CN103112897A

CN103112897A - 一种从石煤中同时提取钒、铝、钾的方法

Info

Publication number: CN103112897A
Application number: CN2013100743601A
Authority: CN
Inventors: 刘廷军; 詹海青; 喻中甫
Original assignee: Guizhou Zunyi Hui Xing Ferroalloy Co Ltd
Current assignee: Guizhou Zunyi Hui Xing Ferroalloy Co Ltd
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2013-05-22

Abstract

本发明提供一种用过氧化钠代替氯化钠作催化剂，中温焙烧，采用1号、2号、3号萃取剂分步低温萃取钒、铝、钾的新工艺方法。不产生废水、氯气和氯化氢等废气，改传统的二次焙烧制V₂O₅为一次焙烧，去掉了由钒酸铵或偏钒酸铵制取V₂O₅的工艺过程，简化了工艺流程，提高了回收率和纯度，降低了成本，保护了环境。母液综合利用，提取了Al₂O₃和K₂SO₄，资源得以综合利用，工艺简单易行，具有较好的经济和社会效益，值得推广应用。

Description

一种从石煤中同时提取钒、铝、钾的方法

技术领域

本发明属从含钒岩石、石煤中提取五氧化二钒领域。

背景技术

我国从20世纪60年代初开始进行从含钒岩石中提钒的研究，到70年代普遍采用添加氯化钠焙烧，用水直接溶出铵盐沉淀偏钒酸铵或多钒酸铵，再氧化焙烧成五氧化二钒的工艺。该工艺总回收率低于50%，回收率低、资源有效利用差。而且该工艺在氯化焙烧过程中每吨产品需添加20～25吨的氯化钠进行焙烧，因而产生大量的对周边环境造成严重污染的烟尘和氯化氢、氯气、二氧化硫等难以处理的腐触性废气，排出大量的含盐废水，为典型的以牺牲环境为代价的生产工艺，目前我国已经全面禁止，近年来我国一些科研、生产部门在提高V₂O₅的总回收率、简化工艺流程，减少污染物的产生，进行了大量有益的探索和实践。如CN101092248A《五氧化二钒生产工艺》，提供一种含钒石煤或钒渣经添加剂无钠焙烧，用稀硫酸浸取，同时回收钒、镁生产硫酸铝和铁红，不产生废水、氯气和氯化氢气体，减少了环境污染，但其工艺中将钒的化合物采用加稀硫酸、硫酸铵或者氯化铵沉出多钒酸铵或偏钒酸铵仍要经400～500℃氧化焙烧，才得到V₂O₅产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种用过氧化钠代替氯化钠作催化剂中温焙烧，采用复合酸低温分步萃取法萃取钒、铝、钾元素，综合利用矿产资源，不产生废水，氯气和氯化氢废气，改二次焙烧制V₂O₅为一次焙烧，去掉由钒酸铵或偏钒酸铵制取V₂O₅工艺流程，提高回收率和纯度，降低成本的新工艺。

根据本发明的目的其生产工艺步骤为：

1、配制催化剂和1号萃取剂：催化剂为过氧化钠，配制成8%～12%水溶液备用。1号萃取剂配制为复合酸：85～95%浓硝酸加8～10%浓硫酸，再加1%过氧化钠，配制成10%水溶液使用。

2、 2号萃取剂：配制为双氧水18～22%和75～85%三乙醇铵混合液，配制成10%水溶液备用。

3、 3号萃取剂：配制为85～92%三乙醇铵，8～12%双氧水混合液，配制成10%水溶液备用。

将原料矿钒石煤球磨粉碎至60～80目，加入过氧化钠催化剂和水搅拌成球，焙烧6小时，保温600～720℃，然后加入1号萃取剂，加入量为矿石与1号萃取剂重量比1：0.45～0.50，控制温度75～120℃，时间24小时，压滤机过滤，固体渣用清水清洗1～2次，洗液回收利用，渣加入石灰中合堆放。真空过滤母液浓缩结晶析Al(NO₃)₃, 经加重量比为5：1（Al(NO₃)₃：3号萃取剂）的3号萃取剂除Fe得纯的Al(NO₃)₃，经500～600℃焙烧分解得Al₂O₃，NO₂回收进入水溶液中制成硝酸回收利用，真空过滤后的母液浓缩结晶析粗V₂O₅晶体，加（V₂O₅：2号萃取剂）重量比为（1：0.1）的2号萃取剂浓缩结晶萃取提纯V₂O₅，其含水量为50～60%，经500～600℃温度烘干，得纯度99%的V₂O₅，母液进入下一工序提钾，加入（母液：3号萃取剂）重量比为（1：0.1）的3号萃取剂，继续浓缩结晶提取钾，得K₂SO₄产品，废液回收再利用。

本发明的优点是采用催化剂代替氯化钠焙烧，不含产生严重污染环境的氯气、氯化氢气体。固液分离采用全密封压滤方式进行，蒸发后的萃取液母液蒸汽经冷凝器冷凝后返回浸取液配制贮罐循环使用，不产生废水。由于采用复合酸浸取，提高了转化率10～20%，采用二次萃取蒸发工艺，简化了工艺流程，改二次焙烧为一次焙烧，去掉了由钒酸铵或偏钒酸铵制取V2O₅的工艺流程，包括去掉了中和工序、沉淀工序、离心甩干工序，钒酸铵煅烧工序，V₂O₅含量可达99%。可同时提取钒、铝、钾，实现了资源节约与综合利用，降低了成本，保护了环境。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

现结合附图对本发明的工艺流程作进一步的说明。

1000公斤矿粉工艺操作实施例：

1. 原料用含钒岩石，亦称黑色页岩钒矿、石煤，颜色为黑黄色，各成分主要含量为V₂O₅：0.82%（V：0.46%）、Al₂O₃：17.08%，K:1.98%，Fe:4%，将原料矿球磨粉碎为60～80目矿粉。

2. 加入过氧化钠催化剂和水拌和成球。过氧化钠与水（重量比1：10）配制成水溶液，按每吨矿石加入2.5公斤（2.5升）此水溶液。

3. 在平窑或旋转炉焙烧6小时，保温600～720℃。

4. 加入1号萃取剂，控制温度80～110℃，时间24小时，加入量500公斤（500升）。

5. 用压滤机过滤，固体渣用清水清洗1～2次，洗液回收利用，渣加入石灰中和后堆放。

6. 母液浓缩结晶析出Al(NO₃)₃，粗Al(NO₃)₃除Fe得纯Al(NO₃)₃，Al(NO₃)₃经500～600焙烧分解得Al₂O₃，NO₂回收进入水溶液中制成硝酸回收利用。

7. 真空过滤，固液分离，含钒的母液浓缩析V₂O₅。

8. 含钒的粗V₂O₅晶体，加入2号萃取剂100公斤二次萃取提纯V₂O₅，母液进入下一工序用于继续提钾。

9. 二次萃取制得的含钒溶液浓缩结晶物，因液分离后结晶物为含水

V₂O₅（含水量为50～60%），经过500～600℃的高温烘干，得99%的高纯V₂O₅成品。

10.真空过滤后的母液加入3号萃取剂100公斤继续浓缩结晶析钾盐，得K₂SO₄成品，母液回收利用。

Claims

1.一种从钒石煤中同时提取钒、铝、钾的方法，其特征在于：将原料矿钒石煤球磨粉碎，加入过氧化钠催化剂和水搅拌成球，焙烧6小时，保温600～720℃，然后加入1号萃取剂，加入量为矿石与1号萃取剂重量比1：0.45～0.50，控制温度75～120℃，时间24小时，压滤机过滤，固体渣用清水清洗1～2次，洗液回收利用，渣加入石灰水中和合堆放，真空过滤母液浓缩结晶析Al(NO₃)₃，Al(NO₃)₃经除Fe得纯的Al(NO₃)₃，经500～600℃焙烧分解得Al₂O₃，NO₂回收进入水溶液中制成硝酸，回收利用，真空过滤后的母液浓缩结晶析粗V₂O₅晶体，加（V₂O₅：2号萃取剂）重量比为（1：0.1）的2号萃取剂，浓缩结晶萃取提纯V₂O₅，其含水量为50～60%，经500～600℃温度烘干，得纯度99%的V₂O₅，母液进入下一步工序提钾，加入（母液：3号萃取剂）重量比为（1：0.1）的3号萃取液，继续浓缩结晶提取钾，得K₂SO₄产品，废液回收利用。

2. 根据权利要求1所述的从钒石煤中同时提取钒、铝、钾的方法，其特征在于：催化剂过氧化钠配制成8～12%的水溶液。

3.根据权利要求1所述的从钒石煤中同时提取钒、铝、钾的方法，其特征在于：1号萃取剂为复合酸：85%～95%的浓硝酸，加8～10%浓硫酸，再加1%过氧化钠，配制成10%水溶液。

4.根据权利要求1所述的从钒石煤中同时提取钒、铝、钾的方法，其特征在于：2号萃取剂配制为双氧水18～22%和75～85%三乙醇铵混合液，配制成10%水溶液。

5.根据权利要求1的所述的从钒石煤中同时提取钒、铝、钾的方法，其特征在于：3号萃取剂的配制为85～92%三乙醇铵和8～12%双氧水混合液，配制成10%水溶深。