一種硫酸熟化分解石煤釩礦的方法
2023-05-19 04:27:21
專利名稱：一種硫酸熟化分解石煤釩礦的方法
技術領域：
本發明屬礦產資源加工技術領域，具體涉及一種硫酸熟化分解石煤釩礦的方法。
背景技術：
釩的熔點很高，常與鈮、鉭、鎢、鑰並稱為難熔金屬。釩具有良好的延展性，質堅硬，耐鹽酸和硫酸的性能，並且在耐氣-鹽-水腐蝕的性能要比大多數不鏽鋼好。因此釩在冶金、化工、鋼鐵的行業具有十分廣泛的用途。隨著我國現代化建設的高速發展，釩及其化合物的需求量越來越大。我國釩資源主要蘊藏於釩鈦磁鐵礦和石煤釩礦中。我國南方石煤釩礦分布較廣泛，石煤儲量為618. 8億噸，蘊藏於石煤中的V2O5儲量為11797萬噸，其中V2O5品位彡O. 5% 的儲量為7707. 5萬噸，是我國釩鈦磁鐵礦中V2O5儲量的2. 7倍。因此，從石煤中提釩成為 了我國利用釩資源的一個重要發展方向。我國石煤提釩研究和生產是從上世紀60年代開始，經歷了鈉化焙燒-水浸、空白焙燒-酸浸和直接酸浸等階段。鈉化焙燒-水浸工藝存在焙燒轉化率和水浸回收率低，一般焙燒轉化率小於55%，水浸回收率小於50%，資源綜合回收率低，產生嚴重的煙氣汙染；空白焙燒-酸浸和直接酸浸雖然無含酸煙氣排放，但同樣存在焙燒轉化率低，資源浪費嚴重，浸出液雜質分離困難等問題；目前石煤提釩產業需求高回收率、低成本、低能耗和清潔環保的生產技術。傳統的焙燒工藝資源利用率低，環境汙染大，已逐步被淘汰。利用硫酸浸出提釩是石煤發展的方向。釩在石煤中賦存狀態複雜，釩以多種價態氧化物存在，直接酸浸時必須加入2(Γ40%的濃硫酸才能使包裹在礦粒深部的釩轉價浸出。但隨之伴生的問題是浸出液中的殘酸過高，鐵浸出率高，在後續的處理時需加入大量的鹼中和，酸鹼消耗量大，成本高，釩夾帶損失嚴重。2011年11月25日國家能源局發布國能電力(2011)396號文件《國家能源局關於促進低熱值煤發電產業健康發展的通知》中的基本原則是分類利用、高效環保，合理布局、就近消納，突出重點、統籌規劃，政策支持、加強管理。中國專利公開號CN102260792A中公布了一種含釩石煤加濃硫酸及添加劑堆浸的方法，該方法要求築堆礦粉厚度不小於2米，反應周期2飛天，反應結束的礦粉進行水浸。該方法存在反應周期長，築堆難度大，不能開展大規模的連續生產，生產工藝指標難控制，產品質量不穩定等因素。因此，在保證釩較高回收率和控制鐵浸出的同時，確保連續生產是實現石煤釩礦高效綜合利用的關鍵。
發明內容
本發明的目的是針對前述工藝的不足，提供一種能大規模連續生產，縮短浸出周期，在提高鑰;浸出率的同時、抑制鐵浸出的一種石煤鑰;礦浸出技術。上述目的是通過下述方案實現的一種硫酸熟化分解石煤釩礦的方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟
(1)礦石細磨將石煤釩礦破碎並細磨至一定粒度，得細礦粉；
(2)乾燥/增溼通過往上述細礦粉中加水或乾燥的方式，控制礦粉含水量，得熟化前礦樣；
(3)硫酸熟化往上述熟化前礦樣中配入硫酸鈉的條件下進行硫酸熟化；
(4)攪拌水浸將熟化後的物料在水中進行攪拌浸出。根據上述的方法，其特徵在於步驟(I)中石煤釩礦細磨後粒徑小於O. 074mm佔65%以上。根據上述的方法，其特徵在於步驟(2)中控制細礦粉含水質量百分含量為3 8%。
根據上述的方法，其特徵在於步驟(3)中硫酸鈉的加入量為物料重量的3 8%。根據上述的方法，其特徵在於步驟(3)中硫酸熟化時硫酸為質量百分含量93 98%的濃硫酸，加入量為物料重量的15 30%。根據上述的方法，其特徵在於步驟(3)中硫酸熟化時熟化時間12 48h。根據上述的方法，其特徵在於步驟(4)中浸出溫度為85 10(TC，浸出液固比ml/g為I. 5: f 3:1，浸出時間為2 10h，浸出終點pH為廣2。本發明的有益效果
1.利用濃硫酸遇水放熱的性質，將熟化料堆積保存熱量，不再消耗外界能量即可達到150°C以上的熟化溫度，節省了能源消耗；
2.硫酸鈉的加入使菸灰中鐵的浸出得到抑制，鐵的浸出率小於5%，從而使浸出液更加純淨，容易處理。3.可進行大規模連續生產，縮短了浸出周期，提高了生產能力。
圖I是本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式參見圖1，本發明的硫酸熟化分解石煤釩礦的方法包括以下步驟
(1)礦石細磨將石煤釩礦破碎並細磨至一定粒度，得細礦粉，石煤釩礦細磨後粒徑小於O. 074mm佔65%以上；
(2)乾燥/增溼通過往上述細礦粉中加水或乾燥的方式，控制礦粉含水量，得熟化前礦樣，控制細礦粉含水質量百分含量為3 8%。；
(3)硫酸熟化往上述熟化前礦樣中配入物料重量3 8%的硫酸鈉的條件下進行硫酸熟化，硫酸用量為物料重量的15% 30%，熟化時間12 48h ；
(4)攪拌水浸將熟化後的物料在液固比ml/gl.5:1 3:1之間進行水浸，浸出溫度85 100°C，浸出時間2 10h，浸出終點pH為I 2。下面結合具體實例，對本發明進行進一步說明
實施例I:
參見附圖1，取來自貴州某地的石煤釩礦lOOOg，細磨至O. 074mm以下65%後，控制含水質量百分含量為7%，混入50g硫酸鈉，然後加入126ml 98%的濃硫酸混合均勻，測得物料升溫至161 °C，隨後將熟化物料放置於密封盒內，保存24h之後，取出後將熟化料敲碎，採用液固比ml/g2:1，95°C條件下水浸6h。實驗測得釩浸出率84. 37% (洛計)，鐵浸出率3. 12% (洛計)，浸出液中含釩3. 39g/L，含鐵O. 61g/L。實施例2:
取來自陝西某地的石煤釩礦lOOOg，細磨至O. 074mm以下70%後，控制含水質量百分含量為5%，混入60g硫酸鈉，然後加入140ml 98%的濃硫酸混勻熟化，測得物料升溫至168°C，隨後將熟化物料放置於密封盒內，保存36h，取出後將熟化料敲碎，採用液固比ml/gl. 8:1，90°C條件下水浸6h。實驗測得釩浸出率80. 06% (渣計)，鐵浸出率3. 88% (渣計)浸出液中含釩 4. 23g/L，含鐵 O. 44g/L。實施例3
取來自湖北十堰某地的石煤釩礦lOOOg，細磨至0. 074mm以下70%後，控制物料含水質 量百分含量為5%，混入60g硫酸鈉，然後加入82ml 98%的濃硫酸混合均勻，測得物料升溫至155°C，隨後將物料放置於密封盒內，熟化48h之後，取出後將熟化料敲碎，採用液固比ml/g2:l，95°C條件下水浸6h。實驗測得釩浸出率84. 12% (渣計)，鐵浸出率2. 57% (渣計)，浸出液中含釩3. 12g/L，含鐵O. 65g/L。實施例4
取來自陝西某地的石煤釩礦lOOOg，細磨至0. 074mm以下90%後，控制含水質量百分含量為3%，混入30g硫酸鈉，然後加入130ml 93%的濃硫酸混勻熟化，測得物料升溫至165°C，隨後將熟化物料放置於密封盒內，保存48h，取出後將熟化料敲碎，採用液固比ml/gl. 5:1，85°C條件下水浸10h。實驗測得釩浸出率81. 06% (渣計)，鐵浸出率3. 93% (洛計)浸出液中含釩 4. 28g/L，含鐵 0. 49g/L。實施例5
取來自湖北十堰某地的石煤釩礦lOOOg，細磨至0. 074mm以下80%後，控制物料含水質量百分含量為8%，混入80g硫酸鈉，然後加入165ml 93%的濃硫酸混合均勻，測得物料升溫至151°C，隨後將物料放置於密封盒內，熟化12h之後，取出後將熟化料敲碎，採用液固比ml/g3:l, 100°C條件下水浸2h。實驗測得釩浸出率83. 12% (洛計)，鐵浸出率2. 67% (渣計)，浸出液中含釩3. 22g/L，含鐵0. 69g/L。
權利要求
1.一種硫酸熟化分解石煤釩礦的方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟 (1)礦石細磨將石煤釩礦破碎並細磨至一定粒度，得細礦粉； (2)乾燥/增溼通過往上述細礦粉中加水或乾燥的方式，控制礦粉含水量，得熟化前礦樣； (3)硫酸熟化往上述熟化前礦樣中配入硫酸鈉的條件下進行硫酸熟化； (4)攪拌水浸將熟化後的物料在水中進行攪拌浸出。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於步驟(I)中石煤釩礦細磨後粒徑小於O.074mm 佔 65% 以上。
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於步驟(2)中控制細礦粉含水質量百分含量為3 8%。
4.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於步驟(3)中硫酸鈉的加入量為物料重量的3 8%。
5.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於步驟(3)中硫酸熟化時硫酸為質量百分含量93、8%的濃硫酸，加入量為物料重量的15 30%。
6.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於步驟(3)中硫酸熟化時熟化時間12 48h。
7.根據權利I所述的方法，其特徵在於步驟(4)中浸出溫度為85 10(TC，浸出液固比ml/g為1.5:廣3:1，浸出時間為2 1011，浸出終點？!1為廣2。
全文摘要
本發明公開了一種硫酸熟化分解石煤釩礦的方法。首先將石煤釩礦破碎並細磨至65%在0.074mm以下，控制物料含水質量百分含量為3%～8%，然後配入物料重量3~8%的硫酸鈉，然後加入物料重量15~30%的濃硫酸進行熟化，熟化時間為12~48h，熟化料用水浸出，浸出液固比ml/g在1.5:1~3:1之間，浸出反應在85~100℃溫度範圍內進行2~6h，石煤釩礦中釩浸出率大於80%，鐵浸出率小於5%。該工藝可以實現鐵的控制浸出，具有流程短，釩浸出率高，鐵浸出率低等優點。
文檔編號C22B34/22GK102912123SQ201210335049
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者王成彥, 尹飛, 居中軍, 陳永強, 阮書鋒, 楊永強, 揭曉武, 楊卜, 馬保中, 張永祿, 邢鵬, 郜偉, 李強, 袁文輝, 楊瑋嬌 申請人:北京礦冶研究總院