DOC《熔融钒渣直接提钒新工艺》

熔融钒渣直接提钒新工艺 宋文臣,李宏,李昆,郑权 (北京科技大学 钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京 100083) 摘要:现行钒渣焙烧工艺中的钒渣高温物理热被浪费,对"熔融钒渣直接氧化钠化提钒"新工艺的可行性进行分析,并进行实验室模拟试验.

结果表明,新工艺条件下,试验过程中熔融钒渣流动性良好,焙烧后钒渣水浸率为50%~80%,焙烧后钒渣中的钒主要以偏钒酸钠的形式存在.新工艺是合理可行的,具有工业生产价值. 关键词:熔融钒渣;

钠化焙烧;

新工艺;

吹氧;

浸出 中图分类号:TF841.3 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2013)07-0000-00 New Process of Vanadium Extraction from Molten Vanadium Slag SONG Wen-chen, LI Hong, LI Kun, ZHENG Quan (State Key Laboratory of Advanced Metallurgy, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China) Abstract: A new process of extracting vanadium from molten vanadium slag by direct oxidation and sodium salt roasting method was introduced, with the aim to address heat waste of vanadium slag existing in vanadium extraction process through vanadium slag roasting. The feasibility of the new process was analyzed, and the simulation test was carried out in laboratory. The results show that under the new process condition, molten vanadium slag can be kept with good fluidity. Water leaching rate of vanadium is 50%~80%. Vanadium in roasted slag exists in form of sodium metavanadate. To conclude, the new process is feasible and can meet industrial production requirement. Key words: molten vanadium slag;

sodium salt roasting;

new process;

blowing oxygen;

leaching 钒是重要的资源[1].工业生产钒的主要原料有钒钛磁铁矿、石油灰渣、废钒触媒、铝土矿和石煤等,目前世界上钒的75%~85%是从钒钛磁铁矿中提取的[2-3]. 从钒钛磁铁矿提钒的方法是,把矿石送进高炉冶炼得到含钒铁水,再通过选择性氧化铁水,使钒氧化后进入钒渣.钒渣冷却至常温后破碎,再混合碳酸钠后装入回转窑或多膛炉升温焙烧,使渣中钒生成水溶性钒酸钠,然后湿法浸出钒,加氨沉淀得到偏钒酸铵[4-5],再加热分解偏钒酸铵得到V2O5.这一过程中,高温熔融钒渣自然冷却后还要再加热,其物理热被白白浪费了. 为了利用高温熔融钒渣被浪费的物理热,李宏[6]等提出了"熔融钒渣直接氧化生成水溶性钒酸钠"新方法,对熔融态的钒渣直接进行氧化钠化处理,然后进行湿法浸出.

1 现行钒渣提钒工艺和设想新工艺的对比 现行钒渣提钒工艺和设想的新工艺(虚线框)[8]对比情况如图1所示. 将图1排版至此 新工艺取消了回转窑或多膛炉焙烧过程,简化了工序,可以节省投资运行费用,减少污染物排放. 由于钒渣是转炉前期吹炼产生的氧不饱和渣,其中的钒主要以钒铁尖晶石状态存在,所以要进一步氧化,使钒由3价转化为5价,反应如式(1)~(3)所示[9-12]. 4FeV2O4+4Na2CO3+5O2=2Fe2O3+8NaVO3+4CO2 (1) 4FeV2O4+4Na2SO4+3O2=2Fe2O3+8NaVO3+4SO2 (2) 4FeV2O4+8NaCl+Cl2=2Fe2O3+8NaVO3+5Cl2 (3) 现行钒渣提钒工艺中,式(1)~(3)的反应是在750~850 ℃[7]焙烧中进行的,而这些反应在1

450 ℃左右的熔融态钒渣中,通过吹氧和添加钠盐也能够发生,并且由现行工艺的固―液转变为液―液反应,在动力学上更有利,生成水溶性钒酸钠的反应可以更快地完成. 收稿日期:2013-01-16 作者简介:宋文臣(1986-),吉林长春人,博士研究生;

通信作者:李宏(1954-),江苏徐州人,教授,博士生导师. 图1 新旧钒渣提钒工艺流程示意图 Fig.1 Sketch map of old and new vanadium extraction process