专利名称：从转炉钒渣中选择性浸出钒的方法
技术领域：
本发明涉及在电场作用下从转炉钒渣浸出钒的方法。
背景技术：
钒(V)及其化合物均是重要的工业原料，从转炉钒渣中提钒是常用的方法之一。所谓“提钒”包括以转炉钒渣为主要原料来浸取出已属工业原料的硫酸氧钒(VOSO4),在硫酸氧钒的基础上再进一步制取也属工业原料的多钒酸铵(NH4VO3),用多钒酸铵制得常见原料五氧化二钒(V2O5),以五氧化二钒为原料还原出钒等。也就是说，从转炉钒渣中提钒的关键步骤是首先得到硫酸氧钒；钒的提取率或钒的浸出率的高低，也是在这关键步骤中被基本确定下来了的。以转炉钒渣为主要原料来提钒的方法有火法和湿法两大类。在火法提钒中， 主要是先期通过焙烧来破坏转炉钒渣的物相，后期再通过酸浸来提钒，虽然其钒的浸出率相对较高，但由于酸浸时其它金属离子也会被一并浸出，因此，使得后续沉钒的工艺变得较复杂而加大了成本。在湿法提钒中，常用的有直接酸浸法，其步骤包括(I)用硫酸(H2SO4) 与转炉钒渣混合制备矿浆液；(2)搅拌、静置以浸出硫酸氧钒(VOSO4) ; (3)过滤，得含硫酸氧钒的滤液；最后，再根据需要，或者就直接从该滤液中提取硫酸氧钒，或再向这含硫酸氧钒的滤液中加入硫酸铵[(NH4)2SO4](即氨盐沉钒法)，以得到含多钒酸铵的沉淀物，并制得纯净多钒酸铵；或进一步地在氧化气氛中煅烧多钒酸铵，以制得五氧化二钒等。然而，传统的直接酸浸法却存在钒的提取率较低之不足。如前所述，这是因为在关键步骤中的硫酸氧钒浸出率较低所至。为此，公布号为CN102134640A、名称为《用电催化氧化浸取转炉钒渣的方法》提出了改进的方法，具体是在浸取硫酸氧钒的步骤中增加了电催化氧化。与传统的直接酸浸法相比较，该改进方法的钒浸出率确实提高了很多。然而，从体现其效果的钒提取率[在浸取温度、浸取时间和阳极电流密度相同的情况下，较好三例的平均钒提取率为 72. 20% = (65. 20%+ 75. 20%+ 76. 20%) +3]和体现其能耗多少的阳极电流密度(较好例子的平均阳极电流密度为900 A/m2)相比较的结果看，其产出、投入比还仍然不够高。
发明内容
本发明的目的是，提供一种产出、投入比相对较高的从转炉钒渣中选择性浸出钒的方法。实现所述发明目的之技术方案是这样一种从转炉钒渣中选择性浸出钒的方法，与现有技术相同的方面是，该方法包括如下步骤
(1)将粉末状的转炉钒渣、浸取剂硫酸混合以配制成矿浆液，并将该矿浆液置于安装有电极的无隔膜浸取槽中；
(2)搅拌并接通电源，让矿浆液在电场作用下进行浸取反应，以浸出硫酸氧钒；
(3)将进行浸取反应之后的矿浆液进行固液分离，以得含硫酸氧钒的滤液；
其改进之处是在步骤(I)的矿浆液中，所述转炉钒渣是焙烧后的转炉钒渣，其粉末粒度为过100目筛，硫酸的浓度为2 4mol/L，另外还加了磷酸三丁酯(TBP)和磺化煤油；各组分的配比为，硫酸磷酸三丁酯磺化煤油该转炉钒渣中的钒=7.84 15. 68mL I 2mL 0. 5 I. 5mL 0. 04 g ；
在步骤(2)中电场的阳极电流密度为600 800A/m2 ;浸取温度为40 60°C，浸取时间以再无硫酸氧钒浸出为度。从方案中可以看出，在步骤(I)配制的矿浆液组分中，另外还有磷酸三丁酯和磺化煤油。在本发明中，磷酸三丁酯和磺化煤油是选择剂，两者与浸取剂硫酸混合在一起后，能够让硫酸从焙烧后的转炉钒渣中浸出钒时，不再像现有火法提钒那样，在后期酸浸时将其它金属离子也一并浸出来，而是让大量的其它金属离子仍然保留在将作另外处理的提钒尾渣内，在滤液中得到更多的硫酸氧钒，同时还为后期进一步提钒提供了极大便宜，当然也就节省了成本。与公布号为CN102134640A申请的方案相比较，由于本发明电场的阳极电流密度平均仅为700A/m2 (600 800A/m2)，比该现有技术的小；且(将在验证中证明的)钒浸出率(即该申请中所说的“钒提取率”)的平均值又比该现有技术的高。所以，本发明的产出、 投入比也有较大提高。下面结合具体实施方式
对本发明作进一步的说明。
具体实施例方式从转炉钒渣中选择性浸出钒的方法，该方法包括如下步骤
(1)将粉末状的转炉钒渣、浸取剂硫酸混合以配制成矿浆液，并将该矿浆液置于安装有电极的无隔膜浸取槽中；
(2)搅拌并接通电源，让矿浆液在电场作用下进行浸取反应，以浸出硫酸氧钒；
(3)将进行浸取反应之后的矿浆液进行固液分离，以得含硫酸氧钒的滤液；
本发明在步骤(I)的矿浆液中，所述转炉钒渣是焙烧后的转炉钒渣，其粉末粒度为过 100目筛，硫酸的浓度为2 4mol/L，另外还加了磷酸三丁酯和磺化煤油；各组分的配比为， 硫酸磷酸三丁酯磺化煤油该转炉钒渣中的钒=7. 84 15. 68mL : I 2mL : 0. 5
I.5mL : 0. 04 g ；
在步骤(2)中电场的阳极电流密度为600 800A/m2 ;浸取温度为40 60°C，浸取时间以再无硫酸氧钒浸出为度(通常为2 4小时。本领域技术人员清楚，在阳极电流密度较大、浸取温度较高时，浸取时间较短；反之，浸取时间较长)。在得到含硫酸氧钒的滤液之后，本领域技术人员完全能够根据实际需要，用现有的方法制得硫酸氧钒、多钒酸铵、五氧化二钒和/或钒。故不赘述。为取得可靠和更好的效果，在本具体实施方式
中，步骤(2)电场所用电极的阳极为铱钽氧化物涂层的DSA阳极，阴极为钛阴极。本发明通过了实验室验证。验证步骤与本具体实施方式
所述步骤相同。在得到得含硫酸氧钒的滤液后，采用钽试剂分光光度法分析其中钒含量，然后通过对比，计算出钒浸出率。验证结果见以下各表。验证时所用的焙烧后的转炉钒渣中，钒的质量含量为4. 3 3 %，各例用量均为 lO.OOg。下表中，“硫酸磷酸三丁酯磺化煤油该转炉钒渣中的钒”简写为“各组分配比”，配比值所涉及单位与在本具体实施方式
中所述的相同。浸取时间为各例验证时所用时间。
表 I
权利要求
1.从转炉钒渣中选择性浸出钒的方法，该方法包括如下步骤(1)将粉末状的转炉钒渣、浸取剂硫酸混合以配制成矿浆液，并将该矿浆液置于安装有电极的无隔膜浸取槽中；(2)搅拌并接通电源，让所述矿浆液在电场作用下进行浸取反应，以浸出硫酸氧钒；(3)将进行浸取反应之后的矿浆液进行固液分离，以得含硫酸氧钒的滤液；其特征在于在步骤(I)的矿浆液中，所述转炉钒渣是焙烧后的转炉钒渣，其粉末粒度为过100目筛，所述硫酸的浓度为2 4mol/L，另外还加了磷酸三丁酯和磺化煤油；各组分的配比为，硫酸磷酸三丁酯磺化煤油该转炉钒渣中的钒=7. 84 15. 68mL I 2mL : 0. 5 I. 5mL : 0. 04 g ；在步骤(2)中所述电场的阳极电流密度为600 800A/m2 ;浸取温度为40 60°C，浸取时间以再无硫酸氧钒浸出为度。
2.根据权利要求I所述从转炉钒渣中选择性浸出钒的方法，其特征在于，步骤(2)所述电场所用电极的阳极为铱钽氧化物涂层的DSA阳极，阴极为钛阴极。
全文摘要
从转炉钒渣中选择性浸出钒的方法，该方法包括将粉末状的焙烧后的转炉钒渣、硫酸、磷酸三丁酯和磺化煤油混合，以配制成矿浆液，并将该矿浆液置于安装有电极的无隔膜浸取槽中；搅拌并接通电源，让矿浆液在电场作用下进行浸取反应，以浸出硫酸氧钒；将进行浸取反应之后的矿浆液进行固液分离，以得含硫酸氧钒的滤液等步骤。与火法提钒相比较，在滤液中得到更多的硫酸氧钒，能为后期提钒提供了极大便宜。与水法提钒中的现有技术相比较，本发明的产出、投入比有较大提高。
文档编号C22B3/08GK102534229SQ201110404670
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者于永波, 刘仁龙, 刘作华, 周小霞, 孙大贵, 孙思, 宁伟征, 左赵宏, 徐滔, 李泽全, 李航, 李艳, 杜军, 范兴, 谢昭明, 陶长元 申请人:重庆大学