一种高钙高磷钒渣提钒脱磷的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钒的湿法冶金技术领域，更具体地讲，涉及一种高钙高磷钒渣提钒脱磷的方法。
【背景技术】
[0002]钒渣是制取氧化钒的主要原料，目前产业化的提钒工艺主要有两种，即钠化焙烧提钒工艺和钙化焙烧提钒工艺。工业生产使用的钒渣主要为普通钒渣，其特点是CaO含量低，一般Ca0/V205彡0.15。然而，对于Ca0/V 205彡0.16，P彡0.06%的高钙高磷钒渣而言，因CaO含量高导致焙烧转化率大幅度降低而不宜采用钠化焙烧-水浸提钒工艺；因磷含量高，酸性含钒溶液除磷技术问题未解决而不宜采用钙化焙烧-硫酸浸出提钒工艺。
[0003]中国专利CN103667710B公开了一种高钙钒渣清洁生产五氧化二钒的工艺。该工艺对浸出液进行除磷，除磷剂为Si02、T12, CaO、MgO、Al2O3高温合成的玻璃相产物，除磷反应时pH = 3.5?5。该方法需要调节浸出液pH = 3.5?5，会造成溶液中的I凡损失；不能有效降低残渣中的磷含量，不利于残渣返回高炉利用。中国申请专利CN104480308A公开了一种酸性钒浸出液中的除磷方法。该方法是对浸出液除磷，反应pH = 2.5?4，除磷剂为A与B组分构成的复合物，其中A组分为Al2 (SO4)3, MgSO4, CaSO4, SrSOjP ZnSO 4中的一种，B组分为[Fe (OH) n (SO4)m]q，0.5彡η彡2，I彡m彡3，10彡q彡100000。该方法不能有效降低残渣中的磷含量，不利于残渣返回高炉利用。中国申请专利CN104157892A公开了一种全钒液流电池的硫酸氧钒电解液除磷方法。该方法将脱脂棉先用75%酒精浸泡2h，再用0.5mol/L的硫酸钱溶液或硫酸钠溶液浸泡24h，烘干后用纯水洗涤两遍，装入吸附柱中吸附除磷。该方法仅适用于磷含量低的溶液，对高钙高磷钒渣浸出液体系不适用。
[0004]迄今为止，未见到同时解决酸性含钒浸出液深度除磷和提钒残渣脱磷的相关研究报道。
【发明内容】
[0005][要解决的技术问题]
[0006]本发明的目的是针对上述现有技术的问题，提供一种高钙高磷钒渣提钒脱磷的方法。该方法适用范围广、钒的回收率高，工艺成本低，操作简单，易产业化。
[0007][技术方案]
[0008]为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案:
[0009]一种高钙高磷钒渣提钒脱磷的方法，它包括以下步骤:
[0010]A，第一次酸浸除磷
[0011]首先，将高钙高磷钒渣在850?950°C下焙烧2h后，粉碎得到熟料；然后将熟料用稀硫酸在pH为2.6?3.5的条件下进行第一次酸浸，在酸浸开始的30min内加入除磷剂，进行深度除磷；酸浸除磷结束后，固液分离，获得第一次浸出液和第一次酸浸残渣；
[0012]B，第二次酸浸脱磷
[0013]将第一次酸浸残渣用稀硫酸在pH为0.6?1.2的条件下进行第二次酸浸，酸浸结束后固液分离，获得第二次浸出液和第二次酸浸残渣。
[0014]本发明更进一步的技术方案，所述高钙高磷钒渣是指CaO与V2O5质量比多0.4，P质量含量多0.16%的高钙高磷钒渣。
[0015]本发明一个优选实施方案，在步骤A中，所述熟料用稀硫酸在pH为2.8?3.0的条件下进行第一次酸浸。
[0016]本发明另一个优选实施方案，在步骤A中，所述除磷剂的加入时间为酸浸开始的10?20min之间；所述除磷剂的加入量为除磷剂中Fe与高I丐高磷银渣中P物质的量之比为 0.7 ?1.2:1。
[0017]本发明更进一步的技术方案，在步骤A和步骤B中，所述除磷剂为硫酸铁、聚合硫酸铁、氯化铁、硝酸铁中的一种或几种。
[0018]本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述第一次浸出液采用酸性铵盐沉钒的方法制备多钒酸铵后，氧化煅烧成五氧化二钒或者还原成三氧化二钒。
[0019]本发明另一个优选实施方案，在步骤B中，所述第一次酸浸残渣用稀硫酸在pH为0.8?1.0的条件下进行第二次酸浸。
[0020]本发明更进一步的技术方案，在步骤B中，所述第二次酸浸的反应温度为常温，反应时间为10?60min。
[0021]本发明更进一步的技术方案，在步骤B中，所述第二次浸出液采用萃取或者离子交换方式进一步回收钒；所述第二次酸浸残渣返回烧结-高炉冶炼工序循环使用。
[0022]下面将详细地说明本发明。
[0023]本发明中所述的高钙高磷钒渣是指Ca0/V205质量含量比多0.4，P的质量百分数^ 0.16%的高钙高磷钒渣。本发明使高钙高磷钒渣在850?950°C焙烧是为了使钒与钙结合形成可溶于酸的焦钒酸钙，便于钒在pH = 2.6?3.5浸出时进入溶液。在钒浸出的同时也会有部分磷进入溶液，磷的浸出率一般小于30%，绝大部分留在残渣中，不利于残渣返回烧结-高炉冶炼工序循环使用。因此合理调节PH值，优选pH值在2.8?3.0范围内，可以更多的浸出钒的同时，减少磷的浸出。为了得到合格的钒产品，浸出液需要除磷处理后沉钒，本发明选择在熟料第一次酸浸的前30min开始加铁盐除磷。选择铁盐除磷是因为在pH = 2.6?3.5的条件下可以形成磷酸铁沉淀，达到溶液除磷的目的；在第一次酸浸残渣进行第二次酸浸除磷时，磷酸铁可溶解进入溶液，实现残渣脱磷的目的。选择在第一次酸浸前30min开始加入除磷剂，一方面是因为熟料中的钒、磷是逐步浸出的过程，第一次酸浸前30min溶液中的磷、钒浓度相对较低，利于溶液深度除磷(溶液中的钒、磷浓度对深度除磷效果有显著影响)；另一方面溶液的放置时间越长，除磷效果越差，所以选择在第一次酸浸过程中除磷。本发明优选第一次酸浸开始后的10?20min范围内加入除磷剂，是因为该时间段内，磷、钒已经浸出一部分，并且浸出的浓度相对较低，可以增加深度除磷的效果。除磷剂优选硫酸铁或者聚合硫酸铁是为了更好地实现工艺水的循环利用。
[0024]第一次酸浸残渣进行第二次酸浸的主要目的是脱除残渣中的磷，同时回收部分钒。第一次酸浸残渣中的磷主要以磷酸铁、磷酸钙等形式存在，在PH = 0.6?1.2的条件下均可溶解使磷进入溶液，从而达到除磷的目的；第一次酸浸残渣中的部分钒以钒酸铁的形式存在(在焙烧和除磷过程中形成钒酸铁)，该部分钒可在pH = 0.6?1.2的条件下溶解回收。本发明优选pH值在0.8?1.0范围内钒回收更多。
[0025][有益效果]
[0026]本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果:
[0027]本发明在熟料第一次酸浸的同时除磷，减少了专门从溶液中除磷的过程且除磷效果好，适用范围广；本发明第一次酸浸残渣进行第二次酸浸除磷的同时进一步浸出了残渣中的钒，提高了钒的回收率；本发明方法工艺成本低，操作简单，易产业化。
【具体实施方式】
[0028]下面