一种从石煤钒矿中浸取钒的方法技术

本发明专利技术提供了一种从石煤钒矿中浸取钒的方法，所述方法包括以下步骤：将石煤钒矿矿粉与浓硫酸混合后进行熟化，得到熟化料；将得到的熟化料加水后进行水热浸取，固液分离得到含钒浸出液和浸出渣。本发明专利技术通过将石煤钒矿进行硫酸熟化处理后水热浸出，尤其是通过水热浸出条件的调控，提高了石煤钒矿中钒的浸出率，可以达到93.0％以上；所述方法无需添加助浸剂，对环境无污染，原料使用量减少，操作简单，成本降低，具有较好的经济效益。

A Method of Leaching Vanadium from Stone Coal Vanadium Ore

【技术实现步骤摘要】
一种从石煤钒矿中浸取钒的方法
本专利技术属于有色金属提取
，涉及一种从石煤钒矿中浸取钒的方法。
技术介绍
石煤钒矿是一种重要的钒资源，储量丰富，其中蕴藏的钒(以V2O5计)达1.18×108t，约占全国钒储量的87％。根据风化程度的不同，石煤可分为氧化型石煤钒矿和原生型石煤钒矿，氧化型石煤钒矿中的钒以四价钒或五价钒的形式存在，处于氧化物游离态，故易于酸浸提取；而原生型石煤钒矿中的钒以三价钒的形式存在于铝硅酸盐的晶格结构中，稳定性较强，提取难度较大。因此，目前的研究多针对于原生型石煤钒矿中钒的提取。目前，从石煤钒矿中提取钒的方法主要有两类：焙烧-浸出法和直接酸浸法。由于石煤钒矿中碳、硫、氮等元素含量较高，上述有机元素的成分波动会导致焙烧工序不稳定，而且焙烧法提钒还存在环境污染严重和提取率较低等问题，因此焙烧-浸出法将逐渐被淘汰。直接酸浸法可以有效的解决焙烧过程产生污染性气体问题，逐渐受到重视。CN103421964A公开了一种从含钒石煤中浸取钒的方法，所述方法采用两段常压酸浸的方法浸取钒，同时在浸取过程中添加氟化物破坏铝硅酸盐矿物结构，但该方法中氟化物的加入会有腐蚀性酸的产生，产生的废水处理难度大，而且钒的浸出率还有待提高。CN102899487A公开了一种氧化剂协同硫酸浸取石煤中钒的工艺，以亚硝酸盐作为氧化剂，通过控制氧化剂的加入量以及硫酸的浓度协同浸取钒，之后采用氯酸钠进行深度氧化，所述方法添加物较多，氧化剂会对环境产生危害，过程偏复杂，后期的分离也较为困难，提取成本较高。近年来，在钒的提取过程中，为了提高浸出率，加快浸出速率，通常将矿石先进行活化，在一定程度上破坏铝硅酸盐的晶格结构。CN106566925A公开了一种石煤钒矿拌酸熟化浸出钒的方法，将原料破碎后加入浓硫酸搅拌均匀后保温熟化，然后加水进行浸出，得到含钒浸出液，虽然上述方法的过程较为简单，但主要操作在于熟化过程，未能充分浸取钒，钒的浸出率仍有待提高。综上所述，石煤钒矿中钒的浸取还需要寻求新的方法，不仅能够使钒高效快速浸出，同时能够降低原料成本，无污染，满足环保要求。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种从石煤钒矿中浸取钒的方法，所述方法将石煤钒矿进行熟化处理后水热浸出，先破坏石煤钒矿中铝硅酸盐的矿物结构，再以水热的方式加快钒的浸出；所述方法操作简单，成本低，经济效益好。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种从石煤钒矿中浸取钒的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将石煤钒矿矿粉与浓硫酸混合后进行熟化，得到熟化料；(2)将步骤(1)得到的熟化料加水后进行水热浸取，固液分离得到含钒浸出液和浸出渣。本专利技术中，石煤钒矿中的钒主要存在于铝硅酸盐的矿物结构中，先用浓硫酸进行熟化，一是浓硫酸与石煤钒矿中的碳反应，破坏石煤钒矿内的致密结构，有利于浓硫酸或SO3气体进入石煤钒矿的内部，二是浓硫酸破坏石煤钒矿中铝硅酸盐的矿物结构，从而将钒从铝硅酸盐的晶格中释放出来，有利于后续水热过程钒的浸出；石煤钒矿熟化后其稳定的矿物结构已经松动或破坏，此时再采用水热操作，通过水的蒸发引入外压力场，促使浸出温度的提高，使石煤钒矿中铝硅酸盐类矿物的晶格热振动增强，提高硫酸的反应活性，加快铝硅酸盐类矿物的溶解，提高钒的浸出率；所述方法无需添加助浸剂，环境友好，原料使用量减少，生产成本降低，具有较好的经济效益。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述石煤钒矿矿粉由石煤钒矿经破碎、球磨处理得到。优选地，步骤(1)所述石煤钒矿矿粉的粒径为20～200目，例如20目、40目、60目、80目、100目、120目、140目、160目、180目或200目等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)石煤钒矿矿粉中V2O5的品位在0.72wt％以上，例如0.72wt％、0.75wt％、0.78wt％、0.80wt％、0.83wt％或0.85wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述石煤钒矿中位于铝硅酸盐矿物中的钒占总钒量的80～90wt％，例如80wt％、82wt％、84wt％、86wt％、88wt％或90wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述浓硫酸的浓度为80～98wt％，例如80wt％、83wt％、85wt％、88wt％、90wt％、92wt％、95wt％或98wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为85～98wt％，进一步优选为90～98wt％。优选地，步骤(1)所述浓硫酸与石煤钒矿矿粉的质量比为(0.2～0.8):1，例如0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1或0.8:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为(0.2～0.6):1，进一步优选为(0.2～0.4):1。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述熟化的温度为120～300℃，例如120℃、150℃、180℃、200℃、220℃、250℃、270℃或300℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为150～280℃，进一步优选为180～250℃。优选地，步骤(1)所述熟化的时间为0.1～72h，例如0.1h、0.5h、1h、2h、3h、4h、6h、10h、20h、40h、60h或72h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.5～4h，进一步优选为1～3h。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)中熟化料加水进行调浆，得到混合浆料。优选地，所述混合浆料中水和熟化料的液固比为(1～4):1，例如1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1或4:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为(1～2):1。本专利技术中，水和熟化料的液固比的单位为mL/g，熟化料中加水也可以将剩余的浓硫酸稀释成稀硫酸，从而在酸性条件下进行后续的水热，通过水热条件的调节提高硫酸的活性。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述水热浸取的温度为110～250℃，例如110℃、130℃、150℃、180℃、200℃、220℃或250℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为130～180℃。优选地，步骤(2)所述水热浸取的时间为0.5～24h，例如0.5h、1h、2h、3h、4h、6h、8h、12h、16h、20h或24h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1～8h，进一步优选为2～6h。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述水热浸取的压力为0.12～0.25MPa，例如0.12MPa、0.14MPa、0.16MPa、0.18MPa、0.2MPa、0.22MPa或0.25MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从石煤钒矿中浸取钒的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将石煤钒矿矿粉与浓硫酸混合后进行熟化，得到熟化料；(2)将步骤(1)得到的熟化料加水后进行水热浸取，固液分离得到含钒浸出液和浸出渣。

【技术特征摘要】
1.一种从石煤钒矿中浸取钒的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将石煤钒矿矿粉与浓硫酸混合后进行熟化，得到熟化料；(2)将步骤(1)得到的熟化料加水后进行水热浸取，固液分离得到含钒浸出液和浸出渣。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述石煤钒矿矿粉由石煤钒矿经破碎、球磨处理得到；优选地，步骤(1)所述石煤钒矿矿粉的粒径为20～200目。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)石煤钒矿矿粉中V2O5的品位在0.72wt％以上；优选地，所述石煤钒矿中位于铝硅酸盐矿物中的钒占总钒量的80～90wt％。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述浓硫酸的浓度为80～98wt％，优选为85～98wt％，进一步优选为90～98wt％；优选地，步骤(1)所述浓硫酸与石煤钒矿矿粉的质量比为(0.2～0.8):1，优选为(0.2～0.6):1，进一步优选为(0.2～0.4):1。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述熟化的温度为120～300℃，优选为150～280℃，进一步优选为180～250℃；优选地，步骤(1)所述熟化的时间为0.1～72h，优选为0.5～4h，进一步优选为1～3h。6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏辉，董玉明，刘龙，裴丽丽，王明华，徐红彬，张懿，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11