CN101450814A

CN101450814A - 一种新的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法

Info

Publication number: CN101450814A
Application number: CNA2007101925654A
Authority: CN
Inventors: 阳云徕; 王勇军
Original assignee: HUNAN CHUANGDA METALLURGICAL GROUP CO Ltd
Current assignee: HUNAN CHUANGDA METALLURGICAL GROUP CO Ltd
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2009-06-10

Abstract

一种新的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法，其是将石煤钒矿破碎后，直接加水进行湿球磨，再送反应釜加酸加压搅拌浸出，浸出矿浆固液分离出浸出液，浸出液经预处理后萃取富集、提纯，用萃取后的反萃液沉淀多钒酸铵，再热解得到五氧化二钒产品。本发明的生产过程自动化程度高，操作方便、运行稳定可靠，钒收得率大于75％，生产成本比钠法和常压酸浸法更低，硫酸耗量仅为常压酸浸法的三分之一，矿石磨细采用湿式球磨机，不焙烧，对环境无污染，矿产资源和热能得到充分利用，浸出时间缩短一倍以上，节省热能，降低了成本，生产过程不会破坏石煤矿中的碳含量，浸出渣可以用来发电、制水泥、烧砖瓦等。

Description

一种新的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法

技术领域

本发明涉及化工冶金领域，特别是一种新的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法。

背景技术

钒是高熔点稀有金属，具有许多优良的性能，在化工、冶金等行业得到广泛的应用，随着我国现代化建设的高速发展，钒及其化合物的需求量越来越大，我国目前主要是从钒钛磁铁矿中提取。含钒石煤是我国一种新型的钒矿资源，从石煤中提取五氧化二钒是石煤综合利用的一个重要方面，我国从石煤中提取钒主要采用钠化焙烧—水浸—离子变换—氨盐沉钒工艺流程，五氧化二钒的总回收率约45％，有的甚至更低，产品中五氧化二钒含量≥98％，此工艺流程的缺点是：不仅五氧化二钒的总回收率低，成本高，而且流程较复杂，劳动强度大，更为严重的是钠化焙烧中产生大量的氯化氢气体，严重污染周围环境。近年来出现了石煤钙化焙烧—碳铵浸出，钠化焙烧—水浸渣再酸浸，氧化焙烧—碱浸等提钒工艺，但效果均不理想。中国专利CN1057130C公告了一种从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法，其是将石煤部分脱碳后加入8％以内的盐和钙进入球磨，料球焙烧后，在低酸溶液中进行酸浸，再进行溶液净化、萃取、反萃取，反萃取后加纯化、沉淀偏钒酸铵，然后进入后续程序。其仍然存在需焙烧、生产过程破坏了石煤矿中的碳含量，钒的回收率只有60％、硫酸耗量高、浸出时间长等不足。

发明内容

本发明的目的在于现有技术的上述不足，而提供一种新的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法，以提高五氧化二钒的总回收率，降低生产成本，简化工艺流程，减少“三废”对环境的污染。

本发明的技术方案是：一种新的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法，其是将石煤钒矿破碎后，直接加水进行湿球磨，再送反应釜加酸加压高温搅拌浸出，浸出矿浆固液分离出浸出液，浸出液经预处理后萃取富集、提纯，用萃取后的反萃液沉淀多钒酸铵，再热解得到五氧化二钒产品。

本发明进一步的技术方案是：湿球磨时控制液固比为0.8～1.2：1，出料粒度范围为95％的矿粉粒度小于60目。

本发明再进一步的技术方案是：加酸加压高温搅拌浸出的硫酸加入重量为矿石重量的5～10％，浸出温度120～170℃，浸出压力0.1～0.8Mpa，浸出时间2～8小时。

本发明更进一步的技术方案是：浸出矿浆固液分离后的滤液和第一次洗涤液合并成萃原水，第二次洗涤液返回洗涤工序。

本发明与公知技术相比具有如下优点：

1、由于矿石磨细采用湿式球磨机，不焙烧，雨季生产不受阻，无粉尘污染，根除了烟气对环境的污染，大大改善工厂和周边环境。

2、浸出采用立式或卧式反应釜，升高浸出温度不仅减少了硫酸用量，还缩短了浸出时间，节省了燃料。

3、生产过程不会破坏石煤矿中的碳含量，浸出渣可以用来发电、制水泥、烧砖瓦等。

4、生产废水大部分直接循环使用，萃余水经处理后返回浸出工序循环使用。

5、钒的回收率达75％以上，比钠法或钙法提高约30％。

6、与常压酸浸法比较，硫酸耗量仅为常压酸浸法的三分之一，浸出时间缩短一倍以上，节省热能，降低了成本。

以下结合具体实施方式对本发明的详细内容作进一步描述。

具体实施方式

一种新的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法，其包括如下步骤：

将石煤钒矿破碎后，直接加水进行湿球磨，再送反应釜加酸加压高温搅拌浸出，浸出矿浆固液分离出浸出液，浸出液经预处理后萃取，用萃取后的反萃液沉淀多钒酸铵，再热解得到五氧化二钒产品。

具体工艺为：

1、石煤钒矿破碎湿球磨：将石煤钒矿破碎后，直接加水在湿式球磨机中球磨成石煤矿浆，控制液固比为0.8～1.2：1，出料粒度范围为95％的矿粉粒度为60～120目；

2、加酸加压高温搅拌浸出：石煤矿浆的浸出在立式或卧式反应釜中进行，配加的酸为硫酸或盐酸，酸的配入重量为矿石重量的5～10％，可根据矿石成份调整酸的比例，浸出温度120～170℃，浸出压力0.1～0.8Mpa，浸出时间2～8小时，反应釜操作采用多台串联作业或单台间接作业；

3、固液分离出含钒溶液：浸出矿浆的固液分离在水平带式过滤机或板框压滤机进行，分离出的含钒溶液中，五氧化二钒含量在5.0g/L以上，浸出矿渣经两次逆流洗涤后，浸出矿渣中五氧化二钒的含量在0.2％以下，浸出率>85％；

4、含钒溶液预处理成萃原液：含钒溶液的萃取在箱式混合澄清槽中进行，向含钒溶液中加入矿石重量0.7～1％的铁屑或硫代硫酸钠将Fe³⁺还原为Fe²⁺，加氨水调节体系PH值2.2～2.5，将含钒溶液预处理成萃原液，萃取有机相组成体积比：P204为10～20％，TBP为3～5％，煤油为75～85％，反萃取水相为1.5～2.5N硫酸溶液，贫有机相再生液为3.0～4.0N硫酸溶液，贫有机相用硫酸或碳酸氢铵溶液再生后循环使用；

5、萃取：采取六级萃取、五级反萃，分别为逆流进行，有机相、反萃液，再生液均闭路循环使用，萃余水经处理后返回浸出工序循环使用。其中萃取率为98.8％以上，反萃取率达99.7％；

6、反萃：反萃水相经过五级逆流反萃取后，溶液中五氧化二钒的含量达90g/L以上；

7、沉淀：将沉钒母液送入沉钒罐(搪瓷反应釜或沉钒池)，加温至50～90℃，先用氯酸钠或高锰酸钾将溶液中的低价钒全部氧化成五价，再加氨水调节PH值1.5～2.0，搅拌水解0.5-2小时后，升温煮沸，澄清过滤后所得沉淀即为多钒酸铵，(俗称：“红钒”)。沉钒尾液直接返回浸出工序循环使用；

8、热解；多钒酸铵在110～200℃下干燥后，在氧化气氛中，于500～550℃下热解3～6小时，即得红棕色(或橙黄色)五氧化二钒粉末产品，精钒产品中五氧化二钒含量≥99.0％。

浸出矿浆固液分离后的滤液和第一次洗涤液合并成萃原水，第二次洗涤液返回洗涤工序。

本发明的生产过程自动化程度高，操作方便、运行稳定可靠，钒收得率大于75％，生产成本比钠法和常压酸浸法更低，对环境无污染，矿产资源和热能得到充分利用。

本发明不局限于上述的具体内容，只要是采用先将矿石用湿式球磨机磨细再用加酸加压高温搅拌酸浸的方法从石煤钒矿中提取五氧化二钒，就落在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种新的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法，其特征是将石煤钒矿破碎后，直接加水进行湿球磨，再送反应釜加酸高温搅拌浸出，浸出矿浆固液分离出浸出液，浸出液经预处理后萃取富集、提纯，用萃取后的反萃液沉淀多钒酸铵，再热解得到五氧化二钒产品。

2、根据权利要求1所述的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法，其特征是湿球磨时控制液固比为0.8～1.2：1，出料粒度范围为95％的矿粉粒度小于60目。

3、根据权利要求1或2所述的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法，其特征是加酸高温搅拌浸出的硫酸加入重量为矿石重量的5～10％。

4、根据权利要求1所述的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法，其特征是其特征是加酸高温搅拌浸出的浸出温度120～170℃，浸出压力0.1～0.8Mpa，浸出时间2～8小时。

5、根据权利要求所述的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法，其特征是沉钒罐采用搪瓷反应釜或沉钒池。

6、根据权利要求1所述的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法，其特征是浸出矿浆固液分离后的滤液和第一次洗涤液合并成萃原水，第二次洗涤液返回洗涤工序。

7、根据权利要求1所述的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法，其特征是浸出矿浆的固液分离采用水平真空带式过滤机或板框压滤机过滤。

8、根据权利要求1所述的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法，其特征是预处理后的含钒溶液用P204、TBP、煤油组成的有机相萃取。

9、根据权利要求1所述的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法，其特征是沉钒母液在50℃～90℃的温度条件下加氯酸钠或高锰酸钾氧化，加氨水调PH1.5～2.0，得到多钒酸铵沉淀。

10、根据权利要求1所述的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法，其特征是多钒酸铵在110～200℃下干燥后，在氧化气氛中，于500～550℃下热解3～6小时得到五氧化二钒产品。