專利名稱：一種煙氣硫酸的利用方法
技術領域：
本發明屬于冶金化工領域，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：
在冶煉行業，冶煉產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，經過解析釋放出S02，SO2被催化氧化 成SO3后再用硫酸或水吸收，制備成硫酸。釩鈦磁鐵礦燒結形成的煙氣，經過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5%左右。目前，煙氣硫酸由于品質不好，外銷困難且價格偏低。但煙氣硫酸可以用來進一步生產工業硫酸，也可以用來制備其它很多產品，例如生產聚硫酸鋁鐵混凝劑、硫酸鎂或濃縮回收生產紅、白石膏、還原解毒鉻渣、生產過磷酸鈣等等。但在現有技術中，還未見直接利用煙氣硫酸沉釩制備釩制品的報道。

發明內容
針對現有技術中存在的不足，本發明的目的之一在于解決上述現有技術中存在的一個或多個問題。本發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用找到新途徑。為了實現上述目的，本發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)用煙氣硫酸調節混合液的pH值，再進行沉釩，之后將沉釩液過濾并將濾餅洗滌、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的物質，并且其加入量能夠防止沉釩過程中產生低價釩。根據本發明的煙氣硫酸的利用方法的一個實施例，所述釩液是鈉化焙燒之后水浸或堿浸得到的合格釩液。根據本發明的煙氣硫酸的利用方法的一個實施例，所述釩液的pH值為9 11，全釩濃度為25 35g/L。根據本發明的煙氣硫酸的利用方法的一個實施例，所述銨鹽的加入量為釩液中全釩質量的I. 5 I. 8倍。根據本發明的煙氣硫酸的利用方法的一個實施例，所述氧化劑的加入量為銨鹽的加入量的1/6 1/4倍。根據本發明的煙氣硫酸的利用方法的一個實施例，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。根據本發明的煙氣硫酸的利用方法的一個實施例，所述氧化劑為過硫酸銨或雙氧水。根據本發明的煙氣硫酸的利用方法的一個實施例，在步驟b)中，調節混合液的pH值至I. 8 2. 3。根據本發明的煙氣硫酸的利用方法的一個實施例，在步驟b)的調節pH值過程中一直進行攪拌。根據本發明的煙氣硫酸的利用方法的一個實施例，在步驟b)中，在95 100°C溫度下攪拌沉f凡45 60min。本發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于利用工業硫酸沉釩，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成本。本發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用，而且降低了制備多釩酸銨的生產成本，具有良好的推廣應用前景。
具體實施例方式在下文中，將結合具體示例詳細說明本發明的煙氣硫酸的利用方法。 根據本發明示例性實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)用煙氣硫酸調節混合液的pH值，再進行沉釩，之后將沉釩液過濾并將濾餅洗滌、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的物質，并且其加入量能夠防止沉釩過程中產生低價釩。優選地，本發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，但本發明不限于此，也即所有的合格釩液均適用于本發明。在本發明的一個實施例中，所述釩液的pH值為9 11，全釩濃度為25 35g/L。其中，本發明所述的氧化劑為不向沉釩體系中帶入雜質的物質，并且其加入量能夠防止沉釩過程中產生低價釩。發明人發現通常情況下，利用煙氣硫酸沉釩的釩損比較嚴重(例如，其沉釩率只有97. 59% )，這主要是因為利用煙氣硫酸沉釩時，有一小部分的釩被還原成四價釩，沉釩時不能全部形成沉淀，因此造成釩損嚴重。鑒于此，本發明在釩液中添加了一定比例的氧化劑，因此在沉釩過程中，氧化劑可以把煙氣硫酸帶入的還原物質氧化，防止沉釩過程中產生低價釩，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。在本發明的一個實施例中，銨鹽的加入量為釩液中全釩質量的I. 5 I. 8倍。若銨鹽的加入量過少，則沉釩不徹底，影響沉釩效果；若銨鹽的加入量過多，則增加了生產成本。具體地，所述氧化劑可以是過硫酸銨、雙氧水或其它具有氧化性但又不帶入雜質的氧化劑。在本發明的一個實施例中，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多，則會造成原料消耗；若氧化劑的加入量太少，又會使一部分低價釩無法沉淀下來。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值過低會引起水解反應發生，反而影響產品質量，優選地，本發明利用煙氣硫酸將pH值調節至I. 8 2. 3。進一步優選地是，該調節pH值過程中需要一直進行攪拌，以避免局部酸度過濃發生水解。優選地，在95 100°C溫度下攪拌沉釩45 60min。在該溫度范圍下進行沉釩有利釩晶核形成，進一步促進釩結晶且結晶的釩晶密度大，有利后序產品的利用，若沉釩溫度低于該溫度范圍，則會有很多細密度的多釩酸銨產生；若沉釩溫度高于該溫度范圍，則生產中的溫度控制困難，并且在加入煙氣硫酸的時候，煙氣硫酸很容易揮發，不利于后續過程的進行。另外，上述沉釩時間的沉釩效果較好，若沉釩時間少于上述時間范圍，則沉釩不徹底；若沉釩時間多于上述范圍，則增加了反應時間，且不利于靜置晶粒的長大。根據本發明的煙氣硫酸的利用方法的一個實施例，本發明的方法具體可按以下步驟實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硫酸銨或雙氧水攪拌溶解后再加入煙氣硫酸調節pH值至I. 8 2. 3，再把燒杯迅速放入水浴溫度為95 100°C范圍內的水浴鍋中，攪拌沉釩45 60min，取出靜置、冷卻后過濾，濾餅洗滌3次并烘干即得多釩酸銨產品。 下面結合具體示例進一步描述本發明。示例僅用于說明本發明，而不是以任何方式來限制本發明。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，再加入過硫酸銨7. 07g,攪拌均勻后，一邊滴加煙氣硫酸一邊攪拌調節混合液pH值為2. 0，迅速放入水浴溫度為98°C的水浴鍋中，繼續攪拌45min后，靜置冷卻過濾并洗滌烘干所得濾餅得到多釩酸銨產品，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節混合液pH值為I. 8，迅速放入水浴溫度為95°C的水浴鍋中，繼續攪拌50min后，靜置冷卻過濾并洗滌烘干所得濾餅得到多釩酸銨產品，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，再加入過硫酸銨4g，攪拌均勻后，一邊滴加煙氣硫酸一邊攪拌調節混合液pH值為2. 3，迅速放入水浴溫度為97°C的水浴鍋中，繼續攪拌60min后，靜置冷卻過濾并洗滌烘干所得濾餅得到多釩酸銨產品，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節混合液pH值為2. 2，迅速放入水浴溫度為97°C的水浴鍋中，繼續攪拌52min后，靜置冷卻過濾并洗滌烘干所得濾餅得到多釩酸銨產品，沉淀率為99. 75%。對于目前的傳統工業硫酸沉釩工藝而言，其沉釩的沉淀率為99. 31%，如果新開發的沉釩工藝的沉釩沉淀率小于上述指標，則會因釩損失大、經濟效益差而難得到推廣應用。而本發明的方法，其沉釩的沉淀率不低于99. 60%，因而本發明具有極大的推廣應用價值。本發明利用煙氣硫酸調節釩液的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程中低價釩的產生，制備得到多釩酸銨。本發明直接利用煙氣硫酸調節釩液PH值，只需添加少量的氧化劑即可得到合格的多釩酸銨產品，避免了使用工業硫酸，節約了原料成本，為煙氣硫酸應用找到新的途徑，且沉釩效果還優越于工業硫酸沉釩。盡管上面已經結合示例性實施例描述了本發明，但是本領域普通技術人員應該清楚，在不脫離權利要求的精神和范圍的情況下，可以對上述實施例進行各種修改。·
權利要求
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)用煙氣硫酸調節混合液的PH值，再進行沉釩，之后將沉釩液過濾并將濾餅洗滌、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的物質，并且其加入量能夠防止沉釩過程中產生低價釩。
2.根據權利要求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.根據權利要求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凡濃度為25 35g/L。
4.根據權利要求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量的I. 5 I. 8倍。
5.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求I所述的一種煙氣硫酸的利用方法，其特征在于，所述氧化劑為過硫酸銨或雙氧水。
8.根據權利要求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，調節混合液的pH值至I. 8 2. 3。
9.根據權利要求I所述的一種煙氣硫酸的利用方法，其特征在于，在步驟b)的調節pH值過程中一直進行攪拌。
10.根據權利要求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)用煙氣硫酸調節混合液的pH值，再進行沉釩，之后將沉釩液過濾并將濾餅洗滌、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的物質，并且其加入量能夠防止沉釩過程中產生低價釩。本發明沉釩徹底且沉釩效果優于利用工業硫酸沉釩，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成本。本發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用，而且降低了制備多釩酸銨的生產成本，具有良好的推廣應用前景。
文檔編號C22B34/22GK102899492SQ201210409010
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月24日 優先權日2012年10月24日
發明者伍珍秀, 陳文龍, 孫朝暉, 劉豐強, 高官金, 殷兆遷 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司