本發(fā)明屬于化工和冶金領(lǐng)域，具體涉及一種TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法。
背景技術(shù)：
釩作為重要的戰(zhàn)略元素，在冶金和化工領(lǐng)域均有廣泛的用途，是重要的合金添加劑。釩主要賦存于釩鈦磁鐵礦中，現(xiàn)有流程生產(chǎn)的鈦鐵礦中往往含有少量的釩，并經(jīng)氯化工序后以VOCl3的形式進(jìn)入到粗TiCl4。生產(chǎn)海綿鈦或氯化法鈦白均需要除去粗TiCl4中的釩，獲得的除釩渣可作為一種提取氧化釩的原料。
粗TiCl4中含有0.2～0.8％的釩，通常以VOCl3的形式存在，由于其對(duì)生產(chǎn)海綿鈦或鈦白均有不利的影響，因此必須進(jìn)行除釩處理。工業(yè)上，粗TiCl4除釩廣泛采用化學(xué)法，以銅絲、鋁粉、H2S、有機(jī)物為除釩試劑將釩還原成低價(jià)(+3價(jià)或+4價(jià))并形成沉淀，從而實(shí)現(xiàn)釩的去除。該除釩渣中V2O5含量高達(dá)15～30％，可作為提取V2O5的原料。
王學(xué)文等報(bào)道了以粗TiCl4銅絲除釩的泥漿為原料，采用泥漿氧化、堿洗脫氯、酸浸、酸浸尾渣配碳酸鈉焙燒、水浸、銨鹽沉釩、煅燒，獲得純度為98.61％的V2O5。
孫瑩等報(bào)道了粗TiCl4銅絲除釩殘?jiān)捎脡A洗、酸浸、沉釩、煅燒獲得V2O5產(chǎn)品。
劉邦煜等報(bào)道了粗TiCl4銅絲除釩殘?jiān)捎脡A洗、酸浸、水解沉釩、煅燒，獲得達(dá)到99級(jí)要求的V2O5產(chǎn)品。
柳云龍等報(bào)道了粗TiCl4經(jīng)鋁粉除釩的泥漿采用熟石灰中和、水洗、氧化焙燒、碳酸鈉溶液浸出、銨鹽沉釩、脫水得純度＞90％的V2O5。
CN104017993A用TiCl4鋁粉除釩尾渣與碳酸鈉混合后進(jìn)行鈉化焙燒、水浸、除鋁得到凈化液，向凈化液加入銨鹽沉釩得到偏釩酸銨，再經(jīng)煅燒得到純度>99.9％的V2O5。
上述提取氧化釩的方法多采用酸浸、水浸或碳酸鈉(無機(jī)物浸出)，制得的產(chǎn)品純度高,但工藝流程長,生產(chǎn)成本高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為：現(xiàn)有除釩尾渣提取氧化釩多采用酸浸或鈉化焙燒后提取，存在提取流程長、收率低、成本高等問題。
本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為：提供一種TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法。該方法包括以下步驟：
a、取TiCl4除釩尾渣，用有機(jī)物浸提，得到含釩浸出液；
b、將步驟a所得含釩浸出液抽真空，蒸發(fā)分離有機(jī)溶劑和含釩固體；
c、將步驟b所得含釩固體置于500～800℃下氧化焙燒，得到五氧化二釩。
其中，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟a中所述的除釩尾渣為含鈦物料經(jīng)熔鹽氯化或沸騰氯化得到的粗TiCl4除釩后所得的殘?jiān)?/p>
其中，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟a中所述的除釩尾渣組成為：按重量百分比計(jì)，V2O5：15～25％，Ti：5～20％，Cl：3～20％，Si：0.02～0.08％，Cr：＜0.01，F(xiàn)e：0.1～0.8％，Al：0.1～35.6％，其他：＜0.01％。
其中，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟a中所述的有機(jī)物為甲醇、乙醇、異丙醇、乙醚、叔丁基甲基醚，乙酸乙酯中的至少一種。
優(yōu)選的，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟a中所述的有機(jī)物為乙醇、異丙醇、叔丁基甲基醚或乙酸乙酯中的至少一種。
更優(yōu)選的，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟a中所述的有機(jī)物為乙醇、異丙醇、叔丁基甲基醚或乙酸乙酯中的任意一種。
其中，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟a中所述的浸出的液固比為1～8:1，浸出溫度為20～150℃，浸出時(shí)間為1～5h。
其中，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟a中所述有機(jī)物浸出后，先進(jìn)行過濾，用有機(jī)物清洗濾餅3～5次，合并濾液和洗滌液，得到含釩浸出液。
其中，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟a中所述的含釩浸出液中各雜質(zhì)含量均＜0.01g/L，所述的雜質(zhì)為Si、Ca、Cr、Mg、Al、Ni、Co、Cu、K、Na或Fe中的一種或幾種。
其中，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟b中所述的抽真空的真空度為0.3～0.01MPa。
其中，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟b中所述的蒸發(fā)溫度為20～150℃，蒸發(fā)時(shí)間為0.5～3h。
其中，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟b中所述的有機(jī)溶劑返回步驟a循環(huán)使用。
其中，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟c中所述的氧化焙燒是指含釩固體在通入空氣的條件下焙燒，焙燒時(shí)間為1～3h。
本發(fā)明的有益效果為：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提取氧化釩的方法操作簡單，流程短，收率高，釩收率達(dá)到90％以上，提取的氧化釩純度在98％以上，能達(dá)到國標(biāo)的純度要求；同時(shí)，本發(fā)明的浸出液可循環(huán)使用，進(jìn)一步節(jié)約生產(chǎn)成本，便于推廣實(shí)施。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法，包括以下步驟：
a、取TiCl4除釩尾渣，用有機(jī)物浸提，得到含釩浸出液；
b、將步驟a所得含釩浸出液抽真空，蒸發(fā)分離有機(jī)溶劑和含釩固體；
c、將步驟b所得含釩固體置于500～800℃下氧化焙燒，得到五氧化二釩。
其中，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟a中所述的除釩尾渣為含鈦物料經(jīng)熔鹽氯化或沸騰氯化得到的粗TiCl4除釩后所得的殘?jiān)?。本發(fā)明方法可用于鋁粉除釩獲得的尾渣，也可用于有機(jī)物除釩后的尾渣，不同工藝得到的提釩尾渣，其尾渣組成有細(xì)微差異，如鋁粉除釩尾渣中Al含量高，有機(jī)物除釩尾渣中釩含量高，但不影響本發(fā)明的有機(jī)物浸出，都可以采用本發(fā)明的方法提取氧化釩。
其中，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟a中所述的有機(jī)物為甲醇、乙醇、異丙醇、乙醚、叔丁基甲基醚，乙酸乙酯中的至少一種。為了使釩溶解性好、浸出率高，并且無毒、無易燃易爆的風(fēng)險(xiǎn)，所述的有機(jī)物優(yōu)選為乙醇、異丙醇、叔丁基甲基醚或乙酸乙酯中的至少一種。進(jìn)一步的，為了將在浸出后將有機(jī)物回收，循環(huán)使用，節(jié)約生產(chǎn)成本，所述有機(jī)物最好只采用某一種，優(yōu)選為乙醇、異丙醇、叔丁基甲基醚或乙酸乙酯中的任意一種。
為了浸出效果更好，釩收率更高，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟a中所述的浸出的液固比為1～8:1，浸出溫度為20～150℃，浸出時(shí)間為1～5h。為了使釩收率更高，浸出完成后，可將浸出物過濾，用有機(jī)物清洗濾餅3～5次后，將濾液與洗滌液合并，得到含釩浸出液。為了使提取的氧化釩純度能達(dá)到國標(biāo)要求，步驟a中浸出后的含釩浸出液要求雜質(zhì)含量低，各雜質(zhì)含量均要求低于0.01g/L，所述的雜質(zhì)為Si、Ca、Cr、Mg、Al、Ni、Co、Cu、K、Na或Fe中的一種或幾種。
其中，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟b中所述的抽真空的真空度為0.3～0.01MPa。
其中，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟b中所述的蒸發(fā)溫度為20～150℃，蒸發(fā)時(shí)間為0.5～3h。
其中，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟b中所述的有機(jī)溶劑返回步驟a循環(huán)使用。
其中，上述TiCl4除釩尾渣提取氧化釩的方法中，步驟c中所述的氧化焙燒是指含釩固體在通入空氣的條件下焙燒，焙燒時(shí)間為1～3h。
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步的解釋說明，但不表示將本發(fā)明的保護(hù)范圍限制在實(shí)施例所述范圍內(nèi)。
實(shí)施例所用的TiCl4除釩尾渣成分如下：按重量百分比計(jì)，V2O5：15～25％，Ti：5～20％，Cl：3～20％，Si：0.02～0.08％，Cr：＜0.01，F(xiàn)e：0.1～0.8％，Al：0.1～35.6％，其他：＜0.01％。
實(shí)施例所用其余產(chǎn)品為普通市售產(chǎn)品。
實(shí)施例1 用本發(fā)明方法從TiCl4除釩尾渣中提取氧化釩
取20克TiCl4精制尾渣，加入25克乙醚，在回流燒瓶中于35℃加熱3h，過濾，濾餅用5克乙醚洗滌三次，將洗液與濾液合并得到浸出液和尾渣。將浸出液于室溫下減壓蒸餾得到乙醚和藍(lán)色固體，將固體轉(zhuǎn)入馬弗爐中，于550℃焙燒5h得到V2O5產(chǎn)品。釩收率92.8％，其V2O5含量為98.1％，其他雜質(zhì)滿足國標(biāo)要求。
實(shí)施例2 用本發(fā)明方法從TiCl4除釩尾渣中提取氧化釩
取20克TiCl4精制尾渣，加入40克甲醇，在回流燒瓶中于55℃加熱2h，過濾，濾餅用5克甲醇洗滌三次，將洗液與濾液合并得到浸出液和尾渣。將浸出液于室溫下減壓蒸餾得到甲醇和藍(lán)色固體，將固體轉(zhuǎn)入馬弗爐中，于650℃焙燒3h得到V2O5產(chǎn)品。釩收率91.6％，其V2O5含量為98.3％，其他雜質(zhì)滿足國標(biāo)要求。
實(shí)施例3 用本發(fā)明方法從TiCl4除釩尾渣中提取氧化釩
取20克TiCl4精制尾渣，加入65克乙酸乙酯，在回流燒瓶中于60℃加熱4h，過濾，濾餅用10克乙酸乙酯洗滌三次，將洗液與濾液合并得到浸出液和尾渣。將浸出液于室溫下減壓蒸餾得到乙酸乙酯和藍(lán)色固體，將固體轉(zhuǎn)入馬弗爐中，于750℃焙燒2h得到V2O5產(chǎn)品。釩收率91.8％，其V2O5含量為98.2％，其他雜質(zhì)滿足國標(biāo)要求。
實(shí)施例4 用本發(fā)明方法從TiCl4除釩尾渣中提取氧化釩
取2kg TiCl4精制尾渣，加入4.5kg乙醇，于75℃加熱5h，過濾，濾餅用1kg乙醇洗滌三次，將洗液與濾液合并得到浸出液和尾渣。將浸出液于室溫下減壓蒸餾得到乙醇和藍(lán)色固體，將固體轉(zhuǎn)入馬弗爐中，于800℃焙燒1h得到V2O5產(chǎn)品。釩收率90.6％，其V2O5含量為98.6％，其他雜質(zhì)滿足國標(biāo)要求。
由實(shí)施例可知，本發(fā)明提供的除釩尾渣中提取氧化釩的方法操作簡便，流程短，釩收率達(dá)到90％以上，提取的氧化釩純度也在98％以上，能滿足國標(biāo)的需要。本發(fā)明的提取方法簡單經(jīng)濟(jì)，節(jié)約了生產(chǎn)成本，便于推廣實(shí)施。