專利名稱：一種從含釩礦石中氧化轉(zhuǎn)化浸出提釩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從含釩礦石中氧化轉(zhuǎn)化浸出提釩的方法，屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
釩主要存在于石煤礦、含釩粘土礦和釩鈦磁鐵礦中。含釩石煤(也稱含釩黑色頁(yè)巖)和粘土礦是我國(guó)主要的釩礦資源，遍布我國(guó)湖南、湖北、江西、浙江、陜西、廣西等20余個(gè)省區(qū)，總儲(chǔ)量為釩鈦磁鐵礦中釩總儲(chǔ)量的7倍，超過(guò)世界其他 各國(guó)釩儲(chǔ)量的總和。對(duì)如此豐富寶貴的含釩礦石資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用，具有巨大的經(jīng)濟(jì)潛力和社會(huì)效益。石煤和粘土礦提釩的傳統(tǒng)工藝為平窯鈉鹽焙燒法。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是提取技術(shù)成熟、投資小，缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)浸率和回收率低，釩的焙燒轉(zhuǎn)化率通常在60 %，總收率在50 %左右，礦石耗量大，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，特別是在焙燒過(guò)程中添加工業(yè)鹽(氯化鈉)產(chǎn)生大量的含氯化氫、氯氣等有毒有害氣體，其中氯氣為工業(yè)劇毒氣體，嚴(yán)重污染環(huán)境，所以我國(guó)已經(jīng)基本禁止該法。目前，我國(guó)已著重于全濕法治金提釩研究，由于全濕法提釩工藝不需要焙燒，從根本上消除了大氣污染，適合大規(guī)模生產(chǎn)，因此是今后釩礦提釩的發(fā)展方向。迄今為止，全濕法提釩最主要的方法是直接酸浸法，用高濃度硫酸直接在高溫和長(zhǎng)時(shí)間的浸出條件下浸出釩，浸出率比焙燒法有所提高。但該法硫酸用量大，生產(chǎn)成本高，不具備經(jīng)濟(jì)上的可行性。因此，如何提高釩浸出率，降低酸耗，是釩濕法冶金的一個(gè)重要的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)直接酸浸提釩技術(shù)的不足，提供一種通過(guò)選擇合適的氧化劑顯著提高釩的浸出率的氧化轉(zhuǎn)化浸出提釩方法，同時(shí)大大降低硫酸的消耗量。由于含釩石煤或粘土礦中的釩一部分在云母中以三價(jià)釩類質(zhì)同象形式置換六次配位的三價(jià)鋁而存在于云母晶格中，若從云母中浸出釩必須破壞云母的結(jié)構(gòu)，并使之氧化才可能被溶劑浸出。除了采用傳統(tǒng)的鈉化焙燒打破云母結(jié)構(gòu)并轉(zhuǎn)化成可溶性的釩外，也可直接用酸來(lái)破壞它的云母結(jié)構(gòu)。即在一定的溫度和酸度下，氫離子進(jìn)入云母晶格置換鋁，使離子半徑發(fā)生變化，將釩釋放出來(lái)。釋放出來(lái)的三價(jià)釩被所加氧化劑氧化變成四價(jià)或五價(jià)后被酸溶解。然后利用離子交換技術(shù)進(jìn)行分離純化富集，采用銨鹽沉釩技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)槠C酸銨，最后加熱分解為五氧化二釩產(chǎn)品。本發(fā)明的技術(shù)方案如下在浸取池中加入工業(yè)硫酸，將含釩原礦破碎、球磨至過(guò)80目篩，投入到浸取池，按0. 1-5%的重量比在浸取池加入含硫氧化劑K2S2O7或Na2S2O7或(NH4)2S2O7或K2S2Oi^Na2S2Oi^ (NH4)2S2O8，并攪拌均勻，按固液比 I 0.5-5、酸礦比 I 2-9控制水的加入量，不時(shí)攪拌，在10-100°C溫度下浸出1-12小時(shí)，過(guò)濾分離。在氧化酸浸后的釩溶液中加入含釩量0. 5-1倍量的氯酸鈉溶液,將四價(jià)釩氧化為五價(jià)釩,然后將含釩液用強(qiáng)堿性大孔陰離子交換樹(shù)脂吸附，吸附后溶液用10%的NaOH和5% NaCl混合溶液進(jìn)行解吸。將離子交換富集后的含釩洗脫液用NH4Cl沉釩生成偏釩酸銨沉淀，過(guò)濾，將偏釩酸銨濾餅烘干后，送入煅燒爐，在400-600°C鍛燒分解為V2O5產(chǎn)品。尾氣用鹽酸回收，生成的NH4Cl返回沉釩工序使用。本工藝生產(chǎn)出的產(chǎn)品純度達(dá)到Y(jié)B/T 5304-2006標(biāo)準(zhǔn)，釩的浸出率大于90%，釩的回收率大于80%。由于本發(fā)明含釩礦石不經(jīng)過(guò)焙燒直接酸浸，工藝簡(jiǎn)化，降低了能耗和生產(chǎn)成本；消除了鈉化焙燒產(chǎn)生的ci2、hci煙氣對(duì)環(huán)境的污染和設(shè)備的腐蝕，屬清潔生產(chǎn)工藝；大大提高了釩浸出率、回收率和資源利用率。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一(I)粉碎球磨過(guò)篩石煤礦經(jīng)破碎、球磨至過(guò)80目篩。(2)氧化酸浸按硫酸的用 量為含釩礦粉重量的30%在浸取池中加入濃硫酸，按氧化劑的用量為含釩礦粉重量的3%配量比值加入K2S2O8并拌合均勻。按固液比I : I控制水的加入量。不時(shí)攪拌，在加熱條件下(溫度95°C )浸出10小時(shí)，過(guò)濾分離。(3)深度氧化在氧化酸浸的釩溶液中加入一定量的氯酸鈉溶液，使四價(jià)釩完全氧化為五價(jià)釩。(4)離子交換將深度氧化后的含釩液用強(qiáng)堿性大孔陰離子交換樹(shù)脂吸附，吸附后溶液用10%的NaOH和5% NaCl混合液進(jìn)行解吸。
(5)沉釩將離子交換富集后的含釩洗脫液用氯化銨沉釩生成偏釩酸銨沉淀。將沉淀出的偏釩酸銨再用1-2%氯化銨水溶液浸洗三次除去雜質(zhì)，液體經(jīng)處理后循環(huán)使用。(6)煅燒分解將偏釩酸銨濾餅烘干后，送入煅燒爐，在400-60(TC煅燒分解為五氧化二釩產(chǎn)品。尾氣用鹽酸回收，生成氯化銨返回沉釩工序使用。用K2S2O8作為氧化劑，石煤中釩的浸出率為91.5%，釩的回收率為83.0%。實(shí)施例二按照上述破碎球磨過(guò)篩、氧化酸浸、深度氧化、離子交換、沉釩、煅燒等步驟依次操作，其中在配料工序中，石煤礦粉中所加入的氧化劑為K2S2O7，石煤的浸出率為90. 6 %，，釩的回收率為81.5%。實(shí)施例三按照上述破碎球磨過(guò)篩、氧化酸浸、深度氧化、離子交換、沉釩、煅燒等步驟依次操作，其中在配料工序中，石煤礦粉中所加入的氧化劑為(NH4)2S2O8，石煤的浸出率為91. 8%,釩的回收率為82.2%。
權(quán)利要求
1.一種從含釩礦石中氧化轉(zhuǎn)化浸出提釩的方法，其特征是在浸取池中加入工業(yè)硫酸，將含釩原礦破碎、球磨至過(guò)80目篩，投入到浸取池，按O. 1-5%的重量比在浸取池加入含硫氧化劑并攪拌均勻，按固液比I : O. 5-5、酸礦比I : 2-9控制水的加入量，不時(shí)攪拌，在10-100°C溫度下浸出1-12小時(shí)，過(guò)濾分離。在氧化酸浸后的釩溶液中加入含釩量O. 5-1倍量的氯酸鈉溶液，將四價(jià)釩氧化為五價(jià)釩，然后將含釩液用強(qiáng)堿性大孔陰離子交換樹(shù)脂吸附，吸附后溶液用10%的NaOH和5% NaCl混合溶液進(jìn)行解吸。將離子交換富集后的含釩洗脫液用NH4Cl沉釩生成偏釩酸銨沉淀，過(guò)濾，將偏釩酸銨濾餅烘干后，送入煅燒爐，在400-600°C鍛燒分解為V2O5產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所說(shuō)的含釩礦石中氧化轉(zhuǎn)化浸出提釩的方法，其特征在于所說(shuō)的含硫氧化劑為 K2S2O7 或 Na2S2O7 或(NH4)2S2O7 或 K2S2O8 或 Na2S2O8 或(NH4) 2S208。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種從含釩礦石中氧化轉(zhuǎn)化浸出提釩的方法，它是將含釩礦石經(jīng)破碎、球磨、過(guò)篩，加入含硫氧化劑和硫酸氧化浸出、氯酸鈉深度氧化、離子交換、沉釩和鍛燒等工序生產(chǎn)V2O5產(chǎn)品。用本發(fā)明的方法生產(chǎn)V2O5，釩的浸出率達(dá)到90％以上，回收率大于80％，和現(xiàn)有提釩工藝相比，大大提高了釩的浸出率。這種方法省去礦石焙燒過(guò)程，消除了Cl2、HCl氣體對(duì)環(huán)境的污染，簡(jiǎn)化了工藝流程，降低了生產(chǎn)成本，大大提高了釩的浸出率和回收率。
文檔編號(hào)C22B3/24GK102851521SQ201110305909
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者顏文斌, 胡盛強(qiáng), 高峰, 石愛(ài)華, 華駿 申請(qǐng)人:吉首大學(xué)