熔融钒渣直接提钒新工艺.pdf

2 0 1 3 年7 期 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y Lb g r i m m ．c n 3 5 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i 辐n ．1 0 0 7 - 7 5 4 5 ．2 0 1 3 ．0 7 ．0 0 9 熔融钒渣直接提钒新工艺 宋文臣，李宏，李昆，郑权 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京1 0 0 0 8 3 摘要现行钒渣焙烧工艺中的钒渣高温物理热被浪费，对“熔融钒渣直接氧化钠化提钒”新工艺的可行性 进行分析，并进行实验室模拟试验。结果表明，新工艺条件下，试验过程中熔融钒渣流动性良好，焙烧后 钒渣水浸率为5 0 ％～8 0 ％，焙烧后钒渣中的钒主要以偏钒酸钠的形式存在。新工艺是合理可行的，具 有工业生产价值。 关键词熔融钒渣；钠化焙烧；新工艺；吹氧；浸出 中图分类号T F 8 4 1 ．3文献标志码A文章编号l 0 0 7 7 5 4 5 { 2 0 1 3 0 7 一0 0 3 5 一0 3 N e wP r o c e s so fV a n a d i u mE x t r a c t i o nf r o mM o l t e nV a n a d i u mS l a g S O N GW e n c h e n ，L IH o n g ，L IK u n ，Z H E N GQ u a n S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fA d v a n c e dM e t a I l u r g y ，U n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yB e 巧i n g ，B e 巧i n g1 0 0 0 8 3 ，C h i n a A b s t r a c t An e wp r o c e s so fe x t r a c t i n gv a n a d i u mf r o mm 0 1 t e nv a n a d i u ms l a gb yd i r e c to x i d a t i o na n ds o d i u m s a l tr o a s t i n gm e t h o dw a si n t r o d u c e d ，w i t ht h ea i mt oa d d r e s sh e a tw a s t eo fv a n a d i u ms l a ge x i s t i n gi nv a n a d i u me x t r a c t i o np r o c e s st h r o u g hv a n a d i u ms l a gr o a s t i n g ．T h ef e a s i b i l i t yo ft h en e wp r o c e s sw a sa n a l y z e d ， a n dt h es i m u l a t i o nt e s tw a sc a r r i e do u ti nl a b o r a t o r y ．T h er e s u l t ss h o wt h a tu n d e rt h en e wp r o c e s sc o n d i t i o n ，m o l t e nv a n a d i u ms l a gc a nb ek e p tw i t hg o o df l u i d i t y ．w a t e rl e a c h i n gr a t eo fv a n a d i u mi s5 0 ％～8 0 ％． V a n a d i u mi nr o a s t e ds l a ge x i s t si nf o r mo fs o d i u mm e t a v a n a d a t e ．T oc o n c l u d e ，t h en e wp r o c e s si sf e a s i b l e a n dc a nm e e ti n d u s t r i a lp r o d u c t i o nr e q u i r e m e n t ． K e yw o r d s m o l t e nv a n a d i u ms l a g ；s o d i u ms a l tr o a s t i n g ；n e wp r o c e s s ；b l o w i n go x y g e n ；1 e a c h i n g 钒是重要的资源[ 1 ] 。工业生产钒的主要原料有 钒钛磁铁矿、石油灰渣、废钒触媒、铝土矿和石煤等， 目前世界上钒的7 5 ％～8 5 ％是从钒钛磁铁矿中提 取的‘2 3 | 。 从钒钛磁铁矿提钒的方法是，把矿石送进高炉 冶炼得到含钒铁水，再通过选择性氧化铁水，使钒氧 化后进入钒渣。钒渣冷却至常温后破碎，再混合碳 酸钠后装入回转窑或多膛炉升温焙烧，使渣中钒生 成水溶性钒酸钠，然后湿法浸出钒，加氨沉淀得到偏 钒酸铵[ 4 ‘5 ] ，再加热分解偏钒酸铵得到V 。0 。。这一 过程中，高温熔融钒渣自然冷却后还要再加热，其物 理热被白白浪费了。 为了利用高温熔融钒渣被浪费的物理热，李 宏n 3 等提出了“熔融钒渣直接氧化生成水溶性钒酸 钠”新方法，对熔融态的钒渣直接进行氧化钠化处 理，然后进行湿法浸出。 1现行钒渣提钒工艺和设想新工艺的 对比 现行钒渣提钒工艺和设想的新工艺 虚线框 嘲 对比情况如图1 所示。 新工艺取消了回转窑或多膛炉焙烧过程，简化 收稿日期2 0 1 3 一0 1 1 6 作者简介宋文臣 1 9 8 6 一 ，男，吉林长春人，博士研究生；通信作者李宏 1 9 5 4 一 ，男，江苏徐州人，教授，博士生导师 万方数据 万方数据 2 0 1 3 年7 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 3 7 3结果与讨论 熔融钒渣吹氧过程中流动性良好。表1 为工艺 参数与熔融吹氧钠化反应后钒渣中钒的浸出率仉。 表1 新工艺条件下的钒浸出率 T a b l e1V a n a d i u ml e a c h i n gr a t eo fn e wp r o c e s s 从表1 可以看出，钒浸出率随着吹氧量增加有 一个上升的趋势，当吹氧量达到3 5L 时达到峰值， 继续增加吹氧量，钒浸出率变化不大。在吹氧量一 定的前提下，钒浸出率随碳酸钠加入量的增加而上 升。原因是钒渣中除了V 。0 。与N a C O 。反应外， S i O 。、A l O 。等酸性氧化物都不可避免地会消耗钠 盐[ 16 | ，所以钠盐加入量少时会影响水溶性钒酸钠的 生成量，但当碳酸钠加入量超过2 5 ％时，钒浸出率 变化已经不明显，说明此时碳酸钠量已能满足钒渣 中绝大多数钒转变为水溶性钒酸钠的要求。图4 为 N o ．9 渣样的X R D 谱，从图4 可看出，熔融吹氧钠 化反应后钒渣中的钒主要以水溶性偏钒酸钠的形式 存在。 1 0 2 03 0 4 05 06 07 0踟9 0 2 叭o 图49 号钒渣熟料的x R D 谱 F i g ．4 X R D p a t t e mo f N o ．9m 嬲t e ds 锄p l e 4结论 “熔融钒渣直接氧化钠化提钒”新工艺是合理且 可行的。熔融钒渣直接氧化钠化处理后，钒主要以 水溶性钒酸钠的形式存在，钒的水浸率最高可以达 到8 0 ％，能够满足工业化生产要求。 参考文献 [ 1 ] Z H A N GY i M i n ，B A 0s h e n x u ，L I uT a o ，e ta 1 ．T h e t e c h n o l o g yo fe x t r a c t i n gv a n a d i u mf r o ms t o n ec o a li n C h i n a h i s t o r y ，c u r r e n ts t a t u sa n df u t u r ep r o s p e c t s [ J ] ． H y d r o m e t a l l u r g y ，2 0 1 1 ，1 0 9 2 1 1 6 1 2 4 ． [ 2 ] 付自碧．钒钛磁铁矿提钒工艺发展历程及趋势[ J ] ．中 国有色冶金，2 0 1 1 ，4 0 6 2 9 3 3 ． [ 3 ] M o s k a l y kRR ，A l f a n t a z iAM ．P r o c e s s i n go fv a n a d i u m ar e v i e w [ J ] ．M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ，2 0 0 3 ，1 6 9 7 9 3 8 0 5 ． [ 4 ] J e n aBc ，D r e s l e rwD ，R e i l l yIG ．E x t r a c t i o no ft i t a n i u m ，v a n a d i u ma n di r o nf r o mt i t a n o m a g n e t i t ed e p o s i t sa t P i p e s t o n eL a k e ，M a n i t o b a ，C a n a d a [ J ] ．M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ，1 9 9 5 ，8 2 1 5 9 1 6 8 ． [ 5 ] G e y r h o f e rW ，V o g l a u e rB ，J o e r g lHP ．C o n t r 0 1o fa R o a s t i n gP r o c e s 毒f o rt h eR e c o v e r yo fV a n a d i u m [ J ] ． I E E EC o n f e r e n c eo nC o n t r o lA p p l i c a t i o n s C C A2 0 0 3 ， I s t a n b u l ，T u r k e y ，2 0 0 3 ． [ 6 ] 李宏，宋文臣，牛四通，等．一种节能减排的钒渣处理方 法中国，Z L 2 0 1 1 1 0 0 4 4 3 8 0 ．5 [ P ] ．2 0 1 2 1 1 2 1 ． [ 7 ] 廖世明，柏谈论．国外钒冶金[ M ] ．北京冶金工业出版 社，1 9 8 5 6 2 ． [ 8 ] 宋文臣，李宏．熔融钒渣直接氧化钠化提钒新工艺研究 [ J ] ．钢铁钒钛，2 0 1 2 ，3 3 6 1 5 ． [ 9 ] V a n v u u r e nc PJ ， s t a n d e rPP ．T h eo 】【i d a t i o no f F e V 2 0 4b yo x y g e ni nas o d i u mc a r b o n a t em i x t u r e [ J ] ． M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ，2 0 0 1 ，1 4 7 8 0 3 8 0 8 ． [ 1 0 ] s h l e w i tH ，A l i b r a h i mM ．E x t r a c t i o no fs u l f u ra n dv a n a d i u mf r o mp e t r o l e u mc o k eb ym e a n so fs a l t - r o a s t i n g t r e a t m e n t [ J ] ．F u e l ，2 0 0 6 ，8 5 5 ／6 8 7 8 8 8 0 ． [ 1 1 ] 杨振声，黄开华，蔡博．钒钛磁铁矿钠化氧化提钒的研 究[ J ] ．钢铁研究总院学报，1 9 8 3 ，3 4 5 2 1 5 2 8 ． [ 1 2 ] s t n d e rPP ． T h e H i g hT e m p e r a t u r e0 x i d a t i o no f F e V 20 4 [ J ] ．T h e r m o c h i m ．A c t a ，1 9 9 0 ，1 5 7 2 3 4 7 3 5 5 ． [ 1 3 ] 邓志敢，魏昶，李兴彬，等．钒钛磁铁矿提钒尾渣浸取钒 [ J ] ．中国有色金属学报，2 0 1 2 ，2 2 6 1 7 7 0 一1 7 7 7 ． 下转第4 1 页 万方数据 2 0 1 3 年7 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 4 1 耗，金浸出率8 3 ％～8 4 ％，铜浸出率仅4 ％～5 ％。 4结论 含铜氧化金矿是世界公认的难处理金矿，采用 常规的浸出方法处理该类矿石，氰化钠耗量大、铜浸 出难以抑制，使得矿石难以开发利用。针对这类矿 石的特征，提出了一种新型的抑铜浸金的新方法进 行处理，在浸出物料细度一o ．0 7 4m m 占9 2 ％、浸出 浓度3 5 ％、石灰用量1 8k g ／t 、M Z Y 用量0 ．5k g ／t 、 氰化钠用量1 ．2k g ／t 的条件下，滚瓶浸出4 8h ，金 浸出率达到8 3 ～8 4 ％，铜浸出率仅4 ～5 ％，取得较 好指标。 参考文献 [ 1 ] 姜涛．提金化学[ M ] ．长沙湖南科学技术出版社， 1 9 9 8 ． [ 2 ] 王力军，刘春谦．难处理金矿石预处理技术综述[ J ] ．黄 金，2 0 0 0 ，2 1 1 3 8 4 5 ． [ 3 ] 刘汉钊．国内外难处理金矿焙烧氧化现状和前景[ J ] ． 国外金属矿选矿，2 0 0 5 7 5 1 0 ． [ 4 ] 朱屯．中温嗜热菌氧化含砷硫金精矿应用近况[ J ] ．黄 金，2 0 0 1 ，2 2 5 2 7 3o ． [ 5 ] 巴格哈尔哈M ．用氯化物／次氯酸盐浸出氧化金矿石 [ J ] ．国外金属矿选矿，2 0 0 8 1 3 5 3 7 ． [ 6 ] 张良，李东亮．非氰化浸金方法综述[ J ] ．有色金属， 2 0 0 2 ，5 4 增刊1 1 7 6 1 7 9 ． [ 7 ] 曹昌琳译．用氨一氰化物混合液从含铜金矿中选择性浸 取金[ J ] ．黄金科技动态，1 9 9 3 5 2 2 2 9 ． [ 8 ] 夏光详，涂桃枝，石伟，等．氨氰法从含铜金矿石中提金 研究与工业实践[ J ] ．黄金，1 9 9 5 ，1 6 7 2 6 2 9 ． [ 9 ] 胡敏，巫銮东，穆国红，等．一种含铜氧化金矿提金的方 法中国，C N l 0 2 6 9 0 9 5 7 A [ P ] ．2 0 1 2 一0 9 2 6 ． 上接第3 7 页 [ 1 4 ] 叶国华，童雄，路璐．含钒钢渣的选矿预处理及其对后 续浸出的影响[ J ] ．中国有色金属学报，2 0 1 0 ，2 0 1 1 2 2 3 3 2 2 3 8 ． [ 1 5 ] 邱会东，杨治立，田仙丽，等．低钒转炉钢渣提钒湿法工 艺的动力学研究[ J ] ．稀有金属材料与工程，2 0 1 1 ，4 0 7 1 1 9 8 1 2 0 1 ． [ 1 6 ] L IX i n r s h e n g ，X I EB i n g ，W A N GG u a n g e n ，e ta 1 ．0 x i d a t i o np r o c e s so fl o 、 卜g r a d ev a n a d i u ms l a gi np r e s e n c e o fN a 2C 0 3 [ J ] ．T r a n s a c t i o n so fN o n f e r r o u sM e t a l sS o c i e t yo fC h i n a ，2 0 1 1 ，2 1 8 1 8 6 0 一1 8 6 7 ． 万方数据