阅读说明：本技术 提钒尾渣造球提钒的方法 (Method for pelletizing and extracting vanadium from vanadium extraction tailings ) 是由 郭继科 申彪 李明 蒋霖 于 2020-05-20 设计创作，主要内容包括：本发明属于钒的冶金技术领域,具体涉及提钒尾渣造球提钒的方法。本发明所要解决的技术问题是提供能够降低浸出残渣中钒含量的提钒尾渣造球提钒的方法。该方法包括如下步骤：a、将含钒物料与提钒尾渣混匀,干燥得混合料1；b、混合料1与钠盐混合,得混合料2,以氢氧化钠、粘结剂和水制备粘结溶液,将混合料2与粘结溶液混合,制得湿球团；c、将湿球团烘干,焙烧,浸出。采用本发明方法可使浸出后的残渣中的钒含量可降低至0.3％以下。(The invention belongs to the technical field of vanadium metallurgy, and particularly relates to a method for extracting vanadium by pelletizing vanadium extraction tailings. The invention aims to solve the technical problem of providing a method for extracting vanadium by pelletizing vanadium extraction tailings, which can reduce the content of vanadium in leaching residues. The method comprises the following steps: a. mixing the vanadium-containing material and the vanadium extraction tailings uniformly, and drying to obtain a mixture 1; b. mixing the mixture 1 with sodium salt to obtain a mixture 2, preparing a bonding solution by using sodium hydroxide, a bonding agent and water, and mixing the mixture 2 with the bonding solution to obtain wet pellets; c. and drying, roasting and leaching the wet pellets. The method can reduce the vanadium content in the leached residue to below 0.3 percent.)

提钒尾渣造球提钒的方法

技术领域

本发明属于钒的冶金技术领域，具体涉及提钒尾渣造球提钒的方法。

背景技术

转炉钒渣为生产氧化钒的主要原料，从转炉钒渣中提取钒的传统工艺为“钒渣-钠化焙烧-热水浸出提钒”，所得浸出液用于酸性铵盐沉钒，所得浸出尾渣部分返回焙烧系统，部分继续深度提钒。为实现尾渣的深度提钒，国内外生产企业与科研单位研究了尾渣二次钠化焙烧火法工艺与尾渣高酸浸出、尾渣加压氧化酸浸、碱浸等湿法工艺。

专利文献CN109825723A公开了一种利用碱性尾渣深度提钒的方法，该方法将碱性尾渣直接作为原料和含钒物料混合进行焙烧反应-水浸提钒；专利文献CN107586948A公开了一种钒渣深度提钒方法，该方法将钒渣和碳酸钠进行焙烧后先采用水浸，尾渣采用酸浸，所得两种溶液混合后提钒，上述两种方法具有流程长、钒收率低、进入浸出液的杂质含量高、环保压力大等缺陷，仅处于研究阶段。

已工业化的深度提钒方法为“尾渣-干燥-配加其他含钒物料-钠化焙烧或空白焙烧-热水浸出提钒”，该尾渣深度提钒工艺与传统钒渣提钒工艺相比，仍存在两大技术难题，其一，尾渣中的钒仅能从1.0％左右降低至0.6％左右，钒提取率低，尾渣中的余钒含量高；其二，为实现尾渣中钒的高提取率，配加其他含钒物料与尾渣混合、提高焙烧温度和增加钠盐添加剂为有效手段，但当焙烧温度高于780℃时，焙烧设备内易出现低熔点相，致使物料粘结、结块，设备工况恶化，焙烧转化率降低。

为解决钒高提取率与设备工况之间的矛盾，工业中多采用降低焙烧原料中的钒含量、降低焙烧温度、延长焙烧时间，虽可缓解此矛盾，但降低了作业效率且钒提取率仍较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供能够降低浸出残渣中钒含量的提钒尾渣造球提钒的方法。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是提供了提钒尾渣造球提钒的方法，该方法包括如下步骤：

a、将含钒物料与提钒尾渣混匀，干燥得混合料1；

b、混合料1与钠盐混合，得混合料2，以氢氧化钠、粘结剂和水制备粘结溶液，将混合料2与粘结溶液混合，制得湿球团；

c、将湿球团烘干，焙烧，浸出。

其中，上述提钒尾渣造球提钒的方法中，步骤a中，所述含钒物料粒度过120目筛占比在80％以上。

进一步地，所述含钒物料为钒钛磁铁矿、转炉钒渣、钒磷铁矿、钒土或含钒飞灰中的至少一种。

进一步地，所述提钒尾渣为干燥后的钠化焙烧水浸提钒尾渣。

进一步地，所述提钒尾渣中钒的质量含量为0.6～1.5％。

进一步地，所述干燥至混合料1的水分含量≤5.0％。

进一步地，所述含钒物料与提钒尾渣的质量比为0～1.0:1.0。

其中，上述提钒尾渣造球提钒的方法中，步骤b中，所述钠盐为碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸钠或氯化钠中的至少一种。

优选地，所述钠盐为碳酸钠。

进一步地，所述混合料1与钠盐按照元素钠与钒的质量比为0.8～1.5混合。

进一步地，氢氧化钠、粘结剂和水的质量比为0.1:1.0:10.0～20.0。

进一步地，所述粘结剂为腐殖酸、煤焦油、沥青、纸浆废液、糖浆或淀粉中的至少一种。

进一步地，所述湿球团的含水量为15～20％；湿球团的粒度为10～30mm。

其中，上述提钒尾渣造球提钒的方法中，步骤c中，所述湿球团烘干至含水量≤4％。

进一步地，所述焙烧的温度为800～870℃；焙烧的时间为30～60min。

进一步地，所述焙烧后的熟料破碎至粒度过120目筛占比在80％以上。

进一步地，所述焙烧后的熟料和水按液固比为1:1～3:1mL/g浸出。

进一步地，所述浸出的温度为80～95℃；浸出的时间为20～30min。

本发明的有益效果是：

本发明以钒渣钠化焙烧-水浸提钒后的尾渣为原料，进行造球-干燥-高温焙烧以实现余钒的回收，将粉状钒渣制备为球块状钒渣后，焙烧过程形成的主要低熔点相被固定于球团内部，物料粘结现象得到控制，焙烧设备稳定可控，浸出后的残渣中的钒含量可降低至0.3％以下，焙烧时间大幅度减少。

具体实施方式

具体的，本发明提供了提钒尾渣造球提钒的方法，该方法包括如下步骤：

a、将含钒物料与干燥后的钠化焙烧水浸提钒尾渣按质量比0～1.0:1.0混匀，干燥得含水量≤5.0％的混合料1；

b、混合料1与钠盐按照元素钠与钒的质量比为0.8～1.5混合，得混合料2，以氢氧化钠、粘结剂和水按质量比为0.1:1.0:10.0～20.0制备粘结溶液，将混合料2与粘结溶液混合，制得含水量为15～20％，粒度为10～30mm的湿球团；

c、将湿球团烘干至含水量≤4％，在800～870℃焙烧30～60min，焙烧后的熟料和水按液固比为1:1～3:1mL/g在80～95℃浸出20～30min。

本发明步骤a中，将混合料1的含水量控制在5.0％以下，是由于混合料1压球时需配加足够量的粘结溶液，若混合料1的含水量太高，粘结溶液的配加量受限，粘结溶液配加量过高易粘附模具且难以脱模，粘结溶液配加量过低会导致球团抗压强度低，不易成球，此外，混合料1含水量过高，在配加钠盐时易团聚物料。

本发明步骤b中，混合料1与钠盐按照元素钠与钒的质量比为0.8～1.5混合，其中，钠与钒的质量比是指钠盐折算为氧化钠与钒渣中五氧化二钒的质量比。为了保证钒能够有效转化为钒酸钠，本发明将钠与钒的质量比控制在上述范围内。

本发明步骤b中，氢氧化钠、粘结剂和水按照质量比为0.1:1.0:10.0～20.0制备粘结溶液是为了使氢氧化钠与粘结剂在水溶液中充分反应，并且使粘结溶液能够保证一定的粘度，利于造球。

本发明步骤b中，为了利于造球，控制湿球团的含水量为15～20％，含水量过低，成球困难，造球过程中粉化率高；含水量过高，成球困难，且球团的抗压强度低，增加了干燥的难度。

本发明步骤c中，本发明焙烧湿球团可采用物料动态焙烧设备，如多膛炉、回转窑，也可以采用物料静态焙烧设备，如马弗炉、转体炉、烧结机。

本发明方法将提钒尾渣制备成球团，避免了在焙烧过程中添加尾渣或熟料，通过球团焙烧的方式，焙烧过程中反应热基本被球团内部反应消耗，低熔点相固定于球团内部，化学反应充分并且球与球之间的接触面小，极大地降低了粘结概率。

本发明方法将焙烧温度控制在800～870℃有利于破坏尾渣中的含钒物相并加快氧化反应、钠化反应速度，在反应过程中，尾渣中以钒铁尖晶石中低价钒氧化为高价然后与钠盐反应形成水溶性钒酸盐，其他物相中的低价钒、尾渣中被包裹的高价钒物相在高温氧化条件下也可与钠盐反应，焙烧过程钒转化率可达到92％左右，所得熟料经浸出后的残渣中钒含量低于0.3％。

以下结合实施例对本发明作进一步的阐述。

实施例1

取1kg钠化焙烧水浸提钒尾渣，钒含量为0.92％，取钒钛磁铁矿粒度过120目筛占比为81.03％0.2kg，两者均匀混合后干燥至水分含量为4.86％，获得混合料1；混合料1和碳酸钠按照元素钠钒质量比值为1.4混合，获得混合料2；按照氢氧化钠、腐殖酸与水三者质量比为0.1：1.0：18.0进行粘结溶液的配制，按照湿球团含水量15～20％进行粘结溶液与混合料2混合并压制湿球团，控制湿球团粒径为25～30mm，干燥后水分为3.65％；烘干后的干球在870℃焙烧30min，焙烧后的熟料破碎至粒度过120目筛占比为82.02％，控制液固比为(1.0～1.3):1，采用85℃热水搅拌浸出30min。整个焙烧过程中无粘结料形成，出炉熟料球形(含块料)完好，所得熟料浸出残渣中钒含量为0.25％。

实施例2

取1kg钠化焙烧水浸提钒尾渣，钒含量为0.88％，取钒钛磁铁矿粒度过120目筛占比为82.30％0.4kg，两者均匀混合后干燥至水分含量为4.93％，获得混合料1；混合料1和碳酸钠按照元素钠钒质量比值为0.8混合，获得混合料2；按照氢氧化钠、腐殖酸与水三者质量比为0.1：1.0：11.0进行粘结溶液的配制，按照湿球团含水量15～20％进行粘结溶液与混合料2混合并压制湿球团，控制湿球团粒径为10～20mm，干燥后水分为1.05％；烘干后的干球在800℃焙烧60min，焙烧后的熟料破碎至粒度为过120目筛占比为82.36％，控制液固比为(1.0～1.3):1，采用85℃热水搅拌浸出30min。整个焙烧过程中无粘结料形成，出炉熟料球形(含块料)完好，所得熟料浸出残渣中钒含量为0.21％。

实施例3

取1kg钠化焙烧水浸提钒尾渣，钒含量为1.02％，取转炉钒渣粒度过120目筛占比为81.35％0.3kg，两者均匀混合后干燥至水分含量为3.13％，获得混合料1；混合料1和碳酸钠按照元素钠钒质量比值为1.2混合，获得混合料2；按照氢氧化钠、腐殖酸与水三者质量比为0.1：1.0：15.0进行粘结溶液的配制，按照湿球团含水量15～20％进行粘结溶液与混合料2混合并压制湿球团，控制湿球团粒径为10～20mm，干燥后水分为0.52％；烘干后的干球在850℃焙烧50min，焙烧后的熟料破碎至粒度过120目筛占比为81.06％，控制液固比为(1.0～1.3):1，采用85℃热水搅拌浸出30min。整个焙烧过程中无粘结料形成，出炉熟料球形(含块料)完好，所得熟料浸出残渣中钒含量为0.22％。