专利名称：含钒熟料浸出液的除磷净化方法
技术领域：
本发明涉及到湿法提钒的技术领域，尤其是涉及到提钒后含钒熟料浸出液的除磷净化方法。
背景技术：
在三氧化二钒、五氧化二钒的生产过程中，含钒溶液进行除磷净化必不可少，要求除磷净化后钒液含[P]小于0.015g/L，或[P]/[V]比值在0.0007以下，[Si]、[Fe]和[Al]等离子浓度均有一定限量。否则，产品质量不合格，沉钒率下降。
国内绝大多数湿法提钒厂家对含钒熟料或含钒溶液的除磷净化均单独采用氯化钙，其特点具有除磷净化效果好、净化剂用量少、成本较低。但是，存在着除磷净化后产生的底流渣不溶钒含量高，造成钒损失偏大等缺点。例如，国内生产采用间歇式浸出工艺生产三氧化二钒的方法，是将含钒浸出液集中后加入氯化钙除磷净化，每吨三氧化二钒耗50kg工业无水氯化钙，产生底流渣约60kg，该底流渣的成分为(wt，％)∑V 14.60～27.67，其中酸溶钒3.55～6.84，不溶钒9.82～22.51，P 0.42～2.75，Ca10.11～18.58。由此可知，底流渣中的钒主要以不溶钒的形式存在。
回收底流渣中钒的现有技术中，存在下列不足1、洗涤法只能回收底流渣中大部分的酸溶钒，而不溶钒不能回收。
2、冶炼钒铁作配料加入回收钒，磷含量超标，钒铁产品不合格。
3、返回生产线回收钒，混入原料焙烧，不但需要干燥、粉碎，而且混料不匀，局部钙高造成整个焙烧料的钒转化率降低。
4、酸浸法回收钒，不但钒浸出率低，而且底流渣中的杂质又重新进入溶液，除杂净化又会造成新的钒损失。
采用连续式浸出工艺生产五氧化二钒的方法，除磷净化是在浸出过程中加入氯化钙，其消耗比三氧化二钒生产高得多，每吨五氧化二钒需要155kg氯化钙，所产生的底流渣应该是180kg以上，不溶钒含量大于15.12％，其底流渣与浸出残渣一同排出，底流渣重量约占浸出残渣量的2％，造成浸出残渣中的∑V含量增加近0.3％，由此可见，五氧化二钒生产排出的残渣∑V含量比三氧化二钒生产排出的残渣∑V含量普遍偏高。
要降低含钒溶液除磷净化过程的钒损失，根本的出路在于改变除磷净化剂的性能及与其配套的工艺技术，即除磷净化效果要好，产生的底流渣不溶钒要少的新型除磷净化剂，在生产线上直接投入、操作即可。
发明内容
本发明解决了上述问题，提供了对含钒熟料浸出液或含钒溶液除磷净化效果好，钒损失较低的除磷净化剂及与其配套的工艺技术。
含钒熟料浸出液的除磷净化方法，是用结晶氯化铝和结晶氯化钙配制成除磷净化剂溶液，适量加入含钒熟料浸出液中反应后再加入絮凝剂充分搅拌均匀，静置澄清即得到上层纯化钒液和底流液，再压滤底流将渣、液分开，产生底流渣，滤液并入上层纯化钒液，其特征在于含钒熟料浸出液或含钒溶液的pH为8.5～11.0。
结晶氯化铝和结晶氯化钙，配比范围(wt％)为(1～2)∶(3～4)，用工业水溶解制成10％～15％的除磷净化剂溶液，根据含钒熟料浸出液或含钒溶液含磷高低确定加入量的大小，再将溶液加热至80±5℃，搅拌保温反应10～15分钟，再加入浓度为3g/L的絮凝剂1升于每立方米含钒溶液中，搅拌均匀，使其反应产生胶体凝聚而加速沉降。
将沉降底流液输入板框压滤机压滤，滤液并入上层纯化钒液，底流渣经过洗涤压滤回收可溶钒。
絮凝剂可以是中性聚丙酰胺水溶液。
本发明是在含钒熟料或含钒溶液加热至80±5℃时，根据含磷量的高低投入除磷净化剂，继续加热搅拌10～15分钟，让磷、铝、铁、钙等离子充分反应，在碱性条件下产生共沉淀，达到除磷净化钒液之目的。
本发明所用絮凝剂，为非离子型聚丙烯酰胺配制成浓度约为3.0g/L的水溶液，每立方米含钒熟料或含钒溶液加入1升，搅拌10～15分钟后静置、絮凝、澄清，渣、液分离。
本发明除磷净化钒液产生的底流渣含不溶钒小于2.0％，可溶钒通过洗涤回收。纯化钒液中磷、铝、铁等离子含量均小于10mg/L，硅含量降低60％以上。
本发明适用于湿法提钒连续浸出和间歇浸出工艺偏碱性钒液的除磷净化，根据磷含量的高低决定投入量的大小。通常情况下，间歇式浸出工艺集中钒液处理时，每吨V2O5或V2O3产品消耗40～50kg。连续式浸出工艺处理时，每吨V2O5或V2O3产品消耗100～130kg。含钒溶液中[P]1.0g/L以下净化均可获得质量较高的纯化钒液。
本发明的优点在于1、工艺简单，操作可靠，易推广应用。
2、利用生产线除磷净化工序，直接投入此项技术即可，不需另增加工程投资。
3、除磷净化效果好，钒液纯化质量高，特别是钒损失低，经济效益显著。
附图1是含钒熟料浸出液的除磷净化工艺流程图。
1-将含钒熟料浸出液或含钒溶液加入混合罐；2-加入除磷净化剂；3-加入絮凝剂；4-将混合物混匀、加热、搅拌、静置；5-上层纯化钒液；6-底流液；7-压滤；8-滤液；9-底流渣；10-除磷净化后的含钒溶液。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明。
实施例1所用原料，含[V]35.63g/L，[P]59mg/L，[Fe]28mg/L，[Al]21mg/L，[Si]810mg/L，pH为10的含钒熟料浸出液50m3输入混合罐，同时打开蒸汽加热，待含钒熟料浸出液足量时，开启压缩空气搅拌，定量加入配制好的除磷净化剂溶液0.9m3(约80kg)，继续加热搅拌使其充分反应，待溶液至80±5℃时再搅拌10分钟，紧接着加入浓度为3g/l的聚炳烯酰胺溶液50升，搅拌10分钟，混匀后输入到澄清罐沉清，得到[V]35.51g/L，[P]＜10mg/L，[Fe]＜10mg/L，[Al]＜10mg/L，[Si]281mg/L的纯化钒液，经压滤产生的底流渣含∑V8.27％，酸溶钒6.38％，不溶钒1.89％，P 2.37％。
实施例2所用原料，含[V]27.46g/L，[P]39mg/L，[Fe]23mg/L，[Al]19mg/L，[Si]785mg/L，pH为9.5的含钒熟料浸出液50m3输入混合罐，同时打开蒸汽加热，待含钒熟料浸出液足量时，开启压缩空气搅拌，定量加入配制好的除磷净化剂溶液0.8m3(约71kg)，继续加热搅拌使其充分反应，待溶液至80±5℃时再搅拌10分钟，紧接着加入浓度为3g/L的聚炳烯酰胺溶液50升，搅拌10分钟，混匀后输入到澄清罐沉清，得到[V]27.34g/L，[P]＜10mg/L，[Fe]＜10mg/L，[Al]＜10mg/L，[Si]298mg/L的纯化钒液，经压滤产生的底流渣含∑V7.65％，酸溶钒6.03％，不溶钒1.62％，P 2.24％。
实施例3所用原料，含[V]33.50g/L，[P]61mg/L，[Fe]25mg/L，[Al]18mg/L，[Si]698mg/L，pH为10的含钒熟料浸出液50m3输入混合罐，同时打开蒸汽加热，待含钒熟料浸出液足量时，开启压缩空气搅拌，定量加入配制好的除磷净化剂溶液0.85m3(约76kg)，继续加热搅拌使其充分反应，待溶液至80±5℃时再搅拌10分钟，紧接着加入浓度为3g/L的聚炳烯酰胺溶液50升，搅拌10分钟，混匀后输入到澄清罐沉清，得到[V]33.39g/L，[P]＜10mg/L，[Fe]＜10mg/L，[Al]＜10mg/L，[Si]244mg/L的纯化钒液，经压滤产生的底流渣含∑V8.81％，酸溶钒6.81％，不溶钒1.92％，P 3.75％。
权利要求
1.含钒熟料浸出液的除磷净化方法，是用结晶氯化铝和结晶氯化钙配制成除磷净化剂溶液，适量加入含钒熟料浸出液中反应后，再加入絮凝剂充分搅拌均匀，静置澄清即得到上层纯化钒液和底流液，再压滤底流将渣、液分开，产生底流渣，滤液并入上层纯化钒液，其特征在于(1)含钒熟料浸出液的pH为8.5～11.0；(2)结晶氯化铝和结晶氯化钙，配比范围(wt％)为(1～2)∶(3～4)，用工业水溶解制成10％～15％的除磷净化剂溶液，根据含钒熟料浸出液中含磷高低确定加入量的大小，再将溶液加热至80±5℃，搅拌保温反应10～15分钟，再加入浓度为3g/L的絮凝剂1升于每立方米含钒溶液中，搅拌均匀，使其反应生成胶体凝聚而加速沉降；(3)将沉降底流输入板框压滤机压滤，滤液并入上层纯化钒液，底流渣经过洗涤压滤回收可溶钒。
2.根据权利要求1所述的含钒熟料浸出液的除磷净化方法，其特征在于，所述的絮凝剂为中性聚丙烯酰胺水溶液。
全文摘要
本发明涉及含钒熟料浸出液的除磷净化方法，采用结晶氯化铝配加结晶氯化钙，按照一定比例配制成溶液，适量加入含钒熟料浸出液中搅拌均匀，再加入絮凝剂混匀，静置沉降可得到上层纯化钒液和底流液，再压滤底流液将渣、液分开，产生底流渣，滤液并入纯化钒液。本发明的优点在于除磷净化产生的底流渣中不溶钒含量较低，有效地降低了除磷净化工序带来的钒损失，经济效益显著。滤渣中的钒易于回收，不改变原生产工艺，易推广应用。除磷净化效果显著，可提高钒液净化程度，为生产高档钒提供条件。
文档编号C22B3/00GK1506474SQ0215551
公开日2004年6月23日 申请日期2002年12月9日 优先权日2002年12月9日
发明者彭明福, 刘恢前, 兰光铭, 夏清荣, 李千文, 李林德, 陈自清 申请人:攀枝花钢铁有限责任公司钢铁研究院