CN101363084B - 一种石煤钠化焙烧提钒工艺 - Google Patents

一种石煤钠化焙烧提钒工艺 Download PDF

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Abstract

本发明系一种石煤钠化焙烧提钒工艺，工艺过程包括备料、焙烧、浸出三个主要步骤，先将氯化钠和石灰加入石煤矿中混匀磨细后焙烧，然后将焙烧得到的焙砂在稀酸溶液中浸出钒，具有工艺简单，金属回收率高，生产成本低，环境友好等优点。

Description

一种石煤钠化焙烧提钒工艺
技术领域
本发明涉及一种石煤钠化焙烧提钒工艺。
背景技术
石煤是一种重要的含钒矿物资源。目前，石煤提钒的工艺主要有：氧化焙烧—碱浸、氧化焙烧—酸浸、钙化焙烧—碳铵浸出、钠化焙烧—水浸等，其中钠化焙烧—水浸工艺钒的提取率高并且适合各种类型的石煤矿。传统的石煤钠化焙烧提钒工艺是以氯化钠作添加剂，焙砂直接水浸，焙烧过程产生的大量HCl等有害气体不加以治理，对周边环境会造成严重污染。目前，石煤钠化焙烧烟气普遍采用NaOH溶液吸收，烟气治理成本占石煤提钒总成本的1/2-1/3，为了降低烟气治理成本，许多提钒厂不得不采用低钠焙烧。石煤低钠焙烧，钒的提取率一般只有40-50％，资源浪费严重。
发明内容
本发明的目的在于避免钠化焙烧过程产生HCl等酸性气体，降低生产成本，保护环境，提高石煤资源的利用率，本发明提供一种石煤钠化焙烧提钒工艺。
本发明的技术方案是：
工艺过程包括备料、焙烧和浸出；先将氯化钠和石灰加入石煤矿中混匀磨细后焙烧，然后将焙烧得到的焙砂在稀酸溶液中浸出钒。
焙砂浸出得到的溶液经提钒后，NaCl进一步回收在焙烧过程循环使用。
石煤矿中加入的氯化钠的量为石煤矿质量的5％～20％。
石煤矿中加入的石灰的量为吸收石煤钠化焙烧过程产生的HCl、Cl2等酸性气体化学计量的1-2倍。
石煤矿中加入的石灰是CaO、Ca(OH)2、CaCO3中的一种或几种。
焙砂浸出加入的矿物酸是硫酸或盐酸或硝酸，矿物酸的加入量以控制浸出液的pH值在0.1-4.5为准。
备料的过程包括所需原料混匀磨细至-100目，所述的焙烧是在650～950℃氧化焙烧0.5～3.5h，
所述的焙砂在稀酸溶液中浸出钒是将焙砂先按固液质量比1：1.0～5.0加水和矿物酸或加矿物酸溶液搅拌，控制溶液pH为0.1-4.5，25-100℃搅拌浸出0.5-6h.
本发明具体的工艺过程包括备料、焙烧和浸出；在石煤矿中先加入氯化钠和石灰混匀磨细后焙烧，得到的焙砂在稀酸溶液中浸出钒；所述的氯化钠的加入量为石煤矿质量的5％～20％。石灰的加入量为吸收石煤钠化焙烧过程产生的HCl等酸性气体化学计量的1-2倍；备好的料混匀磨细至-100目，650～950℃氧化焙烧0.5～3.5h，焙砂先按固液质量比1：1.0～5.0加水搅拌，然后加入矿物酸控制溶液pH为0.1-4.5，25-100℃搅拌浸出0.5-6h。
本发明通过在工艺开始阶段加入NaCl和石灰这一关健步骤，有效避免了石煤钠化焙烧过程HCl等酸性气体的产生，使得整个工艺过程既环保，又可靠，所需加入原料成本低廉，工艺运行成本低。本发明反应原理为：
Figure G2008101432882D00022
Figure G2008101432882D00023
Figure G2008101432882D00024
Figure G2008101432882D00025
综上所述，本发明与已有的技术相比具有以下优点及效果：
1.本发明的优势在于，使用石灰直接吸收石煤钠化焙烧过程产生的HCl等酸性气体，反应速度快，吸收效果好，工艺简单，使用方便。
2、石灰吸收HCl等酸性气体后，随着温度的升高，CaCl2与2NaSiO3反应又将NaCl置换出来，提钒后NaCl可以进一步回收在焙烧过程循环使用。
3.整个工艺过程试剂的耗量小，生产成本低，金属回收率高，环境友好。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步描述，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1
1000g石煤矿加入60g NaCl和30g CaO混匀磨细至-120目，700℃焙烧4h，焙砂按固液比1：2加入到0.1mol/L HCl的盐酸溶液中，80℃搅拌浸出2h后过滤。石煤钠化焙烧——稀酸浸出的实验结果如下：
 
V2O5 Fe Al Ca Mg SiO2 Cl
石煤，％ 1.03 2.47 8.05 0.14 0.84 64.82 ---
浸出液，g/L 3.06 --- 0.479 --- --- 19.89
浸出渣，％ 0.448 --- --- --- --- --- ---
实施例2
500g石煤矿加入60g NaCl和46g Ca(OH)2混匀磨细至-150目团矿，850℃焙烧2h，焙砂按固液比1：4加水搅匀，然后加入硝酸调pH值至2.0，室温搅拌浸出5.5h后过滤。石煤钠化焙烧——稀酸浸出的实验结果如下：
 
V2O5 Fe Al Ca Mg SiO2 Cl
石煤，％ 1.03 2.47 8.05 0.14 0.84 64.82 --
 
浸出液，g/L 1.81 --- --- 0.325 --- --- 17.89
浸出渣，％ 0.341 --- --- --- --- ---
实施例3
500g石煤矿加入75g NaCl和66g CaCO3混匀磨细至-200目，930℃焙烧1h，焙砂按固液比1：3加水搅匀，然后加入硫酸调pH值至2.5，90℃搅拌浸出1.5h后过滤。石煤钠化焙烧——稀酸浸出的实验结果如下：
 
V2O5 Fe Al Ca Mg SiO2 Cl
石煤，％ 0.685 2.83 8.62 0.610 0.811 65.35 --
浸出液，g/L 1.48 --- --- 0.375 --- --- 29.81
浸出渣，％ 0.257 --- --- --- --- ---
实施例4
500g石煤矿加入80g NaCl、20g生石灰和40g石灰石混匀磨细至-150目，800℃焙烧2h，焙砂按固液比1：3加水搅匀，然后加入硫酸调pH值至3.5，55℃搅拌浸出3.5h后过滤。石煤钠化焙烧——稀酸浸出的实验结果如下：
 
V2O5 Fe Al Ca Mg SiO2 Cl
石煤，％ 0.891 2.49 8.42 0.16 0.82 61.43 ---
浸出液，g/L 2.19 --- --- 0.302 --- --- 31.74
浸出渣，％ 0.236 --- --- --- --- ---

Claims (6)

1.一种石煤钠化焙烧提钒工艺，其特征在于，工艺过程包括备料、焙烧和浸出；先将氯化钠和石灰加入石煤矿中混匀磨细至-100目后焙烧，然后将焙烧得到的焙砂在稀酸溶液中浸出钒；石煤矿中加入的石灰的量为吸收石煤钠化焙烧过程产生的酸性气体所需化学计量的1-2倍，所述的酸性气体为HCl或Cl2；石煤矿中加入的氯化钠的量为石煤矿质量的5％～20％。
2.根据权利要求1所述的一种石煤钠化焙烧提钒工艺，其特征在于，焙砂浸出得到的溶液，再经提钒后，NaCl进一步回收在焙烧过程循环使用。
3.根据权利要求1所述的一种石煤钠化焙烧提钒工艺，其特征在于，石煤矿中加入的石灰是CaO、Ca(OH)2、CaCO3中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种石煤钠化焙烧提钒工艺，其特征在于，焙砂浸出加入的稀酸是硫酸或盐酸或硝酸，稀酸的加入量以控制浸出液的pH值在0.1-4.5为准。
5.根据权利要求1所述的一种石煤钠化焙烧提钒工艺，其特征在于，所述的焙烧是在650～950℃氧化焙烧0.5～3.5h。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种石煤钠化焙烧提钒工艺，其特征在于，所述的焙砂在稀酸溶液中浸出钒是将焙砂先按固液质量比1∶1.0～5.0加水和稀酸或加稀酸溶液搅拌，控制溶液pH为0.1-4.5，25-100℃搅拌浸出0.5-6h。
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