CN104129838A

CN104129838A - 浸出钒液中钒泥的沉降方法

Info

Publication number: CN104129838A
Application number: CN201410343656.3A
Authority: CN
Inventors: 张国杰; 马瑞峰; 豆长宏; 徐雪峰; 王震宇; 王少伟
Original assignee: Hebei Iron and Steel Group Co Ltd Chengde Branch
Current assignee: Hebei Iron and Steel Group Co Ltd Chengde Branch
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2034-07-18
Also published as: CN104129838B

Abstract

本发明公开了一种浸出钒液中钒泥的沉降方法，该方法工艺为：所述浸出钒液中加入铝盐进行净化；净化后钒液中加入高分子絮凝剂溶液，混匀后静置，然后固液分离，即可得到澄清钒液和钒泥。本方法在浸出钒液中加入铝盐净化后，加入高分子絮凝剂溶液，使钒泥得以快速沉降；因此本发明有效地提升了钒泥的沉降速度，缩短了沉钒时间，进而有效地提升了钒液的净化效率，使整个生产工序衔接更加顺畅，使得沉钒工序沉钒时间由250分钟左右缩短至100分钟左右，提高了生产效率。本方法有效地降低了钒液中硅、磷杂质含量，降低了上清液含钒的浓度，有效地降低了净化剂硫酸铝单耗，降低了系统钒损，提高了钒泥分离效率；并减少了浑浊钒液倒运量，降低了能耗。

Description

浸出钒液中钒泥的沉降方法

技术领域

本发明涉及一种钒液净化方法，尤其是一种浸出钒液中钒泥的沉降方法。

背景技术

钒渣提钒一般经过原料准备、焙烧、浸出、钒液净化、沉钒、APV煅烧及铸片的过程，上述过程中钒液净化效果直接影响后道工序沉钒、煅烧过程，对半成品钒酸铵以及后续其它钒产品的质量起着决定性作用，因此钒液净化方法的选择尤为重要。

钒渣焙烧熟料经过浓密浸出，硅、磷等可溶性杂质随着钒酸钠的溶解而进入到浸出钒液中。在碱性条件下，浸出钒液中部分杂质离子发生水解反应生成胶体悬浮物，形成具有双电子层结构的粒子团分散在溶液中，这些粒子团很难聚集沉降，悬浮于浸出钒液中形成一种高杂质悬浊液。

目前，现有技术主要采用铝系絮凝剂絮凝杂质元素及悬浮在浸出钒液中的细小离子团以达到净化钒液的目的。此方法虽能有效去除钒液中的硅、磷等杂质，但絮凝物多、絮凝后液体中固含物分级明显，浑浊液中的固含物能够沉降，而分级出的部分悬浊液不能沉降而残留在钒液中，这些絮凝物直径小、比重轻，经叶滤机或板框滤机过滤时极易穿滤；一方面，板框滤泥不能成型，夹带大量钒液，增大钒损；另一方面，含有大量絮凝物的净化后钒液在钒液储罐内继续沉降，部分絮凝物进入沉钒母液，随着硫酸加入而返溶，使沉钒时间延长且钒酸铵质量差。大部分絮凝物在钒液储罐内缓慢沉降，产生大量不合格钒液，此部分钒液仍需返回除杂净化工序进行重复处理。钒液浑浊严重时导致沉钒工序没有合格钒液使用，大量钒液在沉钒和除杂工序进行循环处理，导致整个生产系统无法正常生产最终停车。

综上，现有的铝系絮凝剂无法使含硅、磷杂质的小颗粒絮凝物沉降，钒泥沉降速度缓慢，难以得到澄清钒液。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种沉降速度快、效果好的浸出钒液中钒泥的沉降方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：所述浸出钒液中加入铝盐进行净化；净化后钒液中加入高分子絮凝剂溶液，混匀后静置，然后固液分离，即可得到澄清钒液和钒泥。

本发明所述铝盐加入量为1.50～8.00kg/m³（即1m³浸出钒液中加入1.50～8.00kg的铝盐）。所述铝盐为硫酸铝、氯化铝、聚合硫酸铝和聚合氯化铝中的一种或几种。

本发明所述高分子絮凝剂采用质量百分比浓度0.50‰～5.00‰的溶液形式加入；钒液与高分子絮凝剂溶液的体积比为1.00:0.20～1.00:0.70。所述高分子絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺和聚丙环氧氯丙烷—二甲铵中的一种或几种。

本发明所述钒液中钒的浓度范围为20.00～50.00g/L。所述钒液中硅含量为30.00～80.00mg/L，磷含量为0.50～5.00mg/L。

钒渣提钒过程中，钒渣须经加入碳酸钠附加剂进行氧化钠化焙烧，将钒渣中的钒尖晶石氧化为五氧化二钒，其与碳酸钠分解后生成的氧化钠结合成钒酸钠盐存在于焙烧后的物料中；焙烧后物料用温水将钒酸钠盐浸取到水溶液中，同时生成了大量的硅酸钠及磷酸铝胶体；这些胶体悬浮、游离于钒溶液中极难沉降。本发明在钒液中加入高分子絮凝剂（聚丙烯酰胺（PAM）），利用其强化絮凝沉淀的原理来吸附钒液中的悬浮离子，使高分子链互缠交联，形成架桥，从而使絮凝结构增大变粗，最后形成足以克服浮力阻力的沉淀物，加速悬浮物的沉降速度。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明在浸出钒液中加入铝盐净化后，加入高分子絮凝剂溶液，使钒泥得以快速沉降，然后进行钒泥与钒液的分离。因此本发明有效地提升了钒泥的沉降速度，缩短了沉钒时间，进而有效地提升了钒液的净化效率，使整个生产工序衔接更加顺畅，使得沉钒工序沉钒时间由250分钟左右缩短至100分钟左右，提高了生产效率。

2、本发明有效地降低了钒液中硅、磷杂质含量，降低了上清液含钒的浓度，硅杂质浓度由850.00～1200.00mg/L降到30.00～80.00mg/L、磷杂质浓度由 70.00～200.00mg/L降到0.50～5.00mg/L，为钒渣提钒全系统的顺利生产创造了必要条件。

3、因钒液中杂质含量的减少，本发明有效地降低了净化剂硫酸铝单耗，降低了系统钒损，提高了钒泥分离效率；并减少了浑浊钒液倒运量，降低了能耗。

4、本发明为沉钒系统提供了更优质的钒液，上清液含钒浓度由0.20g/L左右降低到0.12g/L以下，从而有效地保证了后续工艺的顺利进行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

实施例1：图1所示，本浸出钒液中钒泥的沉降方法的工艺步骤如下所述。

将含钒浓度为26.50g/L、杂质硅含量35.14mg/L、杂质磷含量0.95g/L的200.00m³浸出钒液导入净化反应釜内，在浸出钒液中加入300.00kg聚合氯化铝，进行净化操作。净化过程结束后，将净化后钒液与阳离子聚丙烯酰胺溶液一同打入钒液沉降池内进行沉降；阳离子聚丙烯酰胺浓度为3.00‰（质量）、用量为40.00m³。在沉降池内，钒泥迅速下沉，钒液澄清后的杂质硅含量为75.00mg/L、磷含量为4.00mg/L；待钒泥与钒液分离后，将上层清液溢流打入沉钒工序沉钒，底层泥浆经钒泥分离设备进行固液分离。沉钒工序中的沉钒时间为95分钟，沉钒上层清液浓度0.12g/L，将所得钒酸铵进行煅烧，得到粉剂五氧化二钒，成分为：V₂O₅ 98.71wt%，Si 0.049wt%，Fe 0.051wt%，P 0.008wt%，K₂O+Na₂O 0.47wt%，C 0.031wt%，S 0.075wt%，符合国标YB/T 5304-2011《五氧化二钒》的要求。

实施例2：本浸出钒液中钒泥的沉降方法的工艺步骤如下所述。

在含钒浓度为37.35g/L、杂质硅含量78.30mg/L、杂质磷含量2.80g/L的200.00m³钒液中加入500.00kg硫酸铝，净化结束后向净化后的溶液中加入浓度为0.50‰（质量）的两性聚丙烯酰胺80.00m³，钒泥下沉迅速，钒液澄清，钒液中杂质硅含量105.00mg/L、磷含量11.00mg/L。使用此澄清钒液沉钒，沉钒时间为110分钟，沉钒上层清液浓度0.11g/L，将所得钒酸铵进行煅烧，得到粉剂五氧化二钒，成分为：V₂O₅ 99.01%，Si 0.069%，Fe 0.057%，P 0.011%，K₂O+Na₂O 0.58%，C 0.049%，S 0.066%，符合标准YB/T5304－2011的要求。

实施例3：本浸出钒液中钒泥的沉降方法的工艺步骤如下所述。

在含钒浓度为40.26g/L、杂质硅含量49.45mg/L、杂质磷含量3.40g/L的200.00m³钒液中加入800.00kg氯化铝和800.00kg聚合硫酸铝，净化结束后向净化后的溶液中加入浓度为5.00‰（质量）的阴离子聚丙烯酰胺60.00m³，钒泥下沉迅速，钒液澄清，钒液中杂质硅含量98.00mg/L、磷含量9.00mg/L。使用此澄清钒液沉钒，沉钒上层清液浓度0.095g/L，沉钒时间为102分钟，将所得钒酸铵进行煅烧，得到粉剂五氧化二钒，成分为：V₂O₅ 98.98%，Si 0.053%，Fe 0.068%，P 0.007%，K₂O+Na₂O 0.64%，C 0.038%，S 0.086%，符合标准YB/T5304－2011的要求。

实施例4：本浸出钒液中钒泥的沉降方法的工艺步骤如下所述。

在含钒浓度为48.40g/L、杂质硅含量50.80mg/L、杂质磷含量0.95g/L的200.00m³钒液中加入800.00kg聚合硫酸铝，净化结束后向净化后中加入浓度为1.00‰的阴离子聚丙烯酰胺70.00m³和1.00‰（质量）的聚丙环氧氯丙烷—二甲铵70.00m³，钒泥下沉迅速，钒液澄清，钒液中杂质硅含量67.00mg/L、磷含量5.00mg/L。使用此澄清钒液沉钒，沉钒上层清液浓度0.10g/L，沉钒时间为98分钟，将所得钒酸铵进行煅烧，得到粉剂五氧化二钒，成分为：V₂O₅ 98.98%，Si 0.053%，Fe 0.068%，P 0.007%，K₂O+Na₂O 0.64%，C 0.038%，S 0.086%，符合标准YB/T5304－2011的要求。

Claims

1.一种浸出钒液中钒泥的沉降方法，其特征在于，该方法工艺为：所述浸出钒液中加入铝盐进行净化；净化后钒液中加入高分子絮凝剂溶液，混匀沉淀后静置，然后采用过滤设备进行固液分离，即可得到澄清钒液和钒泥。

2.根据权利要求1所述的浸出钒液中钒泥的沉降方法，其特征在于：所述铝盐加入量为1.50～8.00kg/m³。

3.根据权利要求1或2所述的浸出钒液中钒泥的沉降方法，其特征在于：所述铝盐为硫酸铝、氯化铝、聚合硫酸铝和聚合氯化铝中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的浸出钒液中钒泥的沉降方法，其特征在于：所述高分子絮凝剂采用质量浓度为0.50‰～5.00‰的溶液形式加入；钒液与高分子絮凝剂溶液的体积比为1.00:0.20～1.00:0.70。

5.根据权利要求1或5所述的浸出钒液中钒泥的沉降方法，其特征在于：所述高分子絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺和聚丙环氧氯丙烷—二甲铵中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的浸出钒液中钒泥的沉降方法，其特征在于：所述钒液中钒的浓度范围为20.00～50.00g/L。

7.根据权利要求1或6所述的浸出钒液中钒泥的沉降方法，其特征在于：所述钒液中硅含量为30.00～80.00mg/L，磷含量为0.50～5.00mg/L。