含钒熟料浸出液的除磷净化方法
专利名称：含钒熟料浸出液中除磷的方法
技术领域：
本发明涉及湿法提钒技术领域，具体涉及一种含钒熟料提钒后浸出液中磷的除方法。
背景技术：
在三氧化二钒和五氧化二钒的生产过程中，钒溶液中除磷是必不可少的，除磷后钒溶液中[P]含量必须小于0.015g/L，或[P]/[V]比值必须小于0.0007，[Si]、[Fe]、[Al]离子浓度必须都在一定的限度内，否则产品质量不合格，钒的析出率会下降。
国内湿法提钒厂家大多采用氯化钙单独对含钒熟料或含钒溶液进行除磷净化，其特点是除磷净化效果好、净化剂用量少、成本低。但存在除磷净化后产生的底流渣中不溶性钒含量高，造成钒损失大等缺点。如国内采用间歇浸出工艺生产三氧化钒的生产方法是将含钒浸出液浓缩后加入氯化钙进行除磷净化，每生产一吨三氧化钒需耗用工业无水氯化钙50kg，产生底流渣约60kg。底流渣成分为(wt,%)∑V 14.60～27.67，其中酸溶钒为3.55～6.84，不溶钒为9.82～22.51，P为0.42～2.75，Ca为10.11～18.58。可见底流渣中的钒主要以不溶钒形式存在。
现有的从底流渣中回收钒的技术存在以下不足：1、采用洗涤法只能回收底流渣中大部分酸溶性钒，而无法回收不溶性钒。
2.在冶炼钒铁过程中加入回收钒作为配料，磷含量超标，导致钒铁产品不合格。
3、钒返回生产线回收与原料混合焙烧，不仅需要干燥、破碎，而且混合不均匀，局部钙含量高，降低了整个焙烧料的钒转化率。
4、酸浸法回收钒不仅钒浸出率低，而且底流渣中的杂质会重新进入溶液，除杂净化处理会造成新的钒损失。
连续浸出法生产五氧化二钒的方法，浸出过程中加入氯化钙进行除磷净化，其消耗量远高于三氧化二钒生产。每生产一吨五氧化二钒需氯化钙155kg，产生的底流渣要180kg以上，不溶性钒含量在15.12%以上。底流渣随浸出渣一起排出，底流渣重量约占浸出渣的2%，造成浸出渣中∑V含量增加近0.3%。可见，五氧化二钒生产排出的残渣∑V含量普遍高于三氧化二钒生产排出的残渣。
要减少含钒溶液除磷净化过程中的钒损失，根本出路是改变除磷净化器的性能和配套的工艺技术，即在生产线上直接投入除磷净化效果更佳、底流渣中不溶钒更少的新型除磷净化器。
发明内容
本发明解决了上述问题，提供了一种用于含钒熟料浸出液或含钒溶液的脱磷效果好、钒损失低的脱磷净化剂及配套的工艺技术。
含钒熟料浸出液的除磷净化方法为：用结晶氯化铝和结晶氯化钙配制除磷净化剂溶液，适量加入含钒熟料浸出液中反应，再加入絮凝剂充分搅拌，静置澄清，得上层净钒液和底流液，对底流进行过滤，使渣液分离，得底流渣，滤液合并入上层净钒液。其特征在于：含钒熟料浸出液或含钒溶液的pH为8.5～11.0。
将结晶氯化铝和结晶氯化钙按重量百分比范围为（1-2）：（3-4）的比例溶解于工业水中，配制成10%-15%的除磷净化剂溶液，根据含钒熟料浸出液或含钒溶液的磷含量确定加入量，加热至80±5℃，搅拌保温10-15分钟，再向每立方米含钒溶液中加入1升浓度为3g/L的絮凝剂，搅拌均匀，使反应生成胶体凝聚，加速沉降。
沉降底流液输入板框压滤机进行过滤，滤液合并上层纯化钒液，底流残渣经洗涤、过滤，回收可溶性钒。
絮凝剂可以采用中性聚丙烯酰胺水溶液。
本发明是将含钒熟料或含钒溶液加热至80±5℃时，根据磷含量加入脱磷净化剂，继续加热搅拌10～15分钟，使磷、铝、铁、钙等离子在碱性条件下充分反应并产生共沉淀，达到钒液脱磷净化的目的。
本发明所用的絮凝剂为非离子聚丙烯酰胺，配制成浓度约3.0g/L的水溶液，每立方米含钒熟料或含钒溶液加入1升，搅拌10～15分钟，静置、絮凝、澄清，实现渣液分离。
本发明脱磷净化钒液产生的底流渣中不溶性钒含量小于2.0％，经洗涤回收可溶性钒，净化后的钒液中磷、铝、铁等离子含量均小于10mg/L，硅含量降低60％以上。
本发明适用于湿法提钒连续浸出和间歇浸出工艺中碱性钒溶液的除磷净化，投入量根据磷含量确定。一般情况下，采用间歇浸出工艺浓缩钒溶液时，每吨消耗V2O5或V2O3产品40～50kg，采用连续浸出工艺时，每吨消耗V2O5或V2O3产品100～130kg。对[P]在1.0g/L以下的含钒溶液进行净化，可得到质量较高的净化钒溶液。
本发明的优点为：1、工艺简单，操作可靠，易于推广应用。
2、利用生产线的除磷净化工艺，直接投资该技术，无需额外工程投资。
3、除磷净化效果好，钒液净化质量高，特别是钒损失低，经济效益显著。
图1为含钒熟料浸出液除磷净化工艺流程图。
1-将含钒熟料浸出液或含钒溶液加入混合槽；2-加入脱磷净化剂；3-加入絮凝剂；4-混合、加热、搅拌、静置；5-上层净化钒液；6-底流液；7-压滤机；8-滤液；9-底流渣；10-脱磷净化后的含钒溶液。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案进一步说明。
将实施例1所用的原料，含[V]35.63g/L、[P]59mg/L、[Fe]28mg/L、[Al]21mg/L、[Si]810mg/L，pH=10的含钒熟料浸出液50m3投入混合罐，同时开启蒸汽加热，待含钒熟料浸出液充足后，开启压缩空气搅拌，定量加入配制好的除磷净化剂溶液0.9m3(约80kg)，继续加热搅拌，使其充分反应。当温度达到80±5℃时，搅拌10分钟，再加入50L浓度为3g/l的聚丙烯酰胺溶液，搅拌10分钟，混匀后输入澄清罐沉降，得纯化钒液：[V]35.51g/L、[P]＜10mg/L、[Fe]＜10mg/L、[Al]＜10mg/L、[Si]281mg/L。压滤后的底流渣含∑V 8.27%、酸溶钒6.38%、不溶钒1.89%、P 2.37%。
将实施例2所用的原料，含[V]27.46g/L、[P]39mg/L、[Fe]23mg/L、[Al]19mg/L、[Si]785mg/L，pH=9.5的含钒熟料浸出液50m3投入混合罐，同时开启蒸汽加热，待含钒熟料浸出液充足后，开启压缩空气搅拌，定量加入配制好的除磷净化剂溶液0.8m3(约71kg)，继续加热搅拌，使其充分反应。当溶液达到80±5℃时，继续搅拌10分钟，再加入50升3g/L聚丙烯酰胺溶液，搅拌10分钟，混匀后输入澄清罐静置沉降，得纯化钒液[V]27.34g/L，[P]<10mg/L，[Fe]<10mg/L，[Al]<10mg/L，[Si]298mg/L。压滤后的底流渣含∑V7.65%，酸溶钒6.03%，不溶钒1.62%，P2.24%。
将实施例3所用的含[V]33.50g/L、[P]61mg/L、[Fe]25mg/L、[Al]18mg/L、[Si]698mg/L的原料和pH=10的含钒熟料浸出液50m3投入混合罐中，同时开启蒸汽加热，待含钒熟料浸出液充足后，开启压缩空气搅拌，定量加入配制好的除磷净化剂溶液0.85m3(约76kg)，继续加热搅拌，使其充分反应。当溶液达到80±5℃时，继续搅拌10分钟，再加入50升3g/L聚丙烯酰胺溶液，搅拌10分钟，混匀后输入澄清罐静置沉降，得纯化钒液[V]33.39g/L，[P]<10mg/L，[Fe]<10mg/L，[Al]<10mg/L，[Si]244mg/L。压滤后的底流渣含∑V8.81%，酸溶钒6.81%，不溶钒1.92%，P3.75%。
索赔
1.一种含钒熟料浸出液中除磷的方法，包括用结晶氯化铝和结晶氯化钙配制除磷净化剂溶液，取适量该溶液加入含钒熟料浸出液中反应，向溶液中加入絮凝剂搅拌，静置澄清，得到上层净化钒液和底流液，然后对底流进行过滤，使渣与液分离，得到底流渣，滤液并入上层净化钒液中，其中：(1)含钒熟料浸出液的pH值为8.5～11.0；(2)结晶氯化铝与结晶氯化钙的比例为(1～2wt％)。 ):(3～4)，用工业水溶解，配成10%～15%的除磷净化剂溶液，根据含钒熟料浸出液中磷含量确定加入量，然后将溶液加热至80±5℃，搅拌保温10～15分钟，再向每立方米含钒溶液中加入1升浓度为3g/L的絮凝剂，搅拌均匀，使其发生反应生成胶体团聚，加速沉降；(3)将沉降底流输入板框压滤机进行过滤，滤液合并至上层净化钒液，底流渣经洗涤过滤，回收可溶性钒。
2.根据权利要求1所述的含钒熟料浸出液除磷的方法，其特征在于所述的絮凝剂为中性聚丙烯酰胺水溶液。
全文摘要
本发明涉及一种含钒熟料浸出液除磷净化方法，将结晶氯化铝加入结晶氯化钙中，按一定比例配成溶液，适量加入含钒熟料浸出液中搅拌均匀，加入絮凝剂混合均匀，静置沉淀，得到上层净化钒液和底流液，对底流液进行过滤，渣液分离，得到底流渣，将滤液并入净化钒液中。该方法的优点是除磷净化产生的底流渣中不溶性钒含量低，有效降低了除磷净化工艺造成的钒损失，经济效益显著。滤渣中的钒易于回收，不改变原有生产工艺，易于推广应用。除磷净化效果显著，可提高钒液的净化程度，为高品位钒的生产提供条件。
文件编号C22B3/
公开日期 2004 年 6 月 23 日 申请日期 2002 年 12 月 9 日 优先权日期 2002 年 12 月 9 日
发明人：彭明富、刘慧干、兰光明、夏庆荣、李干文、李林德、陈子清 申请人：攀枝花钢铁股份有限公司钢铁研究总院