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CN106673061A - TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法 - Google Patents

TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法 Download PDF

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CN106673061A CN201710159419.5A CN201710159419A CN106673061A CN 106673061 A CN106673061 A CN 106673061A CN 201710159419 A CN201710159419 A CN 201710159419A CN 106673061 A CN106673061 A CN 106673061A
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Abstract

本发明属于化工和冶金领域,具体涉及一种TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法。针对现有除钒尾渣提取氧化钒多采用酸浸或钠化焙烧后提取,存在提取流程长、收率低、成本高等问题,本发明提供一种TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法,包括以下步骤:a、取TiCl4除钒尾渣,用有机物浸出,得到含钒浸出液;b、将步骤a所得含钒浸出液抽真空,蒸发得到有机溶剂和含钒固体;c、将步骤b所得含钒固体置于500~800℃下氧化焙烧,得到五氧化二钒。本发明提取氧化钒的方法操作简单,流程短,收率高,钒收率达到90%以上,提取的氧化钒纯度在98%以上,能达到国标的纯度要求;同时,本发明的浸出液可循环使用,进一步节约生产成本,便于推广实施。

Description

TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法
技术领域
本发明属于化工和冶金领域,具体涉及一种TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法。
背景技术
钒作为重要的战略元素,在冶金和化工领域均有广泛的用途,是重要的合金添加剂。钒主要赋存于钒钛磁铁矿中,现有流程生产的钛铁矿中往往含有少量的钒,并经氯化工序后以VOCl3的形式进入到粗TiCl4。生产海绵钛或氯化法钛白均需要除去粗TiCl4中的钒,获得的除钒渣可作为一种提取氧化钒的原料。
粗TiCl4中含有0.2~0.8%的钒,通常以VOCl3的形式存在,由于其对生产海绵钛或钛白均有不利的影响,因此必须进行除钒处理。工业上,粗TiCl4除钒广泛采用化学法,以铜丝、铝粉、H2S、有机物为除钒试剂将钒还原成低价(+3价或+4价)并形成沉淀,从而实现钒的去除。该除钒渣中V2O5含量高达15~30%,可作为提取V2O5的原料。
王学文等报道了以粗TiCl4铜丝除钒的泥浆为原料,采用泥浆氧化、碱洗脱氯、酸浸、酸浸尾渣配碳酸钠焙烧、水浸、铵盐沉钒、煅烧,获得纯度为98.61%的V2O5
孙莹等报道了粗TiCl4铜丝除钒残渣采用碱洗、酸浸、沉钒、煅烧获得V2O5产品。
刘邦煜等报道了粗TiCl4铜丝除钒残渣采用碱洗、酸浸、水解沉钒、煅烧,获得达到99级要求的V2O5产品。
柳云龙等报道了粗TiCl4经铝粉除钒的泥浆采用熟石灰中和、水洗、氧化焙烧、碳酸钠溶液浸出、铵盐沉钒、脱水得纯度>90%的V2O5
CN104017993A用TiCl4铝粉除钒尾渣与碳酸钠混合后进行钠化焙烧、水浸、除铝得到净化液,向净化液加入铵盐沉钒得到偏钒酸铵,再经煅烧得到纯度>99.9%的V2O5
上述提取氧化钒的方法多采用酸浸、水浸或碳酸钠(无机物浸出),制得的产品纯度高,但工艺流程长,生产成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题为:现有除钒尾渣提取氧化钒多采用酸浸或钠化焙烧后提取,存在提取流程长、收率低、成本高等问题。
本发明解决技术问题的技术方案为:提供一种TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法。该方法包括以下步骤:
a、取TiCl4除钒尾渣,用有机物浸提,得到含钒浸出液;
b、将步骤a所得含钒浸出液抽真空,蒸发分离有机溶剂和含钒固体;
c、将步骤b所得含钒固体置于500~800℃下氧化焙烧,得到五氧化二钒。
其中,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤a中所述的除钒尾渣为含钛物料经熔盐氯化或沸腾氯化得到的粗TiCl4除钒后所得的残渣。
其中,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤a中所述的除钒尾渣组成为:按重量百分比计,V2O5:15~25%,Ti:5~20%,Cl:3~20%,Si:0.02~0.08%,Cr:<0.01,Fe:0.1~0.8%,Al:0.1~35.6%,其他:<0.01%。
其中,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤a中所述的有机物为甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、叔丁基甲基醚,乙酸乙酯中的至少一种。
优选的,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤a中所述的有机物为乙醇、异丙醇、叔丁基甲基醚或乙酸乙酯中的至少一种。
更优选的,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤a中所述的有机物为乙醇、异丙醇、叔丁基甲基醚或乙酸乙酯中的任意一种。
其中,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤a中所述的浸出的液固比为1~8:1,浸出温度为20~150℃,浸出时间为1~5h。
其中,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤a中所述有机物浸出后,先进行过滤,用有机物清洗滤饼3~5次,合并滤液和洗涤液,得到含钒浸出液。
其中,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤a中所述的含钒浸出液中各杂质含量均<0.01g/L,所述的杂质为Si、Ca、Cr、Mg、Al、Ni、Co、Cu、K、Na或Fe中的一种或几种。
其中,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤b中所述的抽真空的真空度为0.3~0.01MPa。
其中,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤b中所述的蒸发温度为20~150℃,蒸发时间为0.5~3h。
其中,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤b中所述的有机溶剂返回步骤a循环使用。
其中,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤c中所述的氧化焙烧是指含钒固体在通入空气的条件下焙烧,焙烧时间为1~3h。
本发明的有益效果为:与现有技术相比,本发明提取氧化钒的方法操作简单,流程短,收率高,钒收率达到90%以上,提取的氧化钒纯度在98%以上,能达到国标的纯度要求;同时,本发明的浸出液可循环使用,进一步节约生产成本,便于推广实施。
具体实施方式
本发明提供一种TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法,包括以下步骤:
a、取TiCl4除钒尾渣,用有机物浸提,得到含钒浸出液;
b、将步骤a所得含钒浸出液抽真空,蒸发分离有机溶剂和含钒固体;
c、将步骤b所得含钒固体置于500~800℃下氧化焙烧,得到五氧化二钒。
其中,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤a中所述的除钒尾渣为含钛物料经熔盐氯化或沸腾氯化得到的粗TiCl4除钒后所得的残渣。本发明方法可用于铝粉除钒获得的尾渣,也可用于有机物除钒后的尾渣,不同工艺得到的提钒尾渣,其尾渣组成有细微差异,如铝粉除钒尾渣中Al含量高,有机物除钒尾渣中钒含量高,但不影响本发明的有机物浸出,都可以采用本发明的方法提取氧化钒。
其中,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤a中所述的有机物为甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、叔丁基甲基醚,乙酸乙酯中的至少一种。为了使钒溶解性好、浸出率高,并且无毒、无易燃易爆的风险,所述的有机物优选为乙醇、异丙醇、叔丁基甲基醚或乙酸乙酯中的至少一种。进一步的,为了将在浸出后将有机物回收,循环使用,节约生产成本,所述有机物最好只采用某一种,优选为乙醇、异丙醇、叔丁基甲基醚或乙酸乙酯中的任意一种。
为了浸出效果更好,钒收率更高,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤a中所述的浸出的液固比为1~8:1,浸出温度为20~150℃,浸出时间为1~5h。为了使钒收率更高,浸出完成后,可将浸出物过滤,用有机物清洗滤饼3~5次后,将滤液与洗涤液合并,得到含钒浸出液。为了使提取的氧化钒纯度能达到国标要求,步骤a中浸出后的含钒浸出液要求杂质含量低,各杂质含量均要求低于0.01g/L,所述的杂质为Si、Ca、Cr、Mg、Al、Ni、Co、Cu、K、Na或Fe中的一种或几种。
其中,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤b中所述的抽真空的真空度为0.3~0.01MPa。
其中,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤b中所述的蒸发温度为20~150℃,蒸发时间为0.5~3h。
其中,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤b中所述的有机溶剂返回步骤a循环使用。
其中,上述TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法中,步骤c中所述的氧化焙烧是指含钒固体在通入空气的条件下焙烧,焙烧时间为1~3h。
下面通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的解释说明,但不表示将本发明的保护范围限制在实施例所述范围内。
实施例所用的TiCl4除钒尾渣成分如下:按重量百分比计,V2O5:15~25%,Ti:5~20%,Cl:3~20%,Si:0.02~0.08%,Cr:<0.01,Fe:0.1~0.8%,Al:0.1~35.6%,其他:<0.01%。
实施例所用其余产品为普通市售产品。
实施例1 用本发明方法从TiCl4除钒尾渣中提取氧化钒
取20克TiCl4精制尾渣,加入25克乙醚,在回流烧瓶中于35℃加热3h,过滤,滤饼用5克乙醚洗涤三次,将洗液与滤液合并得到浸出液和尾渣。将浸出液于室温下减压蒸馏得到乙醚和蓝色固体,将固体转入马弗炉中,于550℃焙烧5h得到V2O5产品。钒收率92.8%,其V2O5含量为98.1%,其他杂质满足国标要求。
实施例2 用本发明方法从TiCl4除钒尾渣中提取氧化钒
取20克TiCl4精制尾渣,加入40克甲醇,在回流烧瓶中于55℃加热2h,过滤,滤饼用5克甲醇洗涤三次,将洗液与滤液合并得到浸出液和尾渣。将浸出液于室温下减压蒸馏得到甲醇和蓝色固体,将固体转入马弗炉中,于650℃焙烧3h得到V2O5产品。钒收率91.6%,其V2O5含量为98.3%,其他杂质满足国标要求。
实施例3 用本发明方法从TiCl4除钒尾渣中提取氧化钒
取20克TiCl4精制尾渣,加入65克乙酸乙酯,在回流烧瓶中于60℃加热4h,过滤,滤饼用10克乙酸乙酯洗涤三次,将洗液与滤液合并得到浸出液和尾渣。将浸出液于室温下减压蒸馏得到乙酸乙酯和蓝色固体,将固体转入马弗炉中,于750℃焙烧2h得到V2O5产品。钒收率91.8%,其V2O5含量为98.2%,其他杂质满足国标要求。
实施例4 用本发明方法从TiCl4除钒尾渣中提取氧化钒
取2kg TiCl4精制尾渣,加入4.5kg乙醇,于75℃加热5h,过滤,滤饼用1kg乙醇洗涤三次,将洗液与滤液合并得到浸出液和尾渣。将浸出液于室温下减压蒸馏得到乙醇和蓝色固体,将固体转入马弗炉中,于800℃焙烧1h得到V2O5产品。钒收率90.6%,其V2O5含量为98.6%,其他杂质满足国标要求。
由实施例可知,本发明提供的除钒尾渣中提取氧化钒的方法操作简便,流程短,钒收率达到90%以上,提取的氧化钒纯度也在98%以上,能满足国标的需要。本发明的提取方法简单经济,节约了生产成本,便于推广实施。

Claims (10)

1.TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、取TiCl4除钒尾渣,用有机物浸提,得到含钒浸出液;
b、将步骤a所得含钒浸出液抽真空,蒸发分离有机溶剂和含钒固体;
c、将步骤b所得含钒固体置于500~800℃下氧化焙烧,得到五氧化二钒。
2.根据权利要求1所述的TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法,其特征在于:步骤a中所述的除钒尾渣为含钛物料经熔盐氯化或沸腾氯化得到的粗TiCl4除钒后所得的残渣。
3.根据权利要求1或2所述的TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法,其特征在于:步骤a中所述的除钒尾渣组成为:按重量百分比计,V2O5:15~25%,Ti:5~20%,Cl:3~20%,Si:0.02~0.08%,Cr:<0.01,Fe:0.1~0.8%,Al:0.1~35.6%,其他:<0.01%。
4.根据权利要求1~3任一项所述的TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法,其特征在于:步骤a中所述的有机物为甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、叔丁基甲基醚,乙酸乙酯中的至少一种。
5.根据权利要求1~4任一项所述的TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法,其特征在于:,步骤a中所述的有机物为乙醇、异丙醇、叔丁基甲基醚或乙酸乙酯中的至少一种。
6.根据权利要求1~5任一项所述的TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法,其特征在于:步骤a中所述的浸出的液固比为1~8:1,浸出温度为20~150℃,浸出时间为1~5h。
7.根据权利要求1~6任一项所述的TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法,其特征在于:步骤a中所述有机物浸出后,先进行过滤,用有机物清洗滤饼3~5次,合并滤液和洗涤液,得到含钒浸出液。
8.根据权利要求1~7任一项所述的TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法,其特征在于:步骤b中所述的蒸发温度为20~150℃,蒸发时间为0.5~3h。
9.根据权利要求1~8任一项所述的TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法,其特征在于:步骤b中所述的有机溶剂返回步骤a循环使用。
10.根据权利要求1~9任一项所述的TiCl4除钒尾渣提取氧化钒的方法,其特征在于:步骤c中所述的氧化焙烧是指含钒固体在通入空气的条件下焙烧,焙烧时间为1~3h。
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