本發明專利技術涉及一種氫氧化鉀溶液中電化學分解釩渣同步提取釩鉻的方法，所述方法為向含有釩渣、氫氧化鉀及水的混合漿料中，通入氧化性氣體，進行電化學氧化反應，反應后混合料漿經固液分離得到尾渣和含有釩鉻的堿溶液。所述方法成本低，提取效率高，無污染、工藝條件溫和，且能夠實現釩鉻高效共提，釩提取率可達85-99%，鉻提取率可達80-95%。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種電化學分解釩渣同步提取釩鉻的方法，特別涉及。
技術介紹
釩渣是由含釩鐵水在含氧氣體存在條件下吹煉出的一種釩富集物料，鋼鐵工業中由釩鈦磁鐵礦生產的釩渣是提釩的主要原料。釩渣的成份與釩鈦磁鐵礦成份以及生產方法有關，一般來說，釩渣由v205、Si02、Al203、Mg0、Cr2O3> TiO2, CaO等組份組成，各工廠釩渣成份差異也很大，但其物相結構基本相同，均由尖晶石、橄欖石、石英等組成。當前以釩鈦磁鐵礦為原料生產釩產品的企業均采用傳統的釩渣鈉化焙燒工藝從釩渣中提釩，如我國的攀鋼、承鋼，南非海威爾德、新西蘭鋼鐵公司等。鈉化焙燒的工藝基本原理是以Na2C03、NaCl、Na2S04等鈉鹽為添加劑，通過高溫鈉化焙燒(750_850°C )將低價態的非水溶性釩轉化為水溶性五價釩的鈉鹽，再對鈉化焙燒產物直接水浸，得到含釩的浸取液，后加入銨鹽制得多釩酸銨沉淀，經還原焙燒后獲得釩的氧化物產品。鈉化焙燒工藝釩回收率低，單次焙燒釩回收率為70%左右·，經多次焙燒后釩的回收率也僅為80%，且鉻不能提取；焙燒溫度高(750-850°C)，能耗偏高；此外，在焙燒過程中會產生有害的HC1、Cl2等侵蝕性氣體，污染環境。CN101215005A提出了一種釩渣和鈉鹽(碳酸鈉、氯化鈉)或鉀鹽(碳酸鉀、氯化鉀)焙燒的方法，該專利適用于高硅低釩釩渣，焙燒溫度為70(T820°C，多溫段焙燒，通過控制溫度制度及鹽配比，可以防止爐料燒結，使工藝順行，亦降低了焙燒保溫時間，尾渣中V2O5含量可達到O. 5 1%。CN1884597A、CN86108218A、CN102477491A、CN102242274A 等都對鈉化焙燒工藝的添加劑及溫度控制等因素進行了不同改進，基本原理都是通過使用不同配比的添加劑(似20)3、似(1、似2504、似2503等)及不同的溫度制度對釩的提取率、焙燒時間、爐料燒結等指標進行改進和提高，但以上工藝與傳統的鈉化焙燒原理、操作過程、操作溫度基本相同，無法避免焙燒溫度過高等傳統工藝的問題。CN101161831A提出了一種鈣化焙燒釩渣的方法，釩渣與石灰或石灰石混勻后不經過從低溫至高溫的逐步升溫過程，直接進入600°C以上的焙燒爐進行鈣化焙燒，使釩渣中的釩轉變為釩酸鈣；焙燒熟料內，釩經硫酸酸浸進入溶液，進而制備釩氧化物產品。與鈉化焙燒工藝相比，該法無需經過低溫到高溫逐步升溫的過程，而是直接高溫焙燒，使焙燒爐的溫度更容易控制，并且縮短了焙燒時間，設備的產能也有所提高。但鈣化焙燒的焙燒溫度仍然很高(600^950 V )，且釩渣內鉻并未被回收。CN102127655A提出了一種NaOH溶液常壓分解釩渣的方法，反應溫度為18(T260°C ;與焙燒工藝相比，提釩過程溫度大大降低，能耗降低，且提釩效率明顯提高，但是無法實現鉻的提取；CN102127654A提出了一種使用氫氧化鈉熔鹽分解含釩鉻渣的方法，反應溫度50(T60(rC，該工藝可實現釩鉻共提，但熔鹽反應過程溫度較高；CN102127656A提出了一種液相氧化分解釩洛的方法,通過使用氫氧化鈉、硝酸鈉介質,氧化分解釩洛過程得到強化，較氫氧化鈉熔鹽介質反應溫度降低，但引入了硝酸鈉介質，后續分離過程步驟增加；CN102531056A提出一種釩渣加壓浸出清潔生產釩酸鈉鉻酸鈉的方法，反應溫度100-40(TC，壓力O. 1-5. OMPa，該法可實現釩鉻共提，但反應溫度較高，且需加壓操作；CN101812588A提出了一種氫氧化鉀溶液常壓分解釩渣的方法，在18(T260°C反應，溫度大大降低，并可實現釩鉻共提，然而該方法以高溫高濃度KOH溶液為反應介質，對設備材質要求很高；CN102534232A提出一種氫氧化鈉溶液添加含碳物質常壓分解釩渣提取釩鉻的方法，該法可實現釩鉻共提，但鉻提取率依然較低(不足20%)。CN102134640A提出一種電催化氧化浸取轉爐釩渣的方法，將轉爐釩渣與MnS04、H2SO4調成礦漿液進行無隔膜電催化氧化浸取，利用陽極形成的強氧化性的Mn3+實現釩渣中釩的氧化浸出，浸取液通過常規氨沉法提取其中的釩，進而制備五氧化二釩產品。該法避免了傳統浸出方法中存在的高能耗、高污染問題，而且其適用面廣，選擇性好，同時工藝條件溫和，無污染，但該法浸取效率較低。CN102534229A提出一種從轉爐釩渣中選擇性浸出釩的方法，將粉末狀轉爐釩渣與硫酸、磷酸三丁酯及磺化煤油混合配置成礦漿液，將礦漿液置于無隔膜電解浸出槽內，在電場作用下進行浸取反應，但該法采用以銥鉭氧化物涂層的DSA陽極及鈦陰極，成本較高。因此，本領域需要開發一種成本較低，提取效率高，無污染、工藝條件溫和，且能夠實現釩鉻共提的電化學分解釩渣的方法。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供，所述方法成本較低，提取效率高，無污染、工藝條件溫和，且能夠實現釩鉻共提。本專利技術是通過如下技術方案實現的，所述方法為向含有釩渣、氫氧化鉀的漿料中，通入氧化性氣體，進行電化學氧化反應，經固液分離得到尾渣和含有鑰;鉻堿的溶液。本專利技術選用電化學氧化反應，通過電化學直接或間接氧化作用，降低了反應溫度和反應介質堿溶液的濃度，實現了在較低溫度、較低堿濃度條件下釩渣中釩鉻尖晶石的高效氧化分解，實現了釩鉻的高效同步提取。優選地，本專利技術所述電化學氧化反應在電解槽中進行，優選在常壓電解槽中進行，進一步優選所述電化學氧化反應在常壓電解槽中攪拌進行。優選地，所述電解槽陽極電流密度控制在300A/m2以上，例如305A/m2、312A/m2、354A/m2、398A/m2、407A/m2、482A/m2、507A/m2、548A/m2、587A/m2、634A/m2、682A/m2、747A/m2、852A/m2、975A/m2、1032A/m2、1285A/m2 等，優選 500_1000A/m2。優選地，所述電化學氧化的時間≥1h,例如1. 2h、3. 4h、5. 9h、6. 8h、7. 4h、9. 5h、12h等,優選4-8h ；優選地，所述電解槽的電極材質為鐵基材料中的任意I種或至少2種的組合，優選自不銹鋼、純鐵或鑄鐵中的任意 I種或至少2種的組合；電極形態優選為板狀或棒狀。所述電解槽的陽極可以是不銹鋼板、不銹鋼棒、純鐵板、純鐵棒、鑄鐵板或鑄鐵棒中的任意I中；所述電解槽的陰極可以是不銹鋼板、不銹鋼棒、純鐵板、純鐵棒、鑄鐵板或鑄鐵棒中的任意I中。作為優選技術方案，本專利技術所述包括如下步驟( I)制備含有釩渣、氫氧化鉀水溶液的原料漿料；(2)將步驟(I)得到的原料漿料置于電解槽中，通入氧化性氣體，進行電化學氧化反應，制得反應衆料；(3)將步驟(2)得到的反應漿料固液分離，得到富鐵尾渣和含釩、鉻、堿的溶液。在本專利技術中，步驟(I)所述釩渣為經過預處理或未經過預處理的釩渣，所述預處理包括機械活化或焙燒中的任意I種；所述機械活化包括滾筒球磨、行星球磨或攪拌球磨中的任意I種。機械活化是固體原料在機械力作用下產生晶格畸變和局部破壞，形成各種缺陷，導致內能增大，反應活性增強的一種方法，包括破碎、粉末、球磨等，例如滾筒球磨、行星球磨或攪拌球磨等。優選地，步驟(I)所述原料漿料中，氫氧化鉀與釩渣的質量比> 3:1，例如3.本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種氫氧化鉀溶液中電化學分解釩渣同步提取釩鉻的方法，其特征在于，所述方法為向含有釩渣、氫氧化鉀及水的混合漿料中，通入氧化性氣體，進行電化學氧化反應，反應后混合料漿經固液分離得到尾渣和含有釩鉻的堿溶液。
【技術特征摘要】
1.一種氫氧化鉀溶液中電化學分解釩渣同步提取釩鉻的方法，其特征在于，所述方法為向含有釩渣、氫氧化鉀及水的混合漿料中，通入氧化性氣體，進行電化學氧化反應，反應后混合料漿經固液分離得到尾渣和含有釩鉻的堿溶液。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述電化學氧化反應在電解槽中進行，優選在常壓電解槽中進行，進一步優選所述電化學氧化反應在常壓電解槽中攪拌進行； 優選地，所述電解槽陽極電流密度控制在300A/m2以上，優選500-1000A/m2 ； 優選地，所述電化學氧化的時間> Ih，優選4-8h ； 優選地，所述電解槽的陽極材質為鐵基材料中的任意I種或至少2種的組合，優選自不銹鋼、純鐵或鑄鐵中的任意I種或至少2種的組合；電極形態優選為板狀或棒狀。優選地，所述電解槽的陰極材質為金屬材料或碳材料，電極形態優選為棒狀。3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 (O制備含有釩渣、氫氧化鉀水溶液的原料漿料； (2)將步驟(I)得到的原料漿料置于電解槽中，通入氧化性氣體，進行電化學氧化反應，制得反應衆料； (3)將步驟(2)得到的反應漿料固液分離，得到富鐵尾渣和含釩、鉻、的堿溶液。4.如權利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，步驟(I)所述釩渣經過預處理，所述預處理包括機械活化或焙燒中的任意I種；所述機械活化包括滾筒球磨、行星球磨或攪拌球磨中的任意I種； 優選地，步驟(I)所述原料漿料中，氫氧化鉀與釩渣的質量比> 3:1，優選3: f 8:1，進一步優選4:1 6:1 ； 優選地，所述原料漿料中，氫氧化鉀水溶液的質量濃度為50-70%。5.如權利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，步驟(I)所述原料漿料配制完成后，先進行預熱，然后再進行步驟(2)； 優選地，所述預熱的溫度優選為120-200 °C，進一步優選150-200 °C，特別優選150-180°C。6.如權利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述氧化性氣體選自空氣、氧氣、富氧空氣或臭氧氣體中的任意I種或至少2種的組合，優選氧氣或空氣。7.如權利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，步驟...
【專利技術屬性】
技術研發人員：杜浩，王中行，鄭詩禮，王少娜，張懿，
申請(專利權)人：中國科學院過程工程研究所，
類型：發明
國別省市：
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