技术领域
[0001] 本
发明属于湿法
冶金技术领域，具体涉及一种酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法。
背景技术
[0002] 转炉钒渣是生产氧化钒的主要原料，有钠化和
钙化两种生产工艺。转炉钒渣经过钙化提钒工艺产生钙化提钒尾渣，尾渣的V2O5含量约为2.1％～3.5％，仍有进一步的提钒价值。钙化提钒尾渣中含有大量的CaSO4，传统钠化再
焙烧-
水浸的提钒方法难以适用，可以采用降低pH的方法再
浸出得到酸性低浓度钒液和提钒尾渣，其中钒液V2O5含量约为1～10g/L，尾渣的V2O5含量可降低至0.8～1.5％。因钒液呈酸性，pH约为1～2，V2O5含量较低，且杂质含量更高，难以直接沉钒制取氧化钒产品。
[0003] 国内外钒生产企业采用低品位含钒原料提钒的也很多，对所得低浓度含钒浸出液通过富集钒的方法进行提钒，大致有离子交换法、萃取法和
蒸发浓缩法等三种，前面两种具有所得五氧化二钒纯度高的优点，但也存在工艺流程长，成本高的缺点，其与石
煤提钒工艺很类似；而蒸发浓缩法是一种制备粗五氧化二钒的方法，优点就是流程短，但缺点也很突出——五氧化二钒产品
质量不合格，蒸发浓缩水量大，成本较高。综合对比这三种提钒工艺，都存在成本高的问题和一定环保
风险，且受制于五氧化二钒市场变化，其产业化前景堪忧。
[0004] CN101412539公开了一种钙盐焙烧钒渣生产氧化钒的方法，钒渣与钙盐添加剂混合氧化焙烧，得到焙烧熟料加水制成浆料，搅拌加入
硫酸溶液溶浸，得到含钒浸出液；CN105833608A公开了一种高浓度钒液富集的方法，使用低浓度钒液代替生产洗水以降低生产成本。CN101260470公开了一种将低浓度含钒酸浸液处理收得富钒渣再次进行焙烧浸出的方法；但是该方法需要额外加入FeSO4·7H2O，先将低浓度钒液中钒以
铁进行沉淀，再经焙烧-浸出-循环浸出得到高浓度钒液，再沉淀得到钒产品，流程较长。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题是酸性低浓度钒液中钒
回收利用难度大、成本偏高。
[0006] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是提供了一种酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0007] A、将酸性低浓度钒液与水混合，并加酸调节pH，得浸出剂；
[0008] B、向步骤A所得浸出剂内加入钙化提钒尾渣，搅拌并反应，得浸出浆料；
[0009] C、将步骤B所得浸出浆料固液分离，得到酸性钒液；
[0010] D、将步骤C所得酸性钒液分为酸性钒液a和b两份，酸性钒液a返回步骤A循环浸出钙化提钒尾渣；
[0011] E、酸性钒液b与钙化提钒回用水共同用于钙化熟料酸浸后固液分离所得残渣的洗涤，洗涤液作为浸取剂进行钙化熟料酸浸，得到钙化提钒尾渣和合格液，合格液经沉钒-
煅烧得到氧化钒。
[0012] 其中，上述酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法，步骤A中，所述酸性低浓度钒液中含有V2O51～10g/L，Mn 5～12g/L，P 0.03～0.40g/L，Fe 0.1～1.5g/L，其pH为0.5～2.2。
[0013] 其中，上述酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法，步骤A中，所述水为钙化提钒回用水或清水。
[0014] 优选的，上述酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法，步骤A中，所述水为钙化提钒回用水。
[0015] 其中，上述酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法，步骤A中，所述酸性低浓度钒液与水的混合体积比为10：90～90：10。
[0016] 优选的，上述酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法，步骤A中，所述酸性低浓度钒液与水的混合体积比为50：50。
[0017] 其中，上述酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法，步骤A中，采用硫酸调节pH至0.5～1.8。
[0018] 优选的，上述酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法，步骤A中，采用硫酸调节pH至0.8～1.1。
[0019] 其中，上述酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法，步骤B中，所述浸出剂与钙化提钒尾渣的液固质量比为0.8～2：1。
[0020] 优选的，上述酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法，步骤B中，所述浸出剂与钙化提钒尾渣的液固质量比为1.5～1.8：1。
[0021] 其中，上述酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法，步骤B中，所述搅拌反应的时间为5～60min。
[0022] 优选的，上述酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法，步骤B中，所述搅拌反应的时间为15min。
[0023] 其中，上述酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法，步骤D中，按体积比为10：90～90：10将酸性钒液分为a和b两份。
[0024] 优选的，上述酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法，步骤D中，按体积比为50：50将酸性钒液分为a和b两份。
[0025] 其中，上述酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法，步骤E中，洗涤时，所述酸性钒液b与钙化提钒回用水的总体积与残渣的质量液固比为2～3：1。
[0026] 本发明的有益效果：
[0027] 本方法方法将采用高酸度浸出生产过程所得提钒尾渣得到酸性低浓度钒液进行循环浸出，同时利用钙化提钒回用水控制循环体系pH，并将酸性钒液分为两部分，一部分用于循环浸取钒渣，另一部分用于钙化熟料洗涤和浸取，从而基本实现了
水循环利用，使整个提钒工艺无
废水产生，减少资源浪费，工艺实施简单，极大降低了生产成本。
附图说明
[0028] 图1为本发明酸性低浓度钒液制取氧化钒工艺流程示意图。
具体实施方式
[0029] 具体的，酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0030] A、将酸性低浓度钒液与水混合，并加酸调节pH，得浸出剂；
[0031] B、向步骤A所得浸出剂内加入钙化提钒尾渣，搅拌并反应，得浸出浆料；
[0032] C、将步骤B所得浸出浆料固液分离，得到酸性钒液；
[0033] D、将步骤C所得酸性钒液分为酸性钒液a和b两份，酸性钒液a返回步骤A循环浸出钙化提钒尾渣；
[0034] E、酸性钒液b和钙化提钒回用水共同用于钙化熟料酸浸后固液分离所得残渣的洗涤，洗涤液作为浸取剂进行钙化熟料酸浸，得到钙化提钒尾渣和合格液，合格液经沉钒-煅烧得到氧化钒。
[0035] 本发明中，酸性低浓度钒液为采用硫酸进一步浸取钙化提钒尾渣所得，其含有V2O51～10g/L，Mn 5～12g/L，P 0.03～0.40g/L，Fe 0.1～1.5g/L，pH为0.5～2.2；相较于钙盐提钒工艺钒液(V2O530～60g/L，pH 2.5～3.5)，其TV浓度和pH都更低，难以用于直接沉淀得到钒产品。
[0036] 本发明步骤A中，所述水为钙化提钒回用水或清水。其中，钙化提钒回用水为本领域技术人员所公知，是指钙化提钒工艺沉钒废水经石灰中和或
电解处理后可循环使用的水，因此优选钙化提钒回用水。
[0037] 本发明方法中，酸性低浓度钒液循环于整个钙化提钒工艺，基于整体钙化提钒工艺考虑，需要调节水平衡，故设定与水进行混合。为避免循环过程中，
水体系pH变化过大，步骤A中，所述酸性低浓度钒液与水的混合体积比为10：90～90：10；优选为50：50。
[0038] 本发明方法步骤A中，采用硫酸调节pH至0.5～1.8，以使提高浸出剂对钙化提钒尾渣的浸出效果；优选的，采用硫酸调节pH至0.8～1.1。
[0039] 本发明方法步骤B中，钙化提钒尾渣来源于钙化熟料酸浸所得残渣，其含有V2O51.5～3.5wt％，为进一步回收利用钙化提钒尾渣中的钒，降低二次提钒尾渣中钒含量，控制浸出剂与钙化提钒尾渣的液固质量比为0.8～2：1；优选为1.5～1.8：1。
[0040] 步骤B中，搅拌在于使得料浆翻动混合，不限制于搅拌转速，且因设备规模不同而需设定不同的搅拌转速，如实验室一般选用300-650r/m，工业应用可选择60-100r/m；浸出时间一般为5～60min，优选为15min。
[0041] 本发明方法步骤B中通过控制浸出剂与钙化提钒尾渣用量比，从而能够得到一定体积的酸性钒液；步骤D中，再按体积比为10：90～90：10将酸性钒液分为a和b两份，避免整个循环体系pH变化过大，造成酸浸工艺参数变化，影响钒浸出率；优选按体积比为50：50将酸性钒液分为a和b两份。
[0042] 本发明方法步骤E中，对熟料的浸出与现有工艺相同，即在熟料浸出时已固定熟料质量，即已确定残渣洗涤所需洗涤水量，在酸性钒液b量确定时，钙化提钒回用水量即已确定。一般来讲，步骤E中，酸性钒液b与钙化提钒回用水的总体积与残渣的质量液固比为2～3：1。
[0043] 本发明方法中，步骤C所得酸性钒液可循环使用，步骤E所得合格液经处理后即能得钙化提钒回用水同样能够循环使用，基本实现了水循环，使整个提钒工艺无废水产生，并实现了对酸性低浓度钒液和钙化提钒尾渣中钒的回收利用，减少资源浪费，工艺实施简单，极大降低了生产成本。
[0044] 下面通过
实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。
[0045] 实施例1
[0046] 将100mL酸性低浓度钒液(P 0.289g/L，V2O52.81g/L，Mn 6.5g/L，Fe 0.52g/L，pH＝1.3)与100mL钙化提钒回用水加入容器中混合，加入H2SO4调节pH为1.0，加入150g钙化提钒尾渣(V2O52.74wt％)，于450r/min搅拌转速下反应15min，固液分离，得二次提钒尾渣和
140mL酸性钒液；
[0047] 取70mL酸性钒液与70mL钙化提钒回用水混合调pH至1.0，作为下一轮次浸出剂进行循环；
[0048] 取剩余70ml酸性钒液与钙化提钒回用水共同洗涤钙化熟料酸浸后固液分离残渣，所得洗涤液用于钙化熟料浸出，得钙化提钒尾渣和合格液，合格液按常规工艺参数进行沉钒、锻烧得到氧化钒产品。
[0049] 所得氧化钒产品符合YB/T 5304-2017行业标准，产生的二次提钒尾渣V2O5含量为0.98wt％。
[0050] 实施例2
[0051] 将100mL酸性低浓度钒液(P 0.244g/L，V2O52.43g/L，Mn 6.7g/L，Fe 0.63g/L，pH＝1.5)与100mL钙化提钒回用水加入容器中混合，加入H2SO4调节pH为1.0，加入100g钙化提钒尾渣(V2O52.98wt％)，于500r/min搅拌转速下反应15min，固液分离，得二次提钒尾渣和
150mL酸性钒液；
[0052] 取75mL酸性钒液与75mL钙化提钒回用水混合调pH至1.0，作为下一轮次浸出剂进行循环；
[0053] 取剩余75mL酸性钒液与钙化提钒回用水共同洗涤钙化熟料酸浸后固液分离残渣，所得洗涤液用于钙化熟料浸出，得钙化提钒尾渣和合格液，合格液按常规工艺参数进行沉钒、锻烧得到氧化钒产品。
[0054] 所得氧化钒产品符合YB/T 5304-2017行业标准，产生的二次提钒尾渣V2O5含量为1.27wt％。
[0055] 实施例3
[0056] 将100mL酸性低浓度钒液(P 0.172g/L，V2O51.43g/L，Mn 7.9g/L，Fe 0.82g/L，pH＝2.0)与100mL钙化提钒回用水加入容器中混合，加入H2SO4调节pH为1.1，加入140g钙化提钒尾渣(V2O52.66wt％)，于500r/min搅拌转速下反应15min，固液分离，得二次提钒尾渣和
142mL酸性钒液；
[0057] 取71mL酸性钒液与71mL钙化提钒回用水混合调pH至1.0，作为下一轮次浸出剂进行循环；
[0058] 取剩余71mL酸性钒液与钙化提钒回用水共同洗涤钙化熟料酸浸后固液分离残渣，所得洗涤液用于钙化熟料浸出，得钙化提钒尾渣和合格液，合格液按常规工艺参数进行沉钒、锻烧得到氧化钒产品。
[0059] 所得氧化钒产品符合YB/T 5304-2017行业标准，产生的二次提钒尾渣V2O5含量为1.13wt％。
[0060] 本发明针对用酸浸取钙化提钒尾渣所得低浓度钒液进行钒的回收利用，低浓度钒液在体系进行了循环，得到钒浸出液经过沉钒工艺，酸性低浓度钒液中钒回收率可达99％，且能够进一步回收利用钙化提钒尾渣中的残钒。
