CN101274778B

CN101274778B - 一种从石煤中提取五氧化二钒的方法

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Publication number: CN101274778B
Application number: CN2008100710289A
Authority: CN
Inventors: 李静; 蓝碧波; 廖伯东
Original assignee: Zijin Mining Group Co Ltd
Current assignee: Zijin Mining Group Co Ltd
Priority date: 2008-05-07
Filing date: 2008-05-07
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2028-05-07
Also published as: CN101274778A

Abstract

本发明涉及一种从石煤中提取五氧化二钒的方法，它包括如下顺序工艺步骤：混合细磨，在石煤钒矿中加石灰石矿混合细磨；制球；焙烧；球团碾碎；浸出，加入水和硫酸，常温浸出；过滤，滤出浸出渣和浸出液；洗涤-浸出液预处理；离子交换；解吸；调节pH值；沉淀，得到的偏钒酸铵沉淀；洗涤，去除偏钒酸铵沉淀表面吸附的杂质元素离子；烘干；焙烧，即得冶金98至冶金99的纯度五氧化二钒产品。本发明具有工艺适应性广、综合回收率高、废气污染少、废水可循环使用、能耗少，生产成本低、产品纯度高等特点。

Description

一种从石煤中提取五氧化二钒的方法

一.技术领域

本发明涉及一种从石煤中提取五氧化二钒的方法。

二.背景技术

目前，国内的石煤钒矿大都采用钠盐焙烧萃取方法，其工艺流程为矿石破碎、球磨、制球、钠盐焙烧、矿球磨碎、在80-100℃的温度下用硫酸浸出、萃取反萃、氨水沉淀、偏钒酸铵洗涤脱水、焙烧成五氧化二钒。该工艺劳动强度大，能耗高，综合回收率低，焙烧时产生Cl₂、HCl等有毒气体，污染严重。

为了消除严重的废气污染，提高回收率，国内许多研究单位在近十多年进行了多种途径的探索研究。如中国专利公开了湖南省安化县东坪钒冶炼厂研究的“一种低盐掺钙焙烧-常温低酸浸出-萃取提钒工艺，专利号：96118450.7”，其与传统工艺相比，有了较大的改进，能减少环境污染和降低生产成本，但是仍需添加氯化钠，废气、废水排放量仍比较大，没有根本上解决环境污染和降低生产成本问题。

为解决上述问题，中国专利公开了戴许斌和程天荣研究的“石煤复合钙化焙烧-低酸浸取-特种离子交换制钒方法”，专利申请号200410061233.9，其是在石煤中加入了含钙双飞粉，能减少废气排放，但是该工艺存在几点不足：一是在加入含钙双飞粉的同时还必须加入转化促进剂亚硝酸钠，增加了工艺成本，焙烧时还会产生氮氧化物，造成环境污染；二是该工艺是在平炉中焙烧，焙烧效率低，造成五氧化二钒的综合回收率不高；三是该工艺酸浸采取静置浸出，需反复浸泡多次，浸出时间长、占地多、五氧化二钒的浸出率不高、浸出渣容易板结且很难从浸泡池中挖出、能耗大。

三.发明内容

本发明的目的是提供一种从石煤中提取五氧化二钒的方法，它既能减少废气、废水污染，又能降低成本、提高产品质量和综合回收率。

为完成此任务，本发明采用如下方式进行：

1.包括如下工艺步骤和条件：

a.混合细磨，在石煤钒矿中加入5～12％重量比的石灰石矿混合，先粗碎，再细磨至50～150目；

b.制球，制球时球的直径控制在6～12mm；

c.焙烧，将制好的球烘干后，加入到转炉中，一段保温600～800℃脱碳1～4h，二段保温800～1100℃焙烧氧化2～6h；

d.球团碾碎，将焙烧过的球团碾碎；

e.浸出，将球团碾碎后倒入搅拌槽中，加入水和1～8％重量比的硫酸，常温浸出2～7h；

f.过滤，将矿浆进行过滤，滤出浸出渣和浸出液；

g.洗涤-浸出液预处理，用水洗涤浸出渣，洗涤出洗液和废渣，洗液底层部分返回洗涤工序、中层部分返回过滤工序、上层部分和过滤出的浸出液进行浸出液预处理并加入5～15g/L的氯酸钠，使低价态的钒转化为五价钒，用碳酸钠调节溶液pH值到1～4；

h.离子交换，依次用氢氧化钠溶液、水、盐酸溶液、水淋洗预处理离子交换树脂，再与浸出液一并倒入离子交换柱中进行离子交换，产生负载树脂与吸附尾液，吸附尾液一部分进入污水处理工序、一部分返回浸出、制球工序；

i.解吸，将加入沉钒废水经过精馏或吹脱废水处理掉氨氮的解吸液与吸附钒饱和的负载树脂进行解吸，再生树脂返回离子交换工序；

j.调节pH值，对解吸出的钒解吸液用碳酸钠将其pH值调节到7～10；

k.沉淀，在调节pH值后的钒解吸液中加入其重量1～5倍的硫酸铵，搅拌并保温1～3h，过滤，得到的偏钒酸铵沉淀；

l.洗涤，将得到的偏钒酸铵沉淀用水淋洗4～8次，去除偏钒酸铵沉淀表面吸附的杂质元素离子；

m.烘干，将洗涤后的偏钒酸铵置于烘箱中烘干；

n.焙烧，将烘干的偏钒酸铵在400～700℃下焙烧1～5h，即得五氧化二钒产品。

本发明的一种从石煤中提取五氧化二钒的方法进一步包括：

所述的离子交换树脂可以为D301大孔弱碱性树脂。

所述的解吸液可以为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。

所述的解吸液补充可按2～5％重量比加入氢氧化钠或氢氧化钾溶液。

可以作为本发明的原料都是市场易购的国产化原料，无需专有设备或装置。

本发明的优点：

1.工艺适应性广、综合回收率高。

2.废气污染少，废水可以循环使用。

3.能耗少，生产成本低。

4.产品纯度高。

四.附图说明

发明的具体方法和设备由以下附图给出。

图1是根据本发明提出的一种从石煤中提取五氧化二钒的方法工艺流程图。

附图中各标识表示：

1.石煤钒矿 2.石灰石矿 3.水 4.硫酸 5.浸出渣 6.浸出液 7.洗液 8.废渣 9.氯酸钠 10.离子交换树脂 11.负载树脂12.再生树脂 13.解吸液 14.吸附尾液 15.钒解吸液 16.沉钒废水 17.五氧化二钒产品

以下结合附图对本发明作进一步地详细描述。

五.具体实施方式

如图1所示，一种从石煤中提取五氧化二钒的方法是包括如下工艺步骤和条件：

a.混合细磨，在石煤钒矿1中加入5～12％重量比的石灰石矿2混合，先粗碎，再细磨至50～150目；

b.制球，制球时球的直径控制在6～12mm；

d.球团碾碎，将焙烧过的球团碾碎；

e.浸出，将球团碾碎后倒入搅拌槽中，加入水3和1～8％重量比的硫酸4，常温浸出2～7h；

f.过滤，将矿浆进行过滤，滤出浸出渣5和浸出液6；

g.洗涤-浸出液预处理，用水洗涤浸出渣5，洗涤出洗液7和废渣8，洗液7底层部分返回洗涤工序、中层部分返回过滤工序、上层部分和过滤出的浸出液6进行浸出液预处理并加入5～15g/L的氯酸钠9，使低价态的钒转化为五价钒，用碳酸钠调节溶液pH值到1～4；

h.离子交换，依次用氢氧化钠溶液、水、盐酸溶液、水淋洗预处理离子交换树脂10，再与浸出液6一并倒入离子交换柱中进行离子交换，产生负载树脂11与吸附尾液14，吸附尾液14一部分进入污水处理工序、一部分返回浸出、制球工序；

i.解吸，将加入沉钒废水16经过精馏或吹脱废水处理掉氨氮的解吸液13与吸附钒饱和的负载树脂11进行解吸，再生树脂12返回离子交换工序；

j.调节pH值，对解吸出的钒解吸液15用碳酸钠将其pH值调节到7～10；

k.沉淀，在调节pH值后的钒解吸液15中加入其重量1～5倍的硫酸铵，搅拌并保温1～3h，过滤，得到的偏钒酸铵沉淀；

m.烘干，将洗涤后的偏钒酸铵置于烘箱中烘干；

n.焙烧，将烘干的偏钒酸铵在400～700℃下焙烧1～5h，即得五氧化二钒产品17。

一种从石煤中提取五氧化二钒的方法，其工艺步骤和条件进一步包括：

a.混合细磨，在石煤钒矿1中加入6～10％重量比的石灰石矿2混合，先粗碎，再细磨至70～110目；

b.制球，制球时球的直径控制在7～10mm；

c.焙烧，将制好的球烘干后，加入到转炉中，一段保温650～750℃脱碳1.5～3h，二段保温850～1000℃焙烧氧化3～5h；

d.球团碾碎，将焙烧过的球团碾碎；

e.浸出，将球团碾碎后倒入搅拌槽中，加入水3和1～5％重量比的硫酸4，常温浸出2～5h；

f.过滤，将矿浆进行过滤，滤出浸出渣5和浸出液6；

g.洗涤-浸出液预处理，用水洗涤浸出渣5，洗涤出洗液7和废渣8，洗液7底层部分返回洗涤工序、中层部分返回过滤工序、上层部分和过滤出的浸出液6进行浸出液预处理并加入5～10g/L的氯酸钠9，使低价态的钒转化为五价钒，然后用碳酸钠调节溶液pH值到2.0～2.5；

h.离子交换，将依次用氢氧化钠溶液、水、盐酸溶液、水淋洗预处理的离子交换树脂10与浸出液6倒入离子交换柱中进行离子交换，产生负载树脂11与吸附尾液14，吸附尾液14一部分进入污水处理工序、一部分返回浸出、制球工序；

j.调节pH值，对解吸出的钒解吸液15用碳酸钠将其pH值调节到7～9；

k.沉淀，在调节pH值后的钒解吸液15中加入其重量2～4倍的硫酸铵，搅拌并保温1～3h，过滤，得到的偏钒酸铵沉淀；

l.洗涤，得到的偏钒酸铵沉淀要用水淋洗5～6次，去除偏钒酸铵沉淀表面吸附的杂质元素离子；

m.烘干，将洗涤后的偏钒酸铵置于烘箱中烘干；

n.焙烧，将烘干的偏钒酸铵在450～600℃下焙烧1～3h，即得五氧化二钒产品17。

所述的离子交换树脂10可以为D301大孔弱碱性树脂。

所述的解吸液13可以为氢氧化钠溶液。

所述的解吸液13补充可按2～5％重量比加入氢氧化钠或氢氧化钾溶液。

用本发明的方法从石煤中提取的五氧化二钒产品，经有关机构检测达到冶金98至冶金99的纯度。

Claims

1.一种从石煤中提取五氧化二钒的方法，包括如下工艺步骤和条件：

a.混合细磨，在石煤钒矿〔1〕中加入5～12％重量比的石灰石矿〔2〕混合，先粗碎，再细磨至50～150目；

b.制球，制球时球的直径控制在6～12mm；

d.球团碾碎，将焙烧过的球团碾碎；

e.浸出，将球团碾碎后倒入搅拌槽中，加入水〔3〕和1～8％重量比的硫酸〔4〕，常温浸出2～7h；

f.过滤，将矿浆进行过滤，滤出浸出渣〔5〕和浸出液〔6〕；

g.洗涤-浸出液预处理，用水洗涤浸出渣〔5〕，洗涤出洗液〔7〕和废渣〔8〕，洗液〔7〕底层部分返回洗涤工序、中层部分返回过滤工序、上层部分和过滤出的浸出液〔6〕进行浸出液预处理并加入5～15g/L的氯酸钠〔9〕，使低价态的钒转化为五价钒，用碳酸钠调节溶液pH值到1～4；

h.离子交换，依次用氢氧化钠溶液、水、盐酸溶液、水淋洗预处理离子交换树脂〔10〕，再与浸出液〔6〕一并倒入离子交换柱中进行离子交换，产生负载树脂〔11〕与吸附尾液〔14〕，吸附尾液〔14〕一部分进入污水处理工序、一部分返回浸出、制球工序；

i.解吸，将加入沉钒废水〔16〕经过精馏或吹脱废水处理掉氨氮的解吸液〔13〕与吸附钒饱和的负载树脂〔11〕进行解吸，再生树脂〔12〕返回离子交换工序；

j.调节pH值，对解吸出的钒解吸液〔15〕用碳酸钠将其pH值调节到7～10；

k.沉淀，在调节pH值后的钒解吸液〔15〕中加入其重量1～5倍的硫酸铵，搅拌并保温1～3h，过滤，得到的偏钒酸铵沉淀；

m.烘干，将洗涤后的偏钒酸铵置于烘箱中烘干；

n.焙烧，将烘干的偏钒酸铵在400～700℃下焙烧1～5h，即得五氧化二钒产品〔17〕。

2.根据权利要求1所述的从石煤中提取五氧化二钒的方法，其工艺步骤和条件进一步包括：

a.混合细磨，在石煤钒矿〔1〕中加入6～10％重量比的石灰石矿〔2〕混合，先粗碎，再细磨至70～110目；

b.制球，制球时球的直径控制在7～10mm；

d.球团碾碎，将焙烧过的球团碾碎；

e.浸出，将球团碾碎后倒入搅拌槽中，加入水〔3〕和1～5％重量比的硫酸〔4〕，常温浸出2～5h；

f.过滤，将矿浆进行过滤，滤出浸出渣〔5〕和浸出液〔6〕；

g.洗涤-浸出液预处理，用水洗涤浸出渣〔5〕，洗涤出洗液〔7〕和废渣〔8〕，洗液〔7〕底层部分返回洗涤工序、中层部分返回过滤工序、上层部分和过滤出的浸出液〔6〕进行浸出液预处理并加入5～10g/L的氯酸钠〔9〕，使低价态的钒转化为五价钒，然后用碳酸钠调节溶液pH值到2.0～2.5；

h.离子交换，将依次用氢氧化钠溶液、水、盐酸溶液、水淋洗预处理的离子交换树脂〔10〕与浸出液〔6〕倒入离子交换柱中进行离子交换，产生负载树脂〔11〕与吸附尾液〔14〕，吸附尾液〔14〕一部分进入污水处理工序、一部分返回浸出、制球工序；

j.调节pH值，对解吸出的钒解吸液〔15〕用碳酸钠将其pH值调节到7～9；

k.沉淀，在调节pH值后的钒解吸液〔15〕中加入其重量2～4倍的硫酸铵，搅拌并保温1～3h，过滤，得到的偏钒酸铵沉淀；

m.烘干，将洗涤后的偏钒酸铵置于烘箱中烘干；

n.焙烧，将烘干的偏钒酸铵在450～600℃下焙烧1～3h，即得五氧化二钒产品〔17〕。

3.根据权利要求1所述的从石煤中提取五氧化二钒的方法，其特征是所述的离子交换树脂〔10〕可以为D301大孔弱碱性树脂。

4.根据权利要求1所述的从石煤中提取五氧化二钒的方法，其特征是所述的解吸液〔13〕可以为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。

5.根据权利要求1或4所述的从石煤中提取五氧化二钒的方法，其特征是所述的解吸液〔13〕补充按2～5％重量比加入氢氧化钠或氢氧化钾溶液。