钒渣的浸取及浸取设备

一、浸取

根据钒渣来源及性质的不同，浸取的溶剂可以是中性、酸性或碱性。

（一）焙烧熟料的中性浸取

经过高温下氧化钠化焙烧的熟料，钒已经转化为五价钒的钠盐，易溶于水。因此，大部分的钒均可溶解。由于熟料中残留少量的碱，故溶液呈碱性，pH值约为7.5～9。一些可溶性离子如Fe^2＋、Fe^3＋、Cr^3＋、Mn^2＋、Al^3＋等均将水解而形成沉淀。上述各离子的水解pH值如下：

（二）焙烧熟料的酸性浸取

当酸度增加时，将使低价钒酸盐如Ca（VO₃）₂、Mn（VO₃）₂、Fe（VO₃）₂、Fe（VO₃）₃部分溶解。为此残渣在第2段浸取时将采用酸性浸取，以提高钒的浸取率。

四价钒用硫酸浸取时，可生成稳定的VOSO₄：

VO₂＋H₂SO₄＝VOSO₄＋H₂O

提高酸度虽使钒浸取率提高，但浸取液中的杂质也相应增加，给净化工序增加了困难。

（三）焙烧熟料的碱浸及碳酸化浸取

含钙高的原料及添加氧化钙焙烧的熟料可采用碱性溶液浸取钒。例如：

由于CaCO₃的溶度积小于Ca（VO₃）₂，故在上述复分解反应中，使Ca（VO₃）₂分解形成CaCO₃沉淀，而 被浸取。通过CO₂则可使溶液pH值降低，更有利于Ca（VO₃）₂的分解与浸取。

（四）直接酸浸

含钒原料的直接酸浸，主要用于处理含钒铀矿，同时回收铀和钒。浸取时同时添加氧化剂如二氧化锰或氯酸钠。使用浓硫酸在接近沸点下浸取。铀、钒的浸取率可分别达到98%、85%。

（五）加压碱浸

含钒原料的直接碱浸，可在高压下200℃左右，通入压缩空气，使低价钒氧化为五价钒而溶解。最后以Na₃VO₄·（5～12）H₂O的结晶回收。

含钒原料中的钒若以五价钒的状态存在，则亦可用氨浸取法提取。可采用50～300℃，0.1～20MPa，NH₃2～8mol／L的条件进行浸取。

二、浸取设备

在焙烧过程中会产生烧结及结团现象，为此浸取时仍需细磨以提高浸取率。通常是将熟料先水淬，再进湿球磨，细磨至－100目以下，从而可显著提高钒的浸取率，缩短钒的浸取时间。通常经过湿球磨后，浆料即已完成浸取，进而送至浓密机进行固液分离。

焙烧熟料的碱浸，湿球磨后尚需碳酸化浸取，通常是在机械搅拌槽内进行，在槽底鼓入CO₂气体（焙烧熟料的尾气或石灰窑气）。也可以使用气体搅拌槽，俗称巴秋卡槽。如果原料是疏松多孔的块矿或焙烧球团，则可用渗滤浸取器。以上均参见图1。

图1  浸取槽

a－气体搅拌槽（巴秋卡槽）；b－浸滤浸取槽