一种从含钒矿石焙烧料中提钒的浸出方法以及在石煤空白焙烧-直接浸取提钒工艺中的应用技术

本发明专利技术公开了一种从含钒矿石焙烧料中提钒的浸出方法及其在石煤空白焙烧－直接浸取提钒工艺中的应用。其主要特点是将石煤破碎投入立窑中焙烧，在８００～１１００℃温度下一步完成氧化脱碳过程，将焙烧料粉碎成颗粒状，分别放入两组防腐池中，一组加酸静浸，另一组加碱静浸，然后将酸碱浸出液混合，中和至ｐＨ６～９，加入絮凝剂净化除杂。这种工艺消除了Ｃｌ↓［２］污染，简化了工艺流程，节约了设备投资和原料消耗，降低了生产成本，提高了钒回收率。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从石煤或其他含钒矿石中提取五氧化二钒的方法。石煤中钒主要赋存于粘土矿物之中，化学式可视为K＜1(Al，V)2(OH)2nH2O。这类矿物在高温通风条件下焙烧，高价钒的氧化物与各种金属元素的氧化物生成相应的钒酸盐类，其中K、Na的钒酸盐可溶于水，其余钒酸盐可溶于酸和碱。利用这一特性，国内外进行了多种石煤提钒的试验，有部分已应用于工业化生产。目前国内外提钒最普遍的方法是钠化法，即用一种或几种钠盐与矿石混合焙烧，生成能溶于水的钒酸钠，再用水或酸或碱溶解浸出，然后用铵盐沉钒法，使钒以钒酸铵或多钒酸铵的形式沉淀，最后将沉淀物灼烧制得五氧化二钒产品。这类方法存在的主要问题有(1)钠盐消耗量大，生产成本高，每吨五氧化二钒需耗工业食盐30吨左右；(2)焙烧过程中产生大量的HCl、Cl2、SO2、SO3等有害气体，污染环境，腐蚀设备；(3)平窑占地面积大，不利于机械化生产，需要的生产人员多，劳动强大，劳动效率低；(4)工艺流程冗长复杂，设备投资巨大，既费时又费力费工。(5)粉碎粒度过细，浸取液中悬浮物多，固液分离困难，影响钒的回收率。钒的总回收率一般不超过46％。湖南省安化县东坪钒冶炼厂研究出了一种低盐掺钙焙烧—常温稀酸浸出—萃取提钒工艺(专利申请号96118450.7)，与传统工艺相比前进了一大步，环境污染大为减少，生产成本大为降低，但因仍需加盐焙烧，传统工艺的缺陷该方法也不同程度地存在，废气、废水排放量仍然很大，没有从根本上改变环境污染问题。湖南省怀化双溪钒厂和湖南省煤炭科学研究所共同完成的石煤无盐焙烧—稀酸浸出—溶剂萃取提钒工艺，因其对矿石有特殊要求，不宜普遍推广；同时单用酸浸取，需加碱中和，增加了无谓消耗；还因矿石需经脱炭—球磨—成球—平窖焙烧等多道工序处理，经过了二次焙烧，消耗大量人力、物力、电热能源，致使设备投资和维护以及生产成本增加。浙江化工研究院采用石煤酸浸—中间盐法提取五氧化二钒工艺，因每吨五氧化二钒产品耗浓硫酸30余吨，成本高且工艺复杂，未能实现工业化生产。中国地质大学北京研究生部进行过石煤不掺添加剂，在800～820℃氧化焙烧，焙砂加碱浸取，用萃取法从浸取液中回收钒的小试，因该工艺焙烧条件苛刻，不易实现工业化生产。上述提钒工艺在浸出过程中，大都是单独用酸浸或单独用碱浸，单独用酸或碱浸出后，需要另外用相当数量的碱成酸中和，增加了酸碱消耗量，成本自然会高。本专利技术的目的在于提供一种降低酸碱消耗量、降低生产成本的从含钒矿石焙烧料中同时采用酸碱静浸提钒的方法。本专利技术的目的还在于提供一种石煤空白焙烧—酸、碱直接浸出提钒的方法。该方法适应性广，无氯化氢气体污染，减少了废水污染，简化了工艺流程，节省了设备投资，降低了生产成本，提高了钒的回收率。为了达到上述目的，本专利技术的技术解决方案是一种从含钒矿石焙烧料中提钒的浸取工艺，其浸出方式为将含钒矿石氧化脱炭后的焙烧料，分别放入两组防腐池中，一组加酸静浸，另一组加碱静浸，然后将酸浸液和碱浸液混合中和并净化除杂。上述技术解决方案中所用酸为硫酸，其加入量为焙烧料重量的2～15％；所用碱为烧碱，其加入量为焙烧料重量的1～10％。为了达到上述另一目的，本专利技术的技术解决方案是一种石煤空白焙烧—酸、碱浸出提钒的方法，将石煤破碎，投入立窑中焙烧，在800～1100℃温度条件下一步完成氧化与脱炭过程，使致密的矿石变得多孔、疏松，将低价态的钒氧化成高价态的钒，改善矿石的渗透性和钒的易溶性。将脱炭后的焙烧料粉碎成粗颗粒状，分别放入两组防腐池中，一组加酸静浸，另一组加碱静浸，然后将酸浸液和碱浸液混合中和至PH6～9，加入絮凝剂净化除杂并过滤，最后用萃取法或离子交换法制得五氧化二钒。本技术解决方案中将石煤破碎成10～60mm＞80％块片后投入圆柱形立窑中焙烧，在800～900℃温度条件下一步完成氧化与脱炭过程，脱炭率达到95％以上。本技术解决方案中焙烧料粉碎成5～30mm＞80％的粗颗粒。本技术解决方案中所用的酸为硫酸或盐酸溶液或硫酸与盐酸的混合酸液；所用碱为烧碱或碳酸钠溶液或者烧碱与碳酸钠的混合碱溶液。本技术解决方案中所用的酸为硫酸溶液，其加入量控制在硫酸含量为焙烧料重量的2～15％，最好为6～8％。本技术解决方案中所用的碱为烧碱溶液，其加入量控制在烧碱含量为焙烧料重量的1～10％，最好为4～6％。本技术解决方案中所用的硫酸为稀硫酸，所用碱为烧碱溶液，加入的方法是分别均匀淋洒在两组焙烧料上，让焙烧料吸收至饱和状态，即其淋洒量控制在硫酸含量达到焙烧料重量的6～8％，烧碱含量达到焙烧料重量的4～6％，在常温至100℃温度条件下保持0.5～6小时，然后加入常温～100℃的清水至固液比1∶1，静浸8～72小时，在静浸过程中，酸浸液、碱浸液分别循环转换1～3次。本技术解决方案中稀硫酸淋洒量控制在硫酸含量达到焙烧重量的6～8％，液碱淋洒量控制在烧碱含量达到焙烧料重量的4～6％，在常温条件下保持2～3小时，然后加入常温的清水至固液比1∶1，静浸48小时，在静浸过程中，酸浸液和碱浸液分别循环转换1次，即每24小时循环转换1次。本技术解决方案中酸、碱静浸完成之后，将酸、碱两种浸出液排出，再用清水静浸洗涤，固液比仍为1∶1，每天换一次清水，连续换水3次，酸、碱浸出液和第1次两种水浸洗涤液转入后续工序处理，第2、3次水浸洗涤液返回作下批焙烧料酸、碱静浸和第1次水浸洗涤的用水。本技术解决方案中将酸浸液、碱浸液和两种第一次水浸洗涤液放入防腐池中混合，中和至PH7～8.5，然后加入硫酸铝和聚丙烯酰胺絮凝剂沉淀杂质并过滤，将滤渣焙烧后返回到焙烧料中继续浸取。下面结合附图和实施例对本专利技术的具体工艺步骤作详细说明。附图为本专利技术的工艺流程图。1、石煤空白焙烧。将石煤用颚式破碎机破碎，80％以上的石煤破碎至5～100mm，最好粒度为10～60mm，然后投入圆柱形立窑中，立窑内径为2米，高10米。立窑上部为预热区，主要作用是脱掉石煤中的硫和水分并将石煤预热加温。中部为脱炭氧化区，是石煤矿石焙烧的主要部位，其间设置有搁管，炉子中心温度控制在800～1100℃，最佳为800～900℃，控制脱炭率达95％以上。下部为冷却区，中部焙烧料放至下部后，通过下面进入的冷空气将其温度降至750℃以下。中部矿石在焙烧过程中，五价钒的氧化物可与K、Al、Fe、Ca、Mg、Mn等金属元素的氧化物生成多种钒酸盐，同时将低价钒(V+3、V+4)氧化成高价钒(V+5)。2、酸、碱浸出。将破碎至5～30mm＞80％的焙烧料分别投入两组防腐池中，一组均匀淋洒浓度为40％的稀硫酸，一组均匀淋洒浓度为35％的液体烧碱(硫酸和烧碱溶液的浓度按焙烧料吸收溶液的多少来定)，让焙烧料吸收酸、碱溶液至饱和状态，即其淋洒量控制在硫酸含量为焙烧料重量6～8％，烧碱含量为焙烧料重量4～6％为宜，在常温至100℃温度条件下保持0.5～6小时，然后加入常温～100℃的清水至固液比1∶1，静浸8～72小时。在浸出过程中，酸、碱浸出液分别循环转换1～3次。然后分别将酸、碱两种浸出液排出，再用清水静浸洗涤，固液比仍为1∶1，每天加换一次清水，连续换水3次，酸、碱浸出液和第1次水浸洗涤液转入后续工序处理，第2、3次水浸洗涤液返回作下批焙烧料酸、碱静浸和第1次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含钒矿石焙烧料中提钒的浸取方法，其特征在于：将氧化脱炭后的含钒矿石焙烧料，分别放入两组防腐池中，一组加酸静浸，一组加碱静浸，然后将酸浸液和碱浸液混合中和并净化除杂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谌东开，谌建开，罗振先，
申请(专利权)人：湖南省安化县碳化硅厂，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]