專利名稱：一種利用沉釩廢水制取低磷釩液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，具體涉及一種利用沉釩廢水制取低磷釩液的方法。
背景技術(shù)：
以釩渣為原料生產(chǎn)V2O5的工藝流程中，其浸出工序一般采用酸浸、堿浸、水浸三種 方式得到含釩浸出液，一般浸出采用的是自來水或工業(yè)用水，該工序都會產(chǎn)生大量工業(yè)廢 水尤其是沉釩廢水，沉釩廢水主要含有銨根離子、鈉離子、釩鉻離子等，由于處理困難，給釩 生產(chǎn)企業(yè)帶來很大的環(huán)保壓力。目前對沉釩廢水的處理方法主要有兩種一是將廢水中有 害元素(比如釩鉻離子)處理達(dá)標(biāo)后排放，方法多種多樣，比如還原中和法，離子交換法，萃 取法等等；另一種是處理后回用，在前一種方法的基礎(chǔ)上，增加蒸發(fā)濃縮的手段，得到的冷 凝水可以返回浸出工序使用。兩相比較，后者更符合國家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，但是不管哪 種方法，都由于沉釩廢水的處理困難、工藝復(fù)雜，使得投資大，成本高，使得一般企業(yè)難以承 受。本領(lǐng)域中，含釩熟料主要是指釩鈦磁鐵礦的煉鐵提釩工藝中釩渣焙燒后的熟料， 也可以是以五價釩為主的其他含釩原料，可以用于生產(chǎn)釩浸出液。但是含釩熟料中含有大 量的磷酸根離子，而磷含量的高低是衡量浸出處理得到的釩液是否合格的重要指標(biāo)，所以 通常是將得到的釩浸出液采用加氯化鈣除磷的方式制取低磷釩液，此過程操作繁雜，耗時 較長并且加入量不好掌控，因此目前出現(xiàn)了在熟料浸出過程中加除磷劑除磷的工藝。公開 號為CN1017M757A的中國專利申請中公開了通過含釩熟料浸出釩液過程中或粗釩產(chǎn)品溶 解過程中向釩液體系中加入凈化劑進(jìn)行除磷除硅，包含步驟a、將含釩熟料的浸出溫度或 者粗釩產(chǎn)品的溶解溫度設(shè)置為在60°C至沸騰之間任一溫度；b、用酸或者堿調(diào)節(jié)步驟a所對 應(yīng)的釩液體系至堿性，加入凈化劑進(jìn)行除硅、除磷，其凈化劑為鋁鹽、鐵鹽或鎂鹽中的至少 一種；C、步驟b之后進(jìn)行冷卻、過濾、得低硅低磷釩液。該方法在浸出釩液過程中沒有合理 利用沉釩廢水做浸出劑，所以并不能解決沉釩廢水污染環(huán)境、處理困難的問題，以及除磷過 程中不能充分利用原料中可用元素特別是沉釩廢水中銨根離子以達(dá)到節(jié)省原料的目的，并 且除磷過程除磷劑消耗量大，且只適用于堿性釩液體系，存在一定局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，拓寬沉釩廢水的處理途 徑，提供一種充分利用沉釩廢水作浸出劑制取低磷釩液的方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種利用沉釩廢水制取低磷釩 液的方法。該方法包括以下步驟a、將沉釩廢水加熱，調(diào)節(jié)廢水pH值；b、將含釩熟料加入到沉釩廢水中，攪拌并升溫至70 100°C，再調(diào)節(jié)體系pH值；C、往步驟b調(diào)節(jié)pH值后的體系中加入含鎂化合物，其所含鎂離子與銨根離子和磷 酸根離子反應(yīng)形成絡(luò)合沉淀物；隨后加入除磷劑反應(yīng)除磷；3
d、將步驟c除磷后的體系過濾，濾液即為低磷釩液。其中，上述方法a步驟中所述沉釩廢水的鈉離子濃度不超過50g/L。其中，上述方法a步驟將沉釩廢水加熱至40 60°C ；調(diào)節(jié)廢水pH值為3 5或 6 8。其中，上述方法b步驟中含釩熟料的加入量為每2 3立方米沉釩廢水添加含釩 熟料1噸。其中，當(dāng)a步驟中pH值為3 5時，步驟b調(diào)節(jié)體系pH值為2. 8 3. 2，當(dāng)a步驟 中PH值為6 8時，步驟b調(diào)節(jié)體系pH值為9. 5 11. 5。其中，上述方法步驟b中調(diào)節(jié)體系pH值后反應(yīng)30 40min。其中，上述方法c步驟中所述的含鎂化合物為碳酸鎂、硫酸鎂、氯化鎂、硝酸鎂或 氧化鎂中的至少一種。其中，上述方法c步驟中所述的除磷劑為鈣鹽、鋁鹽或鐵鹽中的至少一種。其中，上述方法c步驟中所述含鎂化合物的加入量為Mg2+ PO43" = 4 6 1， 所述比例為摩爾比。其中，上述方法c步驟中在含鎂化合物加入體系充分反應(yīng)后再加入除磷劑。本發(fā)明方法是將沉釩廢水作為含釩熟料的浸出劑，利用其沉釩廢水所含的銨根離 子和含釩熟料所含的磷酸根離子與鎂離子形成絡(luò)合沉淀物，即可去除大部分的磷，再加入 鈣鹽、鋁鹽或鐵鹽中的至少一種少量以深度除磷，得到低磷釩液。本發(fā)明方法具體可按以下方式實(shí)施先將鈉離子濃度不超過50g/L沉釩廢水加熱 至40 60°C后，調(diào)節(jié)廢水pH值為3 5或6 8。將含釩熟料加入到沉釩廢水中，加入量 為每2 3立方米沉釩廢水添加含釩熟料1噸，攪拌并升溫至70 10(TC后再調(diào)解pH值 反應(yīng)30 40min，當(dāng)a步驟中pH值為3 5時，調(diào)節(jié)體系pH值為2. 8 3. 2，當(dāng)a步驟中 PH值為6 8時，調(diào)節(jié)體系pH值為9. 5 11. 5。往調(diào)節(jié)pH值后充分反應(yīng)的體系中加入含 鎂化合物，該含鎂化合物為碳酸鎂、硫酸鎂、氯化鎂、硝酸鎂或氧化鎂中的至少一種，加入量 % =Mg2+ P0/_ = 4 6 1，所述比例為摩爾比；此時鎂離子與銨根離子和磷酸根離子充 分反應(yīng)形成絡(luò)合沉淀物；隨后加入除磷劑反應(yīng)除磷；所訴除磷劑為鈣鹽、鋁鹽或鐵鹽中的 至少一種。將除磷后的體系過濾，濾液即為低磷釩液。本發(fā)明方法的有益效果在于創(chuàng)造性地利用沉釩廢水對含釩熟料釩進(jìn)行浸出處 理，利用其沉釩廢水所含的銨根離子和含釩熟料所含的磷酸根離子與鎂離子形成絡(luò)合沉淀 物后，再加入少量常用除磷劑即可獲得合格的低磷釩液，簡化了浸出和除磷的工序，減少除 磷劑的用量，不僅能夠在浸出工序得到含磷指標(biāo)合格的釩液，還能實(shí)現(xiàn)沉釩廢水的再利用， 解決了沉釩廢水處理難、成本高的問題，拓寬了沉釩廢水的處理途徑，并且有效處理和充分 利用了沉釩廢水中含有的有害成分銨根離子，既節(jié)約了原料，又同時處理了多種污染源，能 產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，具有很好的應(yīng)用前景。


圖1為一種利用沉釩廢水制取低磷釩液的工藝流程框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種利用沉釩廢水制取低磷釩液的方法，低磷釩液是指磷濃度小于 0. 015g/L的釩液，將沉釩廢水作為含釩熟料的浸出劑，利用廢水中有銨根離子存在，與加入 的少量鎂離子和溶液中雜質(zhì)磷酸根離子結(jié)合形成難溶磷酸銨鎂絡(luò)合物，富集于殘?jiān)卸?去，反應(yīng)方程式為Mg2++NH4++P043>6H20 — Mg2+NH4+P0廣· 6H20 J,以上反應(yīng)可去除大部分的磷，再加入鈣鹽、鋁鹽或鐵鹽中的至少一種深度除磷，得 到低磷釩液。具體包括如下步驟1、先選取初步處理過的沉釩廢水，備用，沉釩廢水中含有硫酸根離子、鈉離子、銨 根離子、釩鉻離子等，但鈉離子濃度不超過50g/L，否則，釩浸出速度將會變慢，浸出率降低， 對后續(xù)工序帶來系列影響。2、將沉釩廢水倒入反應(yīng)罐，加熱升溫至40 60°C，溫度低了含釩熟料加入后浸出 緩慢，增加浸出時間，但溫度高了后期溫度將難以控制，原因在于加入熟料后調(diào)節(jié)PH值時 反應(yīng)本身會放出熱量導(dǎo)致溫度升高，所以預(yù)熱時要求低于反應(yīng)溫度，以避免后期溫度超過浸出最尚溫。調(diào)節(jié)廢水pH值，廢水酸浸熟料時pH調(diào)至3 5，廢水堿浸熟料時pH調(diào)至6 8 ； 廢水酸浸熟料是指在酸性條件下用廢水作為含釩熟料的浸出劑提取釩的浸出工藝，廢水堿 浸熟料是指在堿性條件下用廢水作為含釩熟料的浸出劑提取釩的浸出工藝。3、含釩熟料的加入量按沉釩廢水(m3)含釩熟料(t) = 2 3 1加入反應(yīng)罐中， 這里所述的含釩熟料主要是指煉鐵提釩工藝中釩渣焙燒后的熟料，也可以是以五價釩為主 的其他含釩原料。沉釩廢水量多有利于釩的充分浸出，但是不利于沉釩廢水本身的處理，兩 者需要比較合適的比例。開動攪拌器，升溫至70 100°C攪拌反應(yīng)30 40min，反應(yīng)這段時間后浸出熟料 中的一半以上釩浸出，帶出的磷含量也正好一半以上，有利于加鎂化合物形成絡(luò)合沉淀除 雜。反應(yīng)過程中調(diào)節(jié)PH值，沉釩廢水酸浸熟料時pH值保持在2. 8 3.2(酸浸結(jié)束后，pH 值會迅速上升到4 5，不影響絡(luò)合沉淀物的形成，pH值大于3有利于磷酸銨鎂絡(luò)合物的生 成)；沉釩廢水堿浸熟料時PH值保持在9. 5 11. 5。4、往反應(yīng)罐中加入含鎂化合物充分反應(yīng)，完成反應(yīng)時間在15min以上，最好是 15 20min，低于15min會使反應(yīng)不完全，反應(yīng)生成絡(luò)合沉淀物，該含鎂化合物是指碳酸鎂、 硫酸鎂、氯化鎂、硝酸鎂或氧化鎂中的至少一種；含鎂化合物的加入量為n(Mg2+) η(PO43-) =4 6 1。繼續(xù)加入除磷劑反應(yīng)得混合物，除磷劑的加入量稍大于此時溶液中磷的理論反應(yīng) 量；該除磷劑是指鈣鹽、鋁鹽或鐵鹽中的至少一種，鈣鹽主要是指氯化鈣、碳酸鈣或硫酸鈣， 鋁鹽主要是指硫酸鋁或氯化鋁，鐵鹽主要是指硫酸鐵或氯化鐵。5、將混合物趁熱真空抽濾得濾渣和濾液；趁熱抽濾的目的是為了避免冷卻后濾渣 和溶液的PH值發(fā)生改變，導(dǎo)致不利的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生，而抽濾后濾液的pH值基本保持不變， 性能比較平穩(wěn)。6、為了提高釩的回收率，將濾渣重復(fù)用清水抽濾洗滌至洗水無色，洗水為洗滌濾渣后的液體，合并濾液和洗水并靜止3 5小時后再抽濾，制得低磷釩液。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí) 施例范圍之中。表1添加鈉鹽焙燒的含釩熟料成份(重量百分比)
權(quán)利要求
1.一種利用沉釩廢水制取低磷釩液的方法，其特征在于包括如下步驟a、將沉釩廢水加熱，調(diào)節(jié)廢水pH值；b、將含釩熟料加入到沉釩廢水中，攪拌并升溫至70 100°C，再調(diào)節(jié)體系pH值；C、往步驟b調(diào)節(jié)pH值后的體系中加入含鎂化合物，其所含鎂離子與銨根離子和磷酸根 離子反應(yīng)形成絡(luò)合沉淀物；隨后加入除磷劑反應(yīng)除磷；d、將步驟c除磷后的體系過濾，濾液即為低磷釩液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用沉釩廢水制取低磷釩液的方法，其特征在于a步驟 中所述沉釩廢水的鈉離子濃度不超過50g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用沉釩廢水制取低磷釩液的方法，其特征在于a步驟 將沉釩廢水加熱至40 60°C ；調(diào)節(jié)廢水pH值為3 5或6 8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用沉釩廢水制取低磷釩液的方法，其特征在于b步驟 中含釩熟料的加入量為每2 3立方米沉釩廢水添加含釩熟料1噸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用沉釩廢水制取低磷釩液的方法，其特征在于當(dāng)a 步驟中pH值為3 5時，步驟b調(diào)節(jié)體系pH值為2. 8 3. 2，當(dāng)a步驟中pH值為6 8 時，步驟b調(diào)節(jié)體系pH值為9. 5 11.5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用沉釩廢水制取低磷釩液的方法，其特征在于步驟b 中調(diào)節(jié)體系PH值后反應(yīng)30 40min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用沉釩廢水制取低磷釩液的方法，其特征在于c步驟 中所述的含鎂化合物為碳酸鎂、硫酸鎂、氯化鎂、硝酸鎂或氧化鎂中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用沉釩廢水制取低磷釩液的方法，其特征在于c步驟 中所述的除磷劑為鈣鹽、鋁鹽或鐵鹽中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用沉釩廢水制取低磷釩液的方法，其特征在于c步驟 中所述含鎂化合物的加入量為Mg2+ P0/_ = 4 6 1，所述比例為摩爾比。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用沉釩廢水制取低磷釩液的方法，其特征在于C步 驟中在含鎂化合物加入體系充分反應(yīng)后再加入除磷劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用沉釩廢水制取低磷釩液的方法，屬于冶金領(lǐng)域。本發(fā)明是要解決沉釩廢水處理難、成本高的問題，拓寬沉釩廢水的處理途徑，制取合格的低磷釩液。將沉釩廢水作為含釩熟料的浸出劑，利用其所含銨根離子和磷酸根離子與鎂離子形成絡(luò)合沉淀物，去除大部分的磷，再加入鈣鹽，鋁鹽或鐵鹽深度除磷，經(jīng)過濾得到低磷釩液。本發(fā)明提供了一種制取低磷釩液的新方法，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)沉釩廢水的再利用，還能在浸出工序得到含磷指標(biāo)合格的釩液，簡化浸出和除磷的工序，減輕釩生產(chǎn)企業(yè)的廢水排放壓力，節(jié)約原料。
文檔編號C22B34/22GK102051486SQ20101054182
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者伍珍秀, 劉豐強(qiáng), 孫朝暉, 彭毅, 李龍, 鮮勇 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司, 攀鋼集團(tuán)研究院有限公司, 攀鋼集團(tuán)鋼鐵釩鈦股份有限公司