一种从含钒钢渣中提取五氧化二钒的方法

1.一种从含钒钢渣中提取五氧化二钒的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、含钒钢渣加入硫酸溶液中酸浸；所述硫酸溶液重量百分比浓度为18％～22％；
b、步骤a浸出液加入铁粉反应后调节pH至1.50～2.0；
c、步骤b得到的溶液用浓度为10％～15％的二(2-乙基己基)磷酸萃取，收集上层萃取液；
d、步骤c收集的上层萃取液用浓度为2M～3M的硫酸萃取，收集下层萃取液并调节pH至6.0～6.1，加入氯酸钠于60～70℃氧化；
e、步骤d制得的溶液调节pH至2～2.1，煮沸后过滤、水洗，煅烧即得。
2.根据权利要求1所述的从含钒钢渣中提取五氧化二钒的方法，其特征在于：步骤a酸浸条件为于20℃～30℃搅拌1h～1.5h。
3.根据权利要求1所述的从含钒钢渣中提取五氧化二钒的方法，其特征在于：步骤b铁粉加入量为含钒钢渣总重的1％～2％。
4.根据权利要求1所述的从含钒钢渣中提取五氧化二钒的方法，其特征在于：步骤c二(2-乙基己基)磷酸单次用量为二(2-乙基己基)磷酸∶步骤b得到的溶液＝1∶1.5～2。
5.根据权利要求1所述的从含钒钢渣中提取五氧化二钒的方法，其特征在于：步骤d硫酸单次用量为上层萃取液∶硫酸＝1∶4～8。
6.根据权利要求1所述的从含钒钢渣中提取五氧化二钒的方法，其特征在于：步骤d氯酸钠用量为下层萃取液中钒总重的1.5倍，加氯酸钠后氧化时间为1h。
7.根据权利要求1所述的从含钒钢渣中提取五氧化二钒的方法，其特征在于：含钒钢渣酸浸前预处理方法为：含钒钢渣经1～3级磁选后粒度小于8mm，金属铁重量百分比含量小于1％；再进一步粉磨至过200目筛。

技术领域\n本发明属于含钒钢渣回收提钒技术领域，具体涉及一种从含钒钢渣中提取五氧化二钒的方法。\n背景技术\n含钒钢渣我国的利用率仅50％，与发达国家差距较大。普通钢渣经处理可作为冶金原料、水泥、路基材料等建筑用料和磷肥。含钒钢渣含V2O5为1～2％，如果直接以处理普通钢渣的方式处理，将造成很大的资源浪费，特别是高附加值元素V的流失。现有技术从含钒钢渣中提钒的方法主要为钠盐焙烧-水浸工艺、酸浸碱溶提钒法和溶剂萃取提钒法。第一种方法能耗和钠盐消耗大、污染环境。酸浸碱溶提钒法先利用酸浸含钒钢渣，使其中的钒以VO2+，VO2+的形态浸出，加碱中和，在弱碱性条件下用氧化剂使钒成为5价离子(如VO3-，[H2VO4]一)，并使钒与铁的水合氧化物等杂质共同沉淀，再用碱浸制得粗钒，粗钒经碱溶生成5价钒的钠盐，并除去杂质硅，后用铵盐二次沉钒得偏钒酸铵，经焙烧得到V2O5。溶剂萃取提钒法是用酸浸等手段将含钒钢渣中的钒转变为水溶性或酸溶性的含钒离子团，后用萃取剂萃取，并发生阴离子或阳离子交换，由于其它金属离子大都不能进入到有机相中，从而实现钒与金属杂质离子的分离。经萃取得到的有机溶液再用萃取剂(如NH4Cl，氨水)反萃，使钒从有机相转入水相，然后调整pH值，使钒以多钒酸铵或偏钒酸铵的形态沉淀出来，锻烧沉淀物即得V2O5。但后面两种方法钒的收得率较低，难以实现钒的有效回收，且酸的消耗量大。因此，目前还未出现步骤简便、回收率高、污染小的从含钒钢渣中提钒的方法。\n发明内容\n本发明所要解决的技术问题是提供一种回收率高的从含钒钢渣中提取五氧化二钒的方法。\n本发明解决上述技术问题的技术方案具体包括以下步骤：\na、含钒钢渣加入硫酸溶液中酸浸；\nb、步骤a浸出液加入铁粉反应后调节pH至1.50～2.0；\nc、步骤b得到的溶液用浓度为10％～15％的二(2-乙基己基)磷酸萃取，收集上层萃取液；\nd、步骤c收集的萃取液用浓度为2M～3M的硫酸萃取，收集下层萃取液调节pH至6.0～6.1，加入氯酸钠于60～70℃氧化；\ne、步骤d制得的溶液调节pH至2～2.1，煮沸后过滤、水洗，煅烧即得。\n进一步的，所述含钒钢渣酸浸前需预处理：含钒钢渣先经1～3级磁选后粒度达到8mm以下，金属铁含量小于1％(重量百分比)；再进一步粉磨至过200目筛。\n步骤a所述硫酸溶液重量百分比浓度为18％～22％，优选为20％，硫酸溶液用量为含钒钢渣重量的4.5～6倍；硫酸溶液具体为采用浓度大于96％的分析纯硫酸配制而成，或采用硫酸法钛白的废硫酸配制而成。\n步骤a将预处理后的含钒钢渣缓慢加入到硫酸溶液中，加完后充分搅拌1h～1.5h，通过板框压滤机过滤得到浸出液。\n步骤b铁粉加入量为含钒钢渣总重的1％～2％；调节pH的试剂为NaOH。\n步骤c萃取剂单次用量为萃取剂∶浸出液＝1∶1.5～2。\n步骤d萃取剂单次用量为浸出液∶萃取剂＝1∶4～8；氯酸钠用量为萃取液中钒总重的1.5倍，加氯酸钠后氧化时间为1h。\n步骤e调节pH的试剂为重量浓度25％的氨水和/或固体NaOH。\n本发明方法含钒钢渣采用硫酸直接酸浸而不需要焙烧，使钒转变为水溶性或酸溶性的钒离子，用萃取剂萃取，实现钒与金属杂质的分离。萃取液再用反萃剂反萃，使钒从有机相转入水相，调整pH值使钒沉淀后煅烧沉淀物即得含V2O5大于65％的钒产品。\n本发明方法将酸浸碱溶提钒法和溶剂萃取提钒法结合起来，不仅可以回收含钒转炉钢渣中的V2O5产品，提高钒资源的回收率，还通过以废治废的综合治理方法，降低硫酸法钛白的废酸处理成本，减少新酸的消耗，具有显著的环保效益。\n具体实施方式\n以下结合实施例对本发明作进一步的阐述。实施例仅用于说明本发明，而不是以任何方式来限制本发明。\n实施例1\n1、含钒转炉钢渣的预处理：含钒转炉钢渣经过3级磁选后，获得5mm以下、金属铁(MFe)含量为0.5％～1％(重量百分比)的钢渣粉，然后进一步粉磨至过200目筛。\n2.酸浸：将预处理后的含钒转炉钢渣300kg缓慢加入到浓度为20％的硫酸中，以不发生飞溅为准，液固重量比为5∶1，充分搅拌1h后，通过板框压滤机过滤出浸出液。\n3.含钒浸出液的净化：用3kg铁粉还原浸出液1h，再用NaOH调节溶液的pH至1.5。\n4.萃取：步骤3收得的溶液加入浓度15％的二(2-乙基己基)磷酸萃取剂进行3级萃取，每次萃取剂用量为萃取剂∶浸出液＝1∶1.5，收集、合并上层萃取液。\n5.反萃取：步骤4收得的溶液用浓度为2M的硫酸进行3级萃取，每次萃取剂用量为萃取剂∶浸出液＝4∶1，收集、合并下层萃取液，并用NaOH调节pH至6.0～6.1。\n6.钒溶液纯化、沉钒、煅烧：在步骤5制得的溶液中加入溶液中钒总重量150％的氯酸钠氧化，于60℃以上氧化1h。然后加入浓度为25％的氨水及NaOH调节溶液pH至2，加热煮沸1h后完成沉钒，过滤并用清水洗涤沉淀4次，沉淀物锻烧后即得品位为75％的五氧化二钒，可直接用于冶炼钒铁。\n实施例2\n1.含钒转炉钢渣的预处理：含钒转炉钢渣经过3级磁选后，获得5mm以下、金属铁(MFe)含量小于1％的钢渣粉，再进一步粉磨至过200目筛。\n2.酸浸：将预处理后的含钒转炉钢渣2.2kg，缓慢加入到钛白废酸溶液中(硫酸浓度为20％)，以不发生飞溅为准，液固比为6∶1，充分搅拌1.5h后，通过板框压滤机过滤出浸出液。\n3.含钒浸出液的净化：用44g铁粉还原浸出液1h，再用NaOH调节溶液的pH至1.5。\n4.萃取：步骤3收得的溶液用浓度为15％的二(2-乙基己基)磷酸萃取剂进行3级萃取，每次萃取剂用量为萃取剂∶浸出液＝1∶1.7，收集、合并上层萃取液。\n5.反萃取：步骤4收得的溶液用浓度为2M的硫酸进行3级萃取，每次萃取剂用量为萃取剂∶浸出液＝4∶1，收集、合并下层萃取液，并用NaOH调节pH至6.0～6.1。\n6.钒溶液纯化、沉钒、煅烧：在步骤5制得的溶液中加入溶液中钒总重量150％的氯酸钠氧化，于65℃以上氧化1h。然后加入浓度为25％的氨水及NaOH调节溶液pH至2.1，加热煮沸1h后完成沉钒，过滤并用清水洗涤沉淀3次，得到沉淀物多钒酸铵11.35g，V2O5含量＞65％。多钒酸铵经煅烧脱氨后，得到含量为75％的V2O5，可直接用于冶炼钒铁。含钒转炉钢渣钒的总回收率为35％。\n本发明方法在常温下即可进行操作，动力和能源消耗不大，并且大大的提高了钒资源的回收率。此外还可利用钛白粉生产过程中产生的废酸浸取含钒钢渣，可降低钛白废酸的处理成本，减少环境的污染。