一种利用钒钛磁铁矿提取钒的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及湿法冶金技术领域，具体涉及一种利用钒钛磁铁矿提取钒的方法。
【背景技术】
[0002]钒钛磁铁矿是我国最主要的含钒资源之一，是提取五氧化二钒的主要矿物来源。传统的利用钒钛磁铁矿提取钒的方法包括直接提取和钒渣提取两种工艺。直接提取工艺是钒钛磁铁矿添加氯化钠，经过造球后在1000°c以上进行钠化焙烧，然后通过水浸回收其中的隹凡，此方法空气污染严重，I凡回收率低(Hukkanen, E., Walden, H.The product1n ofvanadium and steel from titanomagnetites [J].1nternat1nal Journal of MineralProcessing, 1985，15: 89-102)，也可采用钙化焙烧-酸浸作业，此方法硫酸用量大和钒浸出率低(李兰杰，张力，郑诗礼，娄太平，张懿，陈东辉，张燕.钒钛磁铁矿钙化焙烧及其酸浸提钒[J].过程工程学报，2011，11 (4): 573-578)。钒渣提取工艺是首先将钒钛磁铁矿进行烧结球团和炼铁，钒主要存在于炼铁后的钒渣中，此部分钒可以通过直接酸浸和钙化焙烧-酸浸作业提取(邓志敢，魏昶，李兴彬，徐红胜，李旻廷，李存兄，樊刚.钒钛磁铁矿提钒尾渣浸取钒[J].中国有色金属学报，2012，22(6):1770-1777)，然后通过多级萃取-反萃工艺除杂和富集钒，此方法工艺流程长，药剂消耗量高，钒浸出率低、酸浸液中氢离子和铁、铝等杂质浓度高，萃取过程操作繁琐，容易出现乳化现象造成钒损失，富钒液中杂质多，产品五氧化二钒纯度低，酸性废水量大，且PH值低。
[0003]因此，目前利用钒钛磁铁矿提取钒的方法存在工艺流程长、空气污染严重、钒回收率低、浸出液杂质含量高、萃取过程操作复杂、产品五氧化二钒纯度低和工艺过程产生的酸性废水处理困难等缺陷。
【发明内容】
[0004]本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种能够从钒钛磁铁矿中提取高纯度五氧化二钒的方法，该方法具有工艺简单、无空气污染、钒回收率高、浸出液杂质含量低、无需萃取等富钒作业、产品五氧化二钒纯度高和酸性废水可循环利用的特点。
[0005]本发明的目的可通过下述技术措施来实现:
本发明采用的方法是先将钒钛磁铁矿原矿进行破碎、磨矿和干法弱磁选的预处理作业得到钒铁精矿和尾矿。再将钒铁精矿、氟化钙和硫酸溶液混合搅拌酸浸得到酸浸渣和酸浸液，酸浸液与氯酸钠，氢氧化钠溶液混合搅拌后得到富钒渣和酸性废液，酸性废液返回至钒铁精矿的酸浸作业。然后将富钒渣与碳酸钠混合进行高温氧化焙烧作业得到焙烧熟样，焙烧熟样进行循环水浸作业得到水浸渣和富钒液，然后将水浸渣进行水洗作业得到铁精矿和水洗液，水洗液返回至富钒渣焙烧熟样的循环水浸作业。最后将富钒液进行沉钒煅烧作业得到产品五氧化二钒。
[0006]具体说:本发明的利用钒钛磁铁矿提取钒的方法包括下述步骤: a、将钒钛磁铁矿原矿进行预处理作业，通过破碎、磨矿和干法弱磁选作业得到钒铁精矿和尾矿；再将钒铁精矿、氟化钙和硫酸溶液一起排至酸浸槽中进行搅拌酸浸；其中氟化钙添加量的质量百分比为5~15%、硫酸浓度为2~4mol/L、液固质量比为2~4:1、搅拌强度为100~150r/min、浸出温度为100~120°C、搅拌时间120~180min，固液分离得到酸浸渣和酸浸液；将酸浸液与添加量的质量百分比为5%的氯酸钠混合搅拌5~15min，再用氢氧化钠溶液调整pH值为1.0-2.0后搅拌15~30min，固液分离得到富钒渣和酸性废液，酸性废液返回至钒铁精矿的酸浸作业；
b、取步骤I所得富钒渣，并加入质量百分比为5~15%的碳酸钠进行氧化焙烧作业，在焙烧温度为650~800°C条件下焙烧60~120min得到焙烧熟样；焙烧熟样进行循环水浸作业，在液固质量比为2~4:1、搅拌强度为100~200r/min、浸出温度为60~90 °C、浸出时间为120~180min条件下循环浸出4_6次得到水浸渣和富钒液；
C、将富钒液进行沉钒煅烧作业得到产品五氧化二钒；将水浸渣进行水洗作业，在液固质量比为2~4:1、搅拌强度为100~200r/min、常温、浸出时间为10~30min条件下洗涤4_6次得到铁精矿和水洗液，水洗液返回至富钒渣焙烧熟样的循环水浸作业。
[0007]本发明中所述钒钛磁铁矿原矿进行预处理作业为先将钒钛磁铁矿原矿粗破碎至粒度为0~10_的粗料，再将粗料细破碎至粒度为0~1_的细料，再将细料进行干磨作业至粒度为0.074mm的磨细料，最后将磨细料在磁场强度为20~60KA/m条件下进行干法磁选得到钒铁精矿和尾矿，钒铁精矿中五氧化二钒的品位为1.02-3.67%。
[0008]本发明中所述富钒液沉钒煅烧作业为将富钒液采用盐酸溶液调整pH值至
1.8-2.1，然后加入铵根离子与富钒液中钒的摩尔比为3?6:1的沉钒药剂氯化铵，在98?100°C条件下搅拌20~40min，得到多聚钒酸铵；最后将多聚钒酸铵在530?560°C条件下煅烧20?50 min，得到高纯产品V205。
[0009]本发明中所述钒钛磁铁矿原矿中五氧化二钒的品位为0.18-0.75%。
[0010]本发明中所得产品五氧化二钒纯度大于99.6%，钒回收率大于85%。
[0011]本发明的有益效果如下:
由于本发明采用钒钛磁铁矿进行干法磁选作业获得钒铁精矿和尾矿，提高了钒钛磁铁矿中的V2O5品位，降低了后续处理过程的药剂消耗和生产成本。钒铁精矿直接进行强化酸浸作业，避免了高炉炼铁-钒渣钠化焙烧作业，无空气污染，简化了工艺流程，酸浸过程通过添加助浸剂氟化钙，促使了氢氟酸和氟硅酸的生成，加速钒铁精矿晶体结构的破坏，有利于磁铁矿晶格中的钒溶解到硫酸溶液中，降低硫酸耗量，提高反应速率和钒的浸出率。含钒酸浸液进行共沉淀，焙烧和循环水浸作业得到富钒液，富钒液可直接进行铵盐沉钒和煅烧作业得到产品V2O5，避免了含钒酸浸液的多级萃取和反萃除杂富集作业，降低了乳化现象造成的钒损失，减少了富钒液中杂质种类和含量，提高了产品V2O5的纯度。同时，该过程中的酸性废水可作为浸出剂循环使用，降低了钒的损失和废水排放量。本发明可得到纯度大于99.6%，钒回收率大于85%。
[0012]相比现有技术，本发明具有工艺简单、无空气污染、钒回收率高、浸出液杂质含量低、无需萃取等富钒作业、产品五氧化二钒纯度高和酸性废水可循环利用的特点。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0014]本发明以下将结合实施例(附图)作进一步描述:
为避免重复叙述，现将本发明【具体实施方式】所涉及的技术参数统一描述如下:所述钒钛磁铁矿原矿进行预处理作业为先将银钛磁铁矿原矿粗破碎至粒度为0~10_的粗料，再将粗料细破碎至粒度为0~1_的细料，再将细料进行干磨作业至粒度为0.074mm的磨细料，最后将磨细料在磁场强度为20~60KA/m条件下进行干法磁选得到钒铁精矿和尾矿，钒铁精矿中五氧化二钒的品位为1.02-3.67% ;富钒液沉钒煅烧作业为将富钒液采用盐酸溶液调整pH值至1.8~2.1，然后加入铵根离子与富钒液中钒的摩尔比为3?6: I的沉钒药剂氯化铵，在98?100°C条件下搅拌20~40min，得到多聚钒酸铵；最后将多聚钒酸铵在530?560°C条件下煅烧20?50 min。以下结合图1所述的具体实施例中不再赘述。
[0015]实施例1
将钒铁精矿、氟化钙和硫酸溶液一起排至酸浸槽中进行搅拌酸浸；在氟化钙添加量的质量百分比为12~15%，硫酸