一种含钒页岩提钒方法技术

本发明专利技术涉及一种含钒页岩提钒方法。其技术方案是：先将含钒页岩磨至细粉，将所述细粉与添加剂按质量比为1：（0.04～0.12）混和，再将混合料以5～9℃/min速率升温至850～950℃，焙烧30～90min。将焙烧所得焙砂进行水浸作业，得水浸液和水浸渣，水浸渣经酸浸作业得酸浸液和尾渣；再将水浸液和酸浸液合并，采用苯乙烯-二乙烯苯大孔型阴离子树脂进行离子交换吸附。吸附饱和后进行解吸作业，得解吸液；将解吸液进行除杂作业，得含钒净化液，将含钒净化液进行酸性铵盐沉钒作业，得多聚钒酸铵；然后将多聚钒酸铵在450～530℃条件下煅烧20～50?min，得到V2O5产品。本发明专利技术具有工艺简单和易实现工业化的特点，能显著提高钒浸出率和回收率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于提钒
，具体涉及。
技术介绍
含钒页岩是我国的一种重要钒矿资源，储量丰富，从含钒页岩中提取钒是获取V2O5的一种重要途径。由于含钒页岩中的钒多数以类质同象形式存在于云母晶体结构中，不能直接溶于水、碱溶液和除氢氟酸外的稀酸。因此一般需采用高温焙烧和强酸浸出以破坏含钒页岩的云母结构，使含钒页岩中的钒转化为溶于水、酸或碱溶液的钒酸盐，以便进行后续的作业。目前，几种典型的提钒方法如下I.氯化钠化焙烧-水浸-离子交换-铵盐沉钒该方法多使用NaCl和Na2CO3作为添加剂，添加量多达12wt%以上，且用量较大的氯化钠中的Cl2及HCl污染较为严重。“一种提钒钠化焙烧复合添加剂”(CN 1884597 A)专利技术公开了一种由氯化钠、碳酸钠和过渡金属组成的复合添加剂，该添加剂中氯化钠含量高达50%，添加剂用量为15%，因此焙烧过程污染严重；同时，钒的水浸率及回收率均较低。2.空白焙烧-碱浸-萃取-铵盐沉钒该方法中的浸出剂为2 mol/L的NaOH溶液，碱消耗量大；同时浸出液中杂质Si含量高，对后续萃取作业产生不利影响(He，D. S. , Feng, Q. M. , Zhang, G. F. , 0u, L. Μ.,Lu, Y. P. 一种环境友好的含钒页岩提钒工艺.矿冶工程，2007，20: 1184-1186)。3.直接酸浸(或加压酸浸)-萃取-铵盐沉钒直接酸浸-萃取提钒工艺中的浸出剂为4 mol/L的硫酸溶液，酸消耗量大；同时需要大量的碱剂调节酸浸液PH值以满足后续萃取工艺的要求(杨静翎，金鑫.酸浸法提钒新工艺的研究.北京化工大学学报.2007，34(3) : 254-257);加压酸浸-萃取提钒工艺的能源动力消耗较大，同时浸出剂为25 40%的硫酸溶液，酸耗量高，酸浸液杂质含量高，严重影响后续萃取作业的进行(Li，M.T.，Wei, C.，Fan, G., Li, C. X.，Deng, Z.G.，Li, X. B.含钒页岩加压酸浸提钒工艺研究.中国有色金属学报.2010，20:112-117)。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有含钒页岩提钒方法的不足，目的是提供一种工艺简单、容易工业化的含钒页岩提钒方法，该方法能显著提高钒浸出率和回收率。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是先将含钒页岩磨至细粉，将所述细粉与添加剂按质量比为I : (O. 04 O. 12)混匀，再将混匀后的混合料以5 9°C /min的速率升温至850 950°C，焙烧30 90min。将焙烧所得的焙砂进行水浸作业，得到水浸液和水浸渣，水浸渣经酸浸作业得到酸浸液和尾渣；再将水浸液和酸浸液合并，采用苯乙烯-二乙烯苯大孔型阴离子树脂进行3离子交换吸附。将经离子交换吸附饱和的苯乙烯-二乙烯苯大孔型阴离子树脂进行解吸作业，得到解吸液；将解吸液进行除杂作业，得到含钒净化液，将含钒净化液进行酸性铵盐沉钒作业，得到多聚钒酸铵；然后将多聚钒酸铵在450 530°C条件下煅烧20 50 min，得到V2O5女口广叩ο所述的细粉为粒径小于O. 178mm占60 90wt%的细粉。所述的含钒页岩为云母型含钒页岩，云母型含钒页岩中的CaO含量大于5wt%。所述的添加剂是K2S04、Na2SO4和NaCl的混合药剂，混合药剂中K2SO4 Na2SO4 NaCl 的质量比为 I (O. 2 O. 5) (O. I O. 2)。所述的水浸作业的工艺参数是作业温度为50 90°C，固液质量比为I : (I. 5 2. 5)，搅拌速度为100 250r/min，搅拌时间为20 40 min。所述的酸浸作业的工艺参数是作业温度为80 95°C，硫酸的体积浓度为I 3%，固液质量比为I : (I 2)，搅拌速度为100 250r/min，搅拌时间为30 60 min。所述的解吸作业的工艺参数是解吸剂为NaOH和NaCl混合溶液，NaOH占解吸剂的3 5wt%，NaCl占解吸剂的8 12wt% ;解吸剂的用量为苯乙烯_ 二乙烯苯大孔型阴离子树脂体积的I 3倍。所述的除杂作业是在每升解吸液中加入6 18g的除杂剂；除杂剂为可溶于碱溶液的钙盐。所述的酸性铵盐沉钒作业是在93 99°C条件下，先采用体积浓度为40%的H2SO4将含钒净化液的PH值调节至2. 2 2. 5，再向调节pH值后的含钒净化液中加入沉钒药剂，沉钒药剂为可溶于酸溶液的铵盐，沉钒药剂的加入量为铵盐中铵根离子与调节PH值后的含钒净化液中钒的摩尔比为(3 6) I。由于采用上述技术方案，添加剂中少量的NaCl能够加速含钒云母结构的破坏，缩短焙烧时间并增强焙烧效果；Na2S04和K2SO4的作用包括两方面一方面是硫酸盐在焙烧过程中所分解的SO2易与含钒页岩中的CaO反应生成CaSO4，从而抑制钙长石和钒酸钙的生成；另一方面是硫酸盐所分解的Na2O和K2O容易与V205、A1203和SiO2反应生成钾钠长石和钒酸钠及钒酸钾。钾钠长石的熔融温度区间较宽，生成的水溶性的钒酸钠及钒酸钾不易被包裹，相应地提高了钒的水浸率。采用体积浓度为I 3%的H2SO4可从水浸渣提取不溶于水的钒酸盐，钒浸出率为75 79%，浸出过程容易控制和实现，易实现工业化。水浸液和酸浸液合并后的混合溶液PH值大于2，因此无需加碱调节pH值而可直接进行离子交换作业，工艺简单，钒吸附率为98 99%，钒解吸率为98 99%，沉钒率为99 99. 8%，V2O5纯度为99. 12 99. 63%，钒回收率为72 75%。因此，本专利技术具有工艺简单和易实现工业化的特点，能显著提高钒浸出率和回收率。附图说明图I为本专利技术的一种工艺流程图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。为避免重复，现将本具体实施方式所涉及的原料和工艺参数统一描述如下，实施例中不再赘述所述的细粉为粒径小于O. 178mm占60 90wt%的细粉。所述的含钒页岩为云母型含钒页岩，云母型含钒页岩中的CaO含量大于5wt%。所述的添加剂是K2S04、Na2SO4和NaCl的混合药剂，混合药剂中K2SO4 Na2SO4 NaCl 的质量比为 I (O. 2 O. 5) (O. I O. 2)。所述的水浸作业的工艺参数是作业温度为50 90°C，固液质量比为I : (I. 5 2.5)，搅拌速度为100 250r/min，搅拌时间为20 40 min。所述的酸浸作业的工艺参数是作业温度为80 95°C，硫酸的体积浓度为I 3%，固液质量比为I : (I 2)，搅拌速度为100 250r/min，搅拌时间为30 60 min。 所述的解吸作业的工艺参数是解吸剂为NaOH和NaCl混合溶液，NaOH占解吸剂的3 5wt%，NaCl占解吸剂的8 12wt% ;解吸剂的用量为苯乙烯_ 二乙烯苯大孔型阴离子树脂体积的I 3倍。所述的除杂作业是在每升解吸液中加入6 18g的除杂剂；除杂剂为可溶于碱溶液的钙盐。所述的酸性铵盐沉钒作业是在93 99°C条件下，先采用体积浓度为40%的H2SO4将含钒净化液的PH值调节至2. 2 2. 5，再向调节pH值后的含钒净化液中加入沉钒药剂，沉钒药剂为可溶于酸溶液的铵盐，沉钒药剂的加入量为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含钒页岩提钒方法，其特征在于先将含钒页岩磨至细粉，将所述细粉与添加剂按质量比为1：（0.04～0.12）混匀，再将混匀后的混合料以5～9℃/min的速率升温至850～950℃，焙烧30～90min；将焙烧所得的焙砂进行水浸作业，得到水浸液和水浸渣，水浸渣经酸浸作业得到酸浸液和尾渣；再将水浸液和酸浸液合并，采用苯乙烯？二乙烯苯大孔型阴离子树脂进行离子交换吸附；将经离子交换吸附饱和的苯乙烯？二乙烯苯大孔型阴离子树脂进行解吸作业，得到解吸液；将解吸液进行除杂作业，得到含钒净化液，将含钒净化液进行酸性铵盐沉钒作业，得到多聚钒酸铵；然后将多聚钒酸铵在450～530℃条件下煅烧20～50？min，得到V2O5产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张一敏，朱晓波，刘涛，黄晶，陈铁军，包申旭，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：