劑優選硫酸鐵或者聚合硫酸鐵是為了更好地實現工藝水的循環利用。
[0024]第一次酸浸殘渣進行第二次酸浸的主要目的是脫除殘渣中的磷，同時回收部分釩。第一次酸浸殘渣中的磷主要以磷酸鐵、磷酸鈣等形式存在，在PH = 0.6?1.2的條件下均可溶解使磷進入溶液，從而達到除磷的目的；第一次酸浸殘渣中的部分釩以釩酸鐵的形式存在(在焙燒和除磷過程中形成釩酸鐵)，該部分釩可在pH = 0.6?1.2的條件下溶解回收。本發明優選pH值在0.8?1.0范圍內釩回收更多。
[0025][有益效果]
[0026]本發明與現有技術相比，具有以下的有益效果:
[0027]本發明在熟料第一次酸浸的同時除磷，減少了專門從溶液中除磷的過程且除磷效果好，適用范圍廣；本發明第一次酸浸殘渣進行第二次酸浸除磷的同時進一步浸出了殘渣中的釩，提高了釩的回收率；本發明方法工藝成本低，操作簡單，易產業化。
【具體實施方式】
[0028]下面