一种利用钙质添加剂从含钒石煤中提取钒的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用钙质添加剂从含钒石煤中提取钒的方法。其技术方案是：按钙质添加剂中Ca的质量∶含钒石煤原矿的质量为（0.032~0.089）∶1配料，混匀，磨细，在700~1000℃条件下焙烧1.5~2.5h。出炉的焙烧产物直接投入浸出剂中冷却，一段固液分离，得到一段浸出液和一段冷却渣。将体积浓度为10~25%的H

【技术实现步骤摘要】
一种利用钙质添加剂从含钒石煤中提取钒的方法
本专利技术属于提钒
具体涉及一种利用钙质添加剂从含钒石煤中提取钒的方法。
技术介绍
各地区的含钒石煤成分及钒的赋存状态差异较大，因此针对不同地区的含钒石煤，也形成了不同的提钒工艺。含钒石煤提钒技术存在多样性，但对于含钒石煤而言，提钒的难点和关键都是矿石的分解过程，即含钒石煤中钒由固相进入液相的过程。对于云母型含钒石煤的提钒工艺均需要破坏硅铝酸盐矿物结构，将目标元素钒释放到溶液中。石煤提钒工艺一般分为火法焙烧-湿法提钒和全湿法提钒。其中全湿法提钒工艺对原矿的选择性很强，仅适用于以高价态和吸附态存在的氧化性石煤，并且需要在很高的酸浓度或高温高压的条件下才能破坏含钒硅酸盐矿物的晶格结构，生产成本高。当钒呈嵌布态存在于矿物内部时，全湿法提钒无法满足工业化需求。钙化焙烧酸浸工艺作为火法焙烧-湿法提钒中的一种，因其焙烧过程不产生有害气体，并对焙烧产生的SO2有一定程度的吸收作用，酸浸渣中钙含量较高，是建材行业可选用的原材料，有助于石煤提钒的资源综合利用等优点而受到人们青睐。目前钙化焙烧是一种低污染、环境友好型焙烧工艺，但仍面临钙质添加剂对含钒石煤晶体结构破坏有限，后续酸耗量大，钒浸出率不高等问题。“一种从石煤中提取五氧化二钒的方法”（CN101274778A）专利技术，该技术采用CaCO3为添加剂，一段在600~800℃脱碳1~4h，二段在800~1100℃焙烧氧化2~6h后，焙烧熟料在硫酸中浸出2~7h。该方法废气污染少，但焙烧时间和浸出时间过长，能耗高，对于钒以低价态和类质同象的形式赋存于云母类矿物中的含钒石煤其浸出率低于75%。“一种从含钒石煤矿中浸取钒的方法”（CN101481755A）专利技术，该技术采用两段氧压酸浸工艺，引入压力场，在氧气和硫酸的作用下浸取钒。通过一段酸浸在釜内压力为0.8~3.0MPa和120~180℃条件下浸出60~240min，二段酸浸在釜内压力为0.8~2.5MPa条件下浸出60~240min，可达到较理想的浸出率。但酸浸时间较长，浸出温度较高，对设备要求苛刻。综上所述，现有的石煤钙化焙烧提钒工艺主要存在能耗高、酸耗量大和钒浸出率低等缺点。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种酸耗量小、环境友好、连续生产性强和钒浸出率高的利用钙质添加剂从含钒石煤中提取钒的方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：按钙质添加剂中Ca的质量∶含钒石煤原矿的质量为（0.032~0.089）∶1配料，混匀，磨至粒径小于0.15mm，在700~1000℃条件下焙烧1.5~2.5h。然后在同样温度条件下出炉，出炉的焙烧产物直接投入5~100℃的浸出剂中冷却，冷却时间为1~5min。再进行一段固液分离，得到一段浸出液和一段冷却渣。其中：一段浸出液直接用于后续净化富集作业，一段冷却渣用于后续二段酸浸。将体积浓度为10~25%的H2SO4置于搅拌浸出槽中，按液固质量比为（1~2.5）∶1向搅拌浸出槽中加入一段冷却渣；再向搅拌浸出槽中加入CaF2，CaF2的加入量为含钒石煤原矿的3~8wt%，在80~100℃条件下搅拌1~4h；然后进行二段固液分离，得到二段浸出渣和二段浸出液。二段浸出渣即为最终尾渣，二段浸出液全部作为所述浸出剂。所述钙质添加剂为CaCO3、CaO、Ca(OH)2和CaCl2一种以上。所述含钒石煤原矿为钒以低价态和类质同象的形式赋存于云母类矿物中的含钒石煤；所述含钒石煤原矿：V2O5品位为0.6~1.4wt%，CaO含量为4.0~8.0wt%。由于采用上述技术方案，本专利技术采用钙化焙烧、快速冷却、两段逆流循环酸浸，与现有技术相比具有如下积极效果：本专利技术在钙化焙烧过程中无有毒气体产生，对环境友好。焙烧产物无需降温，直接投入浸出剂中冷却，通过快速冷却将部分易浸出钒快速溶解到浸出剂中，自身热量可对浸出剂加热，节约能源。本专利技术将一段冷却渣置于添加有CaF2的硫酸溶液中，加剧对石煤原矿结构的破坏，促进难浸出钒的浸出，提高钒浸出率。本专利技术将二段浸出液全部返回一段酸浸过程，利用二段浸出液中残留的酸快速溶解部分易浸出钒，降低了硫酸的耗量，连续生产性强，生产效率高。因此，本专利技术具有酸耗量低、连续生产性强、钒的浸出率高和环境友好的优点。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步的描述，并非对保护范围的限制。实施例1一种利用钙质添加剂从含钒石煤中提取钒的方法。本实施例所述方法是：按钙质添加剂中Ca的质量∶含钒石煤原矿的质量为（0.032~0.049）∶1配料，混匀，磨至粒径小于0.15mm，在700~800℃条件下焙烧1.5~1.9h。然后在同样温度条件下出炉，出炉的焙烧产物直接投入5~100℃的浸出剂中冷却，冷却时间为1~5min。再进行一段固液分离，得到一段浸出液和一段冷却渣。其中：一段浸出液直接用于后续净化富集作业，一段冷却渣用于后续二段酸浸。将体积浓度为10~15%的H2SO4置于搅拌浸出槽中，按液固质量比为（1~1.5）∶1向搅拌浸出槽中加入一段冷却渣；再向搅拌浸出槽中加入CaF2，CaF2的加入量为含钒石煤原矿的3~5wt%，在80~100℃条件下搅拌1~2.5h；然后进行二段固液分离，得到二段浸出渣和二段浸出液。二段浸出渣即为最终尾渣，二段浸出液全部作为所述浸出剂。所述含钒石煤原矿为钒以低价态和类质同象的形式赋存于云母类矿物中的含钒石煤；所述含钒石煤原矿：V2O5品位为0.6~0.9wt%，CaO含量为4.0~6.0wt%。所述钙质添加剂为CaCO3。实施例2一种利用钙质添加剂从含钒石煤中提取钒的方法。本实施例除钙质添加剂外，其余同实施例1。所述钙质添加剂为CaO和Ca(OH)2的混合物。实施例3一种利用钙质添加剂从含钒石煤中提取钒的方法。本实施例除钙质添加剂外，其余同实施例1。所述钙质添加剂为CaO、Ca(OH)2和CaCl2的混合物。实施例4一种利用钙质添加剂从含钒石煤中提取钒的方法。本实施例所述方法是：按钙质添加剂中Ca的质量∶含钒石煤原矿的质量为（0.047~0.065）∶1配料，混匀，磨至粒径小于0.15mm，在800~900℃条件下焙烧1.7~2.1h。然后在同样温度条件下出炉，出炉的焙烧产物直接投入5~100℃的浸出剂中冷却，冷却时间为1~5min。再进行一段固液分离，得到一段浸出液和一段冷却渣。其中：一段浸出液直接用于后续净化富集作业，一段冷却渣用于后续二段酸浸。将体积浓度为13~18%的H2SO4置于搅拌浸出槽中，按液固质量比为（1.4~1.9）∶1向搅拌浸出槽中加入一段冷却渣；再向搅拌浸出槽中加入CaF2，CaF2的加入量为含钒石煤原矿的4~7wt%，在80~100℃条件下搅拌1.5~3.0h；然后进行二段固液分离，得到二段浸出渣和二段浸出液。二段浸出渣即为最终尾渣，二段浸出液全部作为所述浸出剂。所述含钒石煤原矿为钒以低价态和类质同象的形式赋存于云母类矿物中的含钒石煤；所述含钒石煤原矿：V2O5品位为0.8~1.1wt%，CaO含量为5.0~7.0wt%。所述钙质添加剂为CaO。实施例5一种利用钙质添加剂从含钒石煤中提取钒的方法。本实施例除钙质添加剂外，其余同实施例4。所述钙质添加剂为CaCO3和Ca本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用钙质添加剂从含钒石煤中提取钒的方法，其特征在于所述方法是：按钙质添加剂中Ca的质量∶含钒石煤原矿的质量为（0.032~0.089）∶1配料，混匀，磨至粒径小于0.15mm，在700~1000℃条件下焙烧1.5~2.5h；然后在同样温度条件下出炉，出炉的焙烧产物直接投入5~100℃的浸出剂中冷却，冷却时间为1~5min；再进行一段固液分离，得到一段浸出液和一段冷却渣；其中：一段浸出液直接用于后续净化富集作业，一段冷却渣用于后续二段酸浸；将体积浓度为10~25%的H

【技术特征摘要】
1.一种利用钙质添加剂从含钒石煤中提取钒的方法，其特征在于所述方法是：按钙质添加剂中Ca的质量∶含钒石煤原矿的质量为（0.032~0.089）∶1配料，混匀，磨至粒径小于0.15mm，在700~1000℃条件下焙烧1.5~2.5h；然后在同样温度条件下出炉，出炉的焙烧产物直接投入5~100℃的浸出剂中冷却，冷却时间为1~5min；再进行一段固液分离，得到一段浸出液和一段冷却渣；其中：一段浸出液直接用于后续净化富集作业，一段冷却渣用于后续二段酸浸；将体积浓度为10~25%的H2SO4置于搅拌浸出槽中，按液固质量比为（1~2.5）∶1向搅拌浸出槽中加入一段冷却渣；再向搅拌浸出槽中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，汪博，张一敏，黄晶，陈铁军，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42