專利名稱：一種煙氣硫酸的利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金化工領(lǐng)域，涉及一種煙氣硫酸的利用方法，更具體地講，涉及一種利用煙氣硫酸制備多釩酸銨的方法。
背景技術(shù)：
在冶煉行業(yè)，冶煉產(chǎn)生大量污染空氣的尾氣。尾氣中含有大量的SO2，富集在脫硫劑中，經(jīng)過(guò)解析釋放出S02，SO2被催化氧化 成SO3后再用硫酸或水吸收，制備成硫酸。釩鈦磁鐵礦燒結(jié)形成的煙氣，經(jīng)過(guò)上述處理后即制備得到煙氣硫酸，其中含硫酸95%左右，其它灰分雜質(zhì)5%左右。目前，煙氣硫酸由于品質(zhì)不好，外銷困難且價(jià)格偏低。但煙氣硫酸可以用來(lái)進(jìn)一步生產(chǎn)工業(yè)硫酸，也可以用來(lái)制備其它很多產(chǎn)品，例如生產(chǎn)聚硫酸鋁鐵混凝劑、硫酸鎂或濃縮回收生產(chǎn)紅、白石膏、還原解毒鉻渣、生產(chǎn)過(guò)磷酸鈣等等。但在現(xiàn)有技術(shù)中，還未見(jiàn)直接利用煙氣硫酸沉釩制備釩制品的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的之一在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于提供一種利用煙氣硫酸代替工藝硫酸沉釩制備多釩酸銨的方法，以降低原料成本并為煙氣硫酸的應(yīng)用找到新途徑。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種煙氣硫酸的利用方法，所述方法包括以下步驟a)向釩液中加入銨鹽，再加入氧化劑得到混合液；b)用煙氣硫酸調(diào)節(jié)混合液的pH值，再進(jìn)行沉釩，之后將沉釩液過(guò)濾并將濾餅洗滌、烘干后得到多釩酸銨，其中，所述氧化劑為不向沉釩體系中帶入雜質(zhì)的物質(zhì)，并且其加入量能夠防止沉釩過(guò)程中產(chǎn)生低價(jià)釩。根據(jù)本發(fā)明的煙氣硫酸的利用方法的一個(gè)實(shí)施例，所述釩液是鈉化焙燒之后水浸或堿浸得到的合格釩液。根據(jù)本發(fā)明的煙氣硫酸的利用方法的一個(gè)實(shí)施例，所述釩液的pH值為9 11，全釩濃度為25 35g/L。根據(jù)本發(fā)明的煙氣硫酸的利用方法的一個(gè)實(shí)施例，所述銨鹽的加入量為釩液中全釩質(zhì)量的I. 5 I. 8倍。根據(jù)本發(fā)明的煙氣硫酸的利用方法的一個(gè)實(shí)施例，所述氧化劑的加入量為銨鹽的加入量的1/6 1/4倍。根據(jù)本發(fā)明的煙氣硫酸的利用方法的一個(gè)實(shí)施例，所述銨鹽為硫酸銨、硫酸氫銨、碳酸銨、碳酸氫銨、硝酸銨中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明的煙氣硫酸的利用方法的一個(gè)實(shí)施例，所述氧化劑為過(guò)硫酸銨或雙氧水。根據(jù)本發(fā)明的煙氣硫酸的利用方法的一個(gè)實(shí)施例，在步驟b)中，調(diào)節(jié)混合液的pH值至I. 8 2. 3。根據(jù)本發(fā)明的煙氣硫酸的利用方法的一個(gè)實(shí)施例，在步驟b)的調(diào)節(jié)pH值過(guò)程中一直進(jìn)行攪拌。根據(jù)本發(fā)明的煙氣硫酸的利用方法的一個(gè)實(shí)施例，在步驟b)中，在95 100°C溫度下攪拌沉f凡45 60min。本發(fā)明的煙氣硫酸的利用方法，利用煙氣硫酸沉釩徹底且沉釩效果優(yōu)于利用工業(yè)硫酸沉釩，并且由于氧化劑的添加極少，煙氣硫酸成本也較低，因此降低了總的生產(chǎn)成本。本發(fā)明成功利用了煙氣硫酸沉釩制備多釩酸銨，拓展了煙氣硫酸的應(yīng)用，而且降低了制備多釩酸銨的生產(chǎn)成本，具有良好的推廣應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式在下文中，將結(jié)合具體示例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的煙氣硫酸的利用方法。 根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的煙氣硫酸的利用方法，包括以下步驟a)向釩液中加入銨鹽，再加入氧化劑得到混合液；b)用煙氣硫酸調(diào)節(jié)混合液的pH值，再進(jìn)行沉釩，之后將沉釩液過(guò)濾并將濾餅洗滌、烘干后得到多釩酸銨，其中，所述氧化劑為不向沉釩體系中帶入雜質(zhì)的物質(zhì)，并且其加入量能夠防止沉釩過(guò)程中產(chǎn)生低價(jià)釩。優(yōu)選地，本發(fā)明所述的釩液是鈉化焙燒之后水浸或堿浸得到的合格釩液，但本發(fā)明不限于此，也即所有的合格釩液均適用于本發(fā)明。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述釩液的pH值為9 11，全釩濃度為25 35g/L。其中，本發(fā)明所述的氧化劑為不向沉釩體系中帶入雜質(zhì)的物質(zhì)，并且其加入量能夠防止沉釩過(guò)程中產(chǎn)生低價(jià)釩。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通常情況下，利用煙氣硫酸沉釩的釩損比較嚴(yán)重(例如，其沉釩率只有97. 59% )，這主要是因?yàn)槔脽煔饬蛩岢菱C時(shí)，有一小部分的釩被還原成四價(jià)釩，沉釩時(shí)不能全部形成沉淀，因此造成釩損嚴(yán)重。鑒于此，本發(fā)明在釩液中添加了一定比例的氧化劑，因此在沉釩過(guò)程中，氧化劑可以把煙氣硫酸帶入的還原物質(zhì)氧化，防止沉釩過(guò)程中產(chǎn)生低價(jià)釩，由此使得沉釩更加徹底。具體地，所述銨鹽可以為硫酸銨、硫酸氫銨、碳酸銨、碳酸氫銨、硝酸銨中的一種或多種。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，銨鹽的加入量為釩液中全釩質(zhì)量的I. 5 I. 8倍。若銨鹽的加入量過(guò)少，則沉釩不徹底，影響沉釩效果；若銨鹽的加入量過(guò)多，則增加了生產(chǎn)成本。具體地，所述氧化劑可以是過(guò)硫酸銨、雙氧水或其它具有氧化性但又不帶入雜質(zhì)的氧化劑。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，氧化劑的加入量為銨鹽的加入量的1/6 1/4倍。若氧化劑的加入量過(guò)多，則會(huì)造成原料消耗；若氧化劑的加入量太少，又會(huì)使一部分低價(jià)釩無(wú)法沉淀下來(lái)。其中，由于pH值是影響沉釩速度的主要因素，降低酸度有利于加快沉釩速度，但pH值過(guò)低會(huì)引起水解反應(yīng)發(fā)生，反而影響產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)選地，本發(fā)明利用煙氣硫酸將pH值調(diào)節(jié)至I. 8 2. 3。進(jìn)一步優(yōu)選地是，該調(diào)節(jié)pH值過(guò)程中需要一直進(jìn)行攪拌，以避免局部酸度過(guò)濃發(fā)生水解。優(yōu)選地，在95 100°C溫度下攪拌沉釩45 60min。在該溫度范圍下進(jìn)行沉釩有利釩晶核形成，進(jìn)一步促進(jìn)釩結(jié)晶且結(jié)晶的釩晶密度大，有利后序產(chǎn)品的利用，若沉釩溫度低于該溫度范圍，則會(huì)有很多細(xì)密度的多釩酸銨產(chǎn)生；若沉釩溫度高于該溫度范圍，則生產(chǎn)中的溫度控制困難，并且在加入煙氣硫酸的時(shí)候，煙氣硫酸很容易揮發(fā)，不利于后續(xù)過(guò)程的進(jìn)行。另外，上述沉釩時(shí)間的沉釩效果較好，若沉釩時(shí)間少于上述時(shí)間范圍，則沉釩不徹底；若沉釩時(shí)間多于上述范圍，則增加了反應(yīng)時(shí)間，且不利于靜置晶粒的長(zhǎng)大。根據(jù)本發(fā)明的煙氣硫酸的利用方法的一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明的方法具體可按以下步驟實(shí)施先用燒杯取合格釩液備用，加入適量的銨鹽后再加入一定量的過(guò)硫酸銨或雙氧水?dāng)嚢枞芙夂笤偌尤霟煔饬蛩嵴{(diào)節(jié)pH值至I. 8 2. 3，再把燒杯迅速放入水浴溫度為95 100°C范圍內(nèi)的水浴鍋中，攪拌沉釩45 60min，取出靜置、冷卻后過(guò)濾，濾餅洗滌3次并烘干即得多釩酸銨產(chǎn)品。 下面結(jié)合具體示例進(jìn)一步描述本發(fā)明。示例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不是以任何方式來(lái)限制本發(fā)明。示例 I :取合格釩液2L (全釩濃度為28. 3g/L，pH值為10)，加入硫酸銨42. 45g，再加入過(guò)硫酸銨7. 07g,攪拌均勻后，一邊滴加煙氣硫酸一邊攪拌調(diào)節(jié)混合液pH值為2. 0，迅速放入水浴溫度為98°C的水浴鍋中，繼續(xù)攪拌45min后，靜置冷卻過(guò)濾并洗滌烘干所得濾餅得到多釩酸銨產(chǎn)品，沉淀率為99. 7%。示例2 取合格釩液IL (全釩濃度為35g/L，pH值為11)，加入碳酸銨63g，再加入雙氧水
15.75g，攪拌均勻后，一邊滴加煙氣硫酸一邊攪拌調(diào)節(jié)混合液pH值為I. 8，迅速放入水浴溫度為95°C的水浴鍋中，繼續(xù)攪拌50min后，靜置冷卻過(guò)濾并洗滌烘干所得濾餅得到多釩酸銨產(chǎn)品，沉淀率為99. 68%。示例3 取合格釩液O. 5L (全釩濃度為25g/L，pH值為9)，加入硝酸銨20g，再加入過(guò)硫酸銨4g，攪拌均勻后，一邊滴加煙氣硫酸一邊攪拌調(diào)節(jié)混合液pH值為2. 3，迅速放入水浴溫度為97°C的水浴鍋中，繼續(xù)攪拌60min后，靜置冷卻過(guò)濾并洗滌烘干所得濾餅得到多釩酸銨產(chǎn)品，沉淀率為99. 73%。示例 4 取合格釩液5L (全釩濃度為30g/L，pH值為10)，加入硫酸銨255g，再加入雙氧水44g，攪拌均勻后，一邊滴加煙氣硫酸一邊攪拌調(diào)節(jié)混合液pH值為2. 2，迅速放入水浴溫度為97°C的水浴鍋中，繼續(xù)攪拌52min后，靜置冷卻過(guò)濾并洗滌烘干所得濾餅得到多釩酸銨產(chǎn)品，沉淀率為99. 75%。對(duì)于目前的傳統(tǒng)工業(yè)硫酸沉釩工藝而言，其沉釩的沉淀率為99. 31%，如果新開發(fā)的沉釩工藝的沉釩沉淀率小于上述指標(biāo)，則會(huì)因釩損失大、經(jīng)濟(jì)效益差而難得到推廣應(yīng)用。而本發(fā)明的方法，其沉釩的沉淀率不低于99. 60%，因而本發(fā)明具有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明利用煙氣硫酸調(diào)節(jié)釩液的pH值，并輔助添加一定的銨鹽和氧化劑，利用氧化劑控制沉釩過(guò)程中低價(jià)釩的產(chǎn)生，制備得到多釩酸銨。本發(fā)明直接利用煙氣硫酸調(diào)節(jié)釩液PH值，只需添加少量的氧化劑即可得到合格的多釩酸銨產(chǎn)品，避免了使用工業(yè)硫酸，節(jié)約了原料成本，為煙氣硫酸應(yīng)用找到新的途徑，且沉釩效果還優(yōu)越于工業(yè)硫酸沉釩。盡管上面已經(jīng)結(jié)合示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該清楚，在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種修改?！?br> 權(quán)利要求
1.一種煙氣硫酸的利用方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 a)向釩液中加入銨鹽，再加入氧化劑得到混合液； b)用煙氣硫酸調(diào)節(jié)混合液的PH值，再進(jìn)行沉釩，之后將沉釩液過(guò)濾并將濾餅洗滌、烘干后得到多釩酸銨， 其中，所述氧化劑為不向沉釩體系中帶入雜質(zhì)的物質(zhì)，并且其加入量能夠防止沉釩過(guò)程中產(chǎn)生低價(jià)釩。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煙氣硫酸的利用方法，其特征在于，所述釩液是鈉化焙燒之后水浸或堿浸得到的合格釩液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煙氣硫酸的利用方法，其特征在于，所述釩液的pH值為9 11，全I(xiàn)凡濃度為25 35g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煙氣硫酸的利用方法，其特征在于，所述銨鹽的加入量為釩液中全釩質(zhì)量的I. 5 I. 8倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種煙氣硫酸的利用方法，其特征在于，所述氧化劑的加入量為銨鹽的加入量的1/6 1/4倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煙氣硫酸的利用方法，其特征在于，所述銨鹽為硫酸銨、硫酸氫銨、碳酸銨、碳酸氫銨、硝酸銨中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煙氣硫酸的利用方法，其特征在于，所述氧化劑為過(guò)硫酸銨或雙氧水。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煙氣硫酸的利用方法，其特征在于，在步驟b)中，調(diào)節(jié)混合液的pH值至I. 8 2. 3。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煙氣硫酸的利用方法，其特征在于，在步驟b)的調(diào)節(jié)pH值過(guò)程中一直進(jìn)行攪拌。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煙氣硫酸的利用方法，其特征在于，在步驟b)中，在95 10CTC溫度下攪拌沉f凡45 60min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煙氣硫酸的利用方法，所述方法包括以下步驟a)向釩液中加入銨鹽，再加入氧化劑得到混合液；b)用煙氣硫酸調(diào)節(jié)混合液的pH值，再進(jìn)行沉釩，之后將沉釩液過(guò)濾并將濾餅洗滌、烘干后得到多釩酸銨，其中，所述氧化劑為不向沉釩體系中帶入雜質(zhì)的物質(zhì)，并且其加入量能夠防止沉釩過(guò)程中產(chǎn)生低價(jià)釩。本發(fā)明沉釩徹底且沉釩效果優(yōu)于利用工業(yè)硫酸沉釩，并且由于氧化劑的添加極少，煙氣硫酸成本也較低，因此降低了總的生產(chǎn)成本。本發(fā)明成功利用了煙氣硫酸沉釩制備多釩酸銨，拓展了煙氣硫酸的應(yīng)用，而且降低了制備多釩酸銨的生產(chǎn)成本，具有良好的推廣應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C22B34/22GK102899492SQ201210409010
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者伍珍秀, 陳文龍, 孫朝暉, 劉豐強(qiáng), 高官金, 殷兆遷 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司