本发明专利技术公开了一种从含钒矿石中氧化转化浸出提钒的方法，它是将含钒矿石经破碎、球磨、过筛，加入含硫氧化剂和硫酸氧化浸出、氯酸钠深度氧化、离子交换、沉钒和锻烧等工序生产V2O5产品。用本发明专利技术的方法生产V2O5，钒的浸出率达到90％以上，回收率大于80％，和现有提钒工艺相比，大大提高了钒的浸出率。这种方法省去矿石焙烧过程，消除了Cl2、HCl气体对环境的污染，简化了工艺流程，降低了生产成本，大大提高了钒的浸出率和回收率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于湿法冶金
技术介绍
钒主要存在于石煤矿、含钒粘土矿和钒钛磁铁矿中。含钒石煤(也称含钒黑色页岩)和粘土矿是我国主要的钒矿资源，遍布我国湖南、湖北、江西、浙江、陕西、广西等20余个省区，总储量为钒钛磁铁矿中钒总储量的7倍，超过世界其他 各国钒储量的总和。对如此丰富宝贵的含钒矿石资源进行开发利用，具有巨大的经济潜力和社会效益。石煤和粘土矿提钒的传统工艺为平窑钠盐焙烧法。该工艺的优点是提取技术成熟、投资小，缺点是转浸率和回收率低，钒的焙烧转化率通常在60 %，总收率在50 %左右，矿石耗量大，资源浪费严重，特别是在焙烧过程中添加工业盐(氯化钠)产生大量的含氯化氢、氯气等有毒有害气体，其中氯气为工业剧毒气体，严重污染环境，所以我国已经基本禁止该法。目前，我国已着重于全湿法治金提钒研究，由于全湿法提钒工艺不需要焙烧，从根本上消除了大气污染，适合大规模生产，因此是今后钒矿提钒的发展方向。迄今为止，全湿法提钒最主要的方法是直接酸浸法，用高浓度硫酸直接在高温和长时间的浸出条件下浸出钒，浸出率比焙烧法有所提高。但该法硫酸用量大，生产成本高，不具备经济上的可行性。因此，如何提高钒浸出率，降低酸耗，是钒湿法冶金的一个重要的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对直接酸浸提钒技术的不足，提供一种通过选择合适的氧化剂显著提高钒的浸出率的氧化转化浸出提钒方法，同时大大降低硫酸的消耗量。由于含钒石煤或粘土矿中的钒一部分在云母中以三价钒类质同象形式置换六次配位的三价铝而存在于云母晶格中，若从云母中浸出钒必须破坏云母的结构，并使之氧化才可能被溶剂浸出。除了采用传统的钠化焙烧打破云母结构并转化成可溶性的钒外，也可直接用酸来破坏它的云母结构。即在一定的温度和酸度下，氢离子进入云母晶格置换铝，使离子半径发生变化，将钒释放出来。释放出来的三价钒被所加氧化剂氧化变成四价或五价后被酸溶解。然后利用离子交换技术进行分离纯化富集，采用铵盐沉钒技术转变为偏钒酸铵，最后加热分解为五氧化二钒产品。本专利技术的技术方案如下在浸取池中加入工业硫酸，将含钒原矿破碎、球磨至过80目筛，投入到浸取池，按0. 1-5%的重量比在浸取池加入含硫氧化剂K2S2O7或Na2S2O7或(NH4)2S2O7或K2S2Oi^Na2S2Oi^ (NH4)2S2O8，并搅拌均勻，按固液比 I 0.5-5、酸矿比 I 2-9控制水的加入量，不时搅拌，在10-100°C温度下浸出1-12小时，过滤分离。在氧化酸浸后的钒溶液中加入含钒量0. 5-1倍量的氯酸钠溶液,将四价钒氧化为五价钒,然后将含钒液用强碱性大孔阴离子交换树脂吸附，吸附后溶液用10%的NaOH和5% NaCl混合溶液进行解吸。将离子交换富集后的含钒洗脱液用NH4Cl沉钒生成偏钒酸铵沉淀，过滤，将偏钒酸铵滤饼烘干后，送入煅烧炉，在400-600°C锻烧分解为V2O5产品。尾气用盐酸回收，生成的NH4Cl返回沉钒工序使用。本工艺生产出的产品纯度达到YB/T 5304-2006标准，钒的浸出率大于90%，钒的回收率大于80%。由于本专利技术含钒矿石不经过焙烧直接酸浸，工艺简化，降低了能耗和生产成本；消除了钠化焙烧产生的ci2、hci烟气对环境的污染和设备的腐蚀，属清洁生产工艺；大大提高了钒浸出率、回收率和资源利用率。具体实施例方式实施例一(I)粉碎球磨过筛石煤矿经破碎、球磨至过80目筛。(2)氧化酸浸按硫酸的用 量为含钒矿粉重量的30%在浸取池中加入浓硫酸，按氧化剂的用量为含钒矿粉重量的3%配量比值加入K2S2O8并拌合均匀。按固液比I : I控制水的加入量。不时搅拌，在加热条件下(温度95°C )浸出10小时，过滤分离。(3)深度氧化在氧化酸浸的钒溶液中加入一定量的氯酸钠溶液，使四价钒完全氧化为五价钒。(4)离子交换将深度氧化后的含钒液用强碱性大孔阴离子交换树脂吸附，吸附后溶液用10%的NaOH和5% NaCl混合液进行解吸。(5)沉钒将离子交换富集后的含钒洗脱液用氯化铵沉钒生成偏钒酸铵沉淀。将沉淀出的偏钒酸铵再用1-2%氯化铵水溶液浸洗三次除去杂质，液体经处理后循环使用。(6)煅烧分解将偏钒酸铵滤饼烘干后，送入煅烧炉，在400-60(TC煅烧分解为五氧化二钒产品。尾气用盐酸回收，生成氯化铵返回沉钒工序使用。用K2S2O8作为氧化剂，石煤中钒的浸出率为91.5%，钒的回收率为83.0%。实施例二按照上述破碎球磨过筛、氧化酸浸、深度氧化、离子交换、沉钒、煅烧等步骤依次操作，其中在配料工序中，石煤矿粉中所加入的氧化剂为K2S2O7，石煤的浸出率为90. 6 %，，钒的回收率为81.5%。实施例三按照上述破碎球磨过筛、氧化酸浸、深度氧化、离子交换、沉钒、煅烧等步骤依次操作，其中在配料工序中，石煤矿粉中所加入的氧化剂为(NH4)2S2O8，石煤的浸出率为91. 8%,钒的回收率为82.2%。权利要求1.，其特征是在浸取池中加入工业硫酸，将含钒原矿破碎、球磨至过80目筛，投入到浸取池，按O. 1-5%的重量比在浸取池加入含硫氧化剂并搅拌均匀，按固液比I : O. 5-5、酸矿比I : 2-9控制水的加入量，不时搅拌，在10-100°C温度下浸出1-12小时，过滤分离。在氧化酸浸后的钒溶液中加入含钒量O. 5-1倍量的氯酸钠溶液，将四价钒氧化为五价钒，然后将含钒液用强碱性大孔阴离子交换树脂吸附，吸附后溶液用10%的NaOH和5% NaCl混合溶液进行解吸。将离子交换富集后的含钒洗脱液用NH4Cl沉钒生成偏钒酸铵沉淀，过滤，将偏钒酸铵滤饼烘干后，送入煅烧炉，在400-600°C锻烧分解为V2O5产品。2.根据权利要求I所说的含钒矿石中氧化转化浸出提钒的方法，其特征在于所说的含硫氧化剂为 K2S2O7 或 Na2S2O7 或(NH4)2S2O7 或 K2S2O8 或 Na2S2O8 或(NH4) 2S208。全文摘要本专利技术公开了，它是将含钒矿石经破碎、球磨、过筛，加入含硫氧化剂和硫酸氧化浸出、氯酸钠深度氧化、离子交换、沉钒和锻烧等工序生产V2O5产品。用本专利技术的方法生产V2O5，钒的浸出率达到90％以上，回收率大于80％，和现有提钒工艺相比，大大提高了钒的浸出率。这种方法省去矿石焙烧过程，消除了Cl2、HCl气体对环境的污染，简化了工艺流程，降低了生产成本，大大提高了钒的浸出率和回收率。文档编号C22B3/24GK102851521SQ201110305909公开日2013年1月2日 申请日期2011年9月27日 优先权日2011年9月27日专利技术者颜文斌, 胡盛强, 高峰, 石爱华, 华骏 申请人:吉首大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从含钒矿石中氧化转化浸出提钒的方法，其特征是在浸取池中加入工业硫酸，将含钒原矿破碎、球磨至过80目筛，投入到浸取池，按0.1？5％的重量比在浸取池加入含硫氧化剂并搅拌均匀，按固液比1∶0.5？5、酸矿比1∶2？9控制水的加入量，不时搅拌，在10？100℃温度下浸出1？12小时，过滤分离。在氧化酸浸后的钒溶液中加入含钒量0.5？1倍量的氯酸钠溶液，将四价钒氧化为五价钒，然后将含钒液用强碱性大孔阴离子交换树脂吸附，吸附后溶液用10％的NaOH和5％NaCl混合溶液进行解吸。将离子交换富集后的含钒洗脱液用NH4Cl沉钒生成偏钒酸铵沉淀，过滤，将偏钒酸铵滤饼烘干后，送入煅烧炉，在400？600℃锻烧分解为V2O5产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：颜文斌，胡盛强，高峰，石爱华，华骏，
申请(专利权)人：吉首大学，
类型：发明
国别省市：
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