本发明专利技术公开了一种热压氧化法提取含钒碳质页岩中钒的清洁生产工艺，该工艺将含钒碳质页岩粉碎，置于高压釜中，加入浓度为１０～３０％的盐酸，升温至８０～１００℃，通入氧气使釜内压力至０．５～１．５ＭＰａ，继续升温至１６０～２５０℃，搅拌浸出，冷却，过滤，滤液按常规工艺制备五氧化二钒，与现有技术相比，本发明专利技术采用盐酸为浸出药剂，在加热加压和通氧的条件下直接浸出钒，矿石无需焙烧，对大气环境完全无污染，是一种清洁提钒的方法，对矿石性质和品位无特殊要求，钒的浸出率达９０％以上，最高可达９５％左右，并且提钒工艺简单，生产操作容易，提钒药耗低，钒浸出率高，生产安全性高，工艺对环境十分友好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及清洁提钒
，特别是涉及一种采用热压氧化法提取含钒碳质页岩中钒 的清洁生产工艺。
技术介绍
钒是制备特种钢、钒钛合金、催化剂以及钒液流储能电池等高科技产品的重要材料，广 泛应用于近代工业技术中。钒矿资源主要有钒钛磁铁矿和含钒碳质页岩，含钒碳质页岩占我 国钒总储量的87%，是钒的重要资源。对含钒碳质页岩中提钒工艺研究得最多、最成熟的仍然是钠化焙烧工艺。但钠化焙烧工 艺存在几大问题 一是环境污染十分严重；二是浸出率很低， 一般仅为40 50%;三是不能 综合回收矿石中伴生的有价元素，目前该工艺已全面叫停。近年来，迫于环境保护的压力， 有不少研究机构开始研究无盐焙烧氧化酸浸提钒、钙化焙烧酸浸提钒、氧压酸浸提钒等环保 型工艺，并取得了一定的效果。目前，含钒碳质页岩环保型提钒工艺主要有钙化焙烧酸浸提钒、无盐焙烧酸浸提钒、直 接浸出提钒等几种类型。直接浸出提钒工艺主要分为直接酸浸提钒、氧压酸浸提钒和加压碱 浸提钒等几种类型。直接浸出提钒不仅省去焙烧工段，而且消除了含钒碳质页岩提钒过程对 空气环境的影响，是非常有发展前途的提钒工艺。直接酸浸提钒对矿石性质的要求特别高，仅适用于极少数氧化程度非常高的矿石。直接 酸浸和氧压酸浸一般采用H2S04作为主要浸出药剂，硫酸易和矿石中钙反应生成石膏等副产 物，阻碍浸出药剂进一步与载钒矿物作用，影响钒的浸出率，成本上不经济。氧压碱浸工艺 实际上是从拜尔法提铝工艺移置过来，存在的问题和氧压酸浸提钒工艺差不多，而且后续处 理难度更大， 一般仅用于拜尔法提铝过程中综合回收钒。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是解决现有技术中钒的浸出率低、对矿石的性质要求高等缺 陷，提供一种采用热压氧化法提取含钒碳质页岩中钒的清洁生产工艺，以提高钒的浸出率、 降低提钒工艺对矿石性质的要求，达到清洁提钒的目的。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案本专利技术热压氧化法提取含钒碳质页岩中钒的清洁生产工艺将含钒碳质页岩粉碎，置于高压釜中，加入浓度为10 30%的盐酸，升温至80 10(TC，通入氧气使釜内压力至O. 5 1.5MPa，继续升温至160 25(TC，搅拌浸出，冷却，过滤，滤液按常规工艺制备五氧化二 钒。进一步的，上述热压氧化法从含钒碳质页岩中清洁提钒的方法将含钒碳质页岩粉碎， 置于高压釜中，加入浓度为15 25%的盐酸，升温至95 10(TC，通入氧气使釜内压力至 0.8 1.2MPa，继续升温至180 220。C，搅拌浸出2 4小时，冷却，过滤，滤液经萃取一反 萃取净化，铵盐沉钒，煅烧，制备五氧化二钒。优选的，前述热压氧化法从含钒碳质页岩中清洁提钒的方法将含钒碳质页岩粉碎，磨 矿至矿石粒度-O. 15mm部分的质量占全部矿石质量的60 90X，置于高压釜中，加入矿石重 量40 140%、浓度为15 25%的盐酸，升温至95 100。C，通入氧气使釜内压力至O. 8 1. 2 MPa，继续升温至180 22(TC，搅拌浸出2 4小时，冷却，过滤，滤液经萃取一反萃取净化 ，铵盐沉钒，煅烧，制备五氧化二钒。最佳的，前述热压氧化法从含钒碳质页岩中清洁提钒的方法将含钒碳质页岩粉碎，磨 矿至矿石粒度-O. 15mm部分的质量占全部矿石质量的75X，置于高压釜中，加入矿石重量75 %、浓度为20%的盐酸，升温至10(TC，通入氧气使釜内压力至l MPa，继续升温至20(TC， 搅拌浸出4小时，冷却，过滤，滤液经萃取一反萃取净化，铵盐沉钒，煅烧，制备五氧化二 钒。前述热压氧化法从含钒碳质页岩中清洁提钒的方法中所述高压釜为钛材高压釜。上述技术方案主要针对现有工艺存在的缺陷，根据含钒碳质页岩中载钒矿物的结构特点 ，采用盐酸为浸出药剂，在加热加压条件下，改变载钒矿物的结构，通入的氧气将矿石中不 溶于水和稀酸的三价钒氧化为易溶于水和稀酸的四价钒或五价钒，使钒离子从硅酸盐的晶格 结点上离开而进入溶液，同时提钒药剂与浸出的钒形成络合物，从而实现清洁提钒的目的。在直接酸浸和氧压酸浸法中， 一般采用H2S04作为主要浸出药剂，硫酸易和矿石中钙反 应生成微溶于水的石膏等副产物，阻碍浸出药剂进一步和载钒矿物作用而影响钒的浸出率。 经过分析研究，含钒碳质页岩中主要载钒矿物为伊利石，钒主要以不溶于水、非氧化性稀酸 及稀碱的三价钒形式存在，三价钒以类质同像的形式取代硅酸盐矿物晶格上的A13、钒云母 类硅酸盐矿物性质十分稳定，结构不易被破坏而释放钒离子。基于以上的分析，本专利技术采用盐酸作为主要浸出药剂，在较低温度下，盐酸将矿石中的 钙、镁、铁等杂质物质浸出，在加热、加压、通氧条件下，H+进入云母晶格中，破坏云母结构，并同时将三价钒氧化成四价钒，四价钒与溶液中的cr形成稳定的络合物2—，提高钒的浸出率。由于药剂和矿物作用不生成新的沉淀，因而不影响钒的浸出率，而且药剂和 载钒矿物的作用具有选择性，减少了药剂用量，降低了提钒成本。本专利技术热压氧化法提取含钒碳质页岩钒的清洁生产工艺中发生的主要化学反应第一阶段2HC1 + CaC〇3 = CaCl2 + H2〇+ CC^T 2HC1 + MgC〇3 = MgCl2 + H2〇+ CO2T6HC1 + Fe203 = 2FeCl3 + 3H20 V02 + 4HC1 = VCI4 + 2H20 V205 + 10HC1 = 2VC15 + 5H20 第二阶段2V203 Si02 Al203(钒云母类硅酸盐矿物)+ 28HC1 + 02 =4A1C13 + 2Si02 + 4H2V0C14 + 10H20专利技术人对提钒工艺的浸出温度进行了实验筛选，具体数据如下在试验研究过程中，专利技术人发现随着温度的升高，钒的浸出率也相应提高，但温度超过 IOO 后，浸出药剂大量挥发，这一方面会大量消耗浸出药剂，另一方面药剂的挥发会带走大 量热量，增加能耗，并会对环境形成污染，因此，采用加压浸出的方法进行清洁提钒，浸出 温度的具体实验数据见下矿石粒度-O. 15mm的部分占试样质量的70X，试样重量1200g， 15。/。HCl用量1200g，高压 釜内温度至100 时，加氧压至l.OMPa，浸出3小时，过滤，1。/。HC1洗涤，滤液定容至3000ml， 滤渣烘干，称重。试验结果见表l。浸出提钒过程在100 25(TC下进行。表l原矿加压氧化浸出温度试验结果<table>table see original document page 5</column></row><table>出率不再增加，因此，浸出提钒的最优温度为20(TC。与现有技术相比，本专利技术采用盐酸为浸出药剂，在加热加压和通氧的条件下直接浸出钒 ，矿石无需焙烧，对大气环境完全无污染，是一种清洁提钒的方法，对矿石性质和品位无特 殊要求，钒的浸出率达90%以上，最高可达95%左右，并且提钒工艺简单，生产操作容易，提 钒药耗低，钒浸出率高，生产安全性高，工艺对环境十分友好。具体实施例方式实施例l:取含钒炭质页岩100公斤，破碎、磨矿至矿石粒度-O. 15mm部分的质量占全部 矿石质量的75%，置于钛材高压釜中，加入75公斤浓度为20%的盐酸，升温至10(TC，通入 氧气使本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热压氧化法提取含钒碳质页岩中钒的清洁生产工艺，其特征在于：将含钒碳质页岩粉碎，置于高压釜中，加入浓度为１０～３０％的盐酸，升温至８０～１００℃，通入氧气使釜内压力至０．５～１．５ＭＰａ，继续升温至１６０～２５０℃，搅拌浸出，冷却，过滤，滤液按常规工艺制备五氧化二钒。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈文祥，何建炼，胡万明，
申请(专利权)人：贵州省地质矿产中心实验室，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]
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