一種提高石煤釩礦中釩浸出率的方法
2023-05-16 13:56:31
專利名稱：一種提高石煤釩礦中釩浸出率的方法
技術領域：
本發明涉及溼法冶金技術領域，具體地說是一種提高石煤釩礦中釩的浸出率的方法。
背景技術：
釩金屬由於質地堅硬，熔點高，無磁性，韌性較好，因而其用途十分廣泛。釩金屬最大用途在於煉製高強度合金鋼，含釩合金鋼，具有強度大，韌性好，耐磨耐腐蝕等特點，其產量在日益擴大，目前約佔到了釩用量的80%以上。此外釩金屬還是多種合金的重要組成部分，如釩(80)鉻(15)鈦(5)合金、鈦6鋁4釩合金等等，都有著十分優異的理化性能，含釩的超導材料也有著優異的性能，合金被作為高效的超導材料。除此外，含釩化合物V205、 NH4V03、NaVO3及KVO3在化學工業及冶金工業中也有廣泛的用途，可作為生產合成氨的作催化劑、陶瓷的著色劑、顯影劑、乾燥劑及生產高純氧化釩或釩鐵的原料。釩的礦石主要是釩鈦磁鐵礦，國外主要從釩鈦磁鐵礦、釩土礦、含釩鈾礦、浙青頁巖、石油等礦物中提取釩，國內主要是從攀枝花的釩鈦磁鐵礦和石煤中來提取釩。另外從石煤釩礦中來提取也是釩的一個重要來源。在我國有著十分豐富的石煤釩礦資源，含碳量少、發熱值低的劣質無煙煤，又是一種低品位多金屬共生礦，其儲量佔到了國內釩儲量的90%以上，但由於提取技術及提取成本的限制，產量較低。石煤釩礦一般採用加食鹽焙燒一水浸取或酸浸一沉澱粗釩一粗釩鹼溶一沉偏釩酸銨一熱分解的工藝來提取五氧化二釩。該工藝流程簡短，操作簡單，成本較低，但會產出大量的HC1、Cl2等汙染環境的廢氣，存在回收率低於45%，已被國家列入淘汰的生產工藝。 此外，還有無鹽焙燒法、鈣鹽焙燒法、酸浸法、鹼浸法等提取方法，但大都存在轉化率低、回收成本高等問題。
發明內容
本發明採用氫氟酸作為助浸劑來提高釩的浸出率，由於此類石煤釩礦為高矽高碳型的礦體，二氧化矽的含量佔到70%左右，且因石煤釩礦的硬度大和各礦物間排列緻密，大量的二氧化矽及碳包裹吸附了釩，因二氧化矽、碳與硫酸、氯酸鈉等都不反應，使得被包裹的釩無法釋放出來與硫酸反應，導致了浸出率偏低，因此本發明採用加入氫氟酸，利用氫氟酸中氟化氫的強穿透性和與釩的優先絡合性，能與二氧化矽反應而破壞包裹釩的矽的性質，使被二氧化矽包裹的釩的氧化物能夠與氫氟酸反應，形成氟絡離子而進入到溶液中，而得到較好的浸出效果，因而能大大提高此類石煤釩礦中釩的浸出率。本發明一種提高石煤釩礦中釩浸出率的方法，該方法是通過將石煤釩礦粉碎，用酸浸出後將浸出液淨化，經萃取、反萃、沉釩後製得五氧化二釩的，其特徵在於該方法具體是通過以下的工藝步驟實現的
第一步，將石煤釩礦石破碎至粒度小於IOmm後，再粉碎至粒度小於0. 075mm的石煤釩礦粉；第二步，在石煤釩礦粉中其重量的15 30%的質量百分含量為98%的工業硫酸和2 5%的質量百分含量為40%的氫氟酸，然後再加入釩礦粉重量1 2倍的水，攪拌均勻後靜置陳化反應4 他，使硫酸、氫氟酸與石煤釩礦充分接觸反應；
第三步，陳化完成以後升溫至95 100°C，以110 120轉/分鐘的速度攪拌浸出6 8小時，浸出過程中補充水以保持液固比恆定，浸出完後採用真空泵過濾，得到浸出液和浸出渣，；
第四步，浸出液淨化後經萃取、反萃、沉釩後製得五氧化二釩。上述第三步所得的浸出渣中再加入石煤釩礦粉重量0.5倍的水，升溫至沸騰後， 攪拌洗滌15min，靜止池，抽取出上清液後，重複洗滌2 3次，直至洗水的pH值為6 7， 然後再用真空泵過濾，得到的濾液作為第二步中的浸出用水，浸渣則作為生產建築用磚及水泥的原料。本發明工藝中主要涉及的化學反應方程式如下
(1)V205+10HF=2VF5+5H20 ；
(2)V02+4HF=VF4+2H20 ；
(3)V203+6HF=2VF3+3H20 ；
(4)V203+NaC103 =V2O5 +NaClO ；
(5)4V02+NaC103=2V205 +NaClO ；
(6)V2O5+ 5H2S04=V2 (SO4) 5 +5H20 ；
(7)Si02+4HF=SiF4 +2H20。本發明的工藝採用氫氟酸作為助浸劑後，利用產生的氫氟酸對二氧化矽的穿透性與對釩的絡合性，能夠使被二氧化矽包裹的石煤中的釩由氧化物轉變成氟釩絡離子而進入到浸出液中，從而比常規的硫酸浸出的浸出率提高了 30 40%，達到90%以上，是處理此類石煤釩礦較為有效的工藝方法。
具體實施例方式實施例1 某地石煤釩礦床為近2年來發現的多金屬石煤釩礦床，含有十分豐富的釩、鈦、鋅、銅、銀等有價金屬。綜合回收其中的有價金屬對於充分利用資源十分有利。但由於受石煤釩礦中含量過高的矽、碳、鋁、鐵等的影響，用常規方法來提取時，釩的回收率很難達到70%以上，且生產成本較高，不適用於大批量的生產。從化學成分來看，該石煤釩礦為碳質矽酸鹽型低品位釩礦，二氧化矽的質量百分含量高達63. 429Γ73. 56%，碳的質量百分含量達到13. 57%_18. ，五氧化二釩的質量百分含量在0. 40% 1. 20%,鋅的質量百分含量在0. 239Π). 57%，銀的質量百分含量在6 20 (g/ t)。採用本發明的工藝來提高該石煤釩礦中釩的浸出率。第一步，取破碎至粒度小於0. 075mm的、均勻混合的石煤釩礦粉250g於IOOOmL的四氟燒杯中，其中V2O5含量0.51%，含有V2O5重量為1.275g，SiO2含量67. 45%。第二步，然後在煤釩礦粉中加入37. 5g的質量百分含量為98%的工業硫酸和5g 的質量百分含量為40%的氫氟酸，再加入250ml的水，攪拌混勻後靜置陳化4h。第三步，陳化完成後升溫至95°C，以每分鐘115轉的速度攪拌浸出6小時，浸出過程實時補水保證液固比恆定，浸出完成後真空過濾，得到浸出液306mL和浸出渣，其中五氧化二釩含量為3. 76g/L，浸出率為90. 23%。第四步，將得到的浸出液淨化後經萃取、反萃、沉釩、烘乾焙燒後，製備得到五氧化二釩1. 074g,回收率為84. 23%。第五步，將得到的浸出渣返回原容器內，加入125mL水加熱至沸騰洗滌3次後，洗水的PH值為6. 51，合併3次的洗滌液作為下次浸出用水，洗滌後的浸出渣作為生產建築用磚及水泥的原料。實施例2:—種石煤釩礦，其中V2O5含量1.07%，含有V2O5重量為2. 675g，二氧化矽含量71. 72%，採用本發明的工藝來提高該石煤釩礦中釩的浸出率。第一步，取石煤釩礦250g，將其用顎式破碎機粗破碎至粒度小於IOmm後，再經制樣粉碎機粉碎至粒度小於0. 075mm後，將該石煤釩礦粉放於IOOOmL的四氟燒杯中。第二步，然後在石煤釩礦粉中加入75g的質量百分含量為98%的工業硫酸和 12. 5g的質量百分含量為40%的氫氟酸，加入500ml的水，攪拌混勻後靜置陳化他。第三步，陳化完成後升溫至100°C，以每分鐘115轉的速度攪拌浸出8小時，浸出過程實時補水保證液固比恆定，浸出完成後真空過濾，得到浸出液526mL，其中五氧化二釩含量為4. 86g/L，浸出率為95. 56%ο第四步，將得到的浸出液淨化後經萃取、反萃、沉釩、烘乾焙燒後，製備得到五氧化二釩2. 317g，從石煤釩礦到五氧化二釩的綜合回收率為86. 62%。第五步，將得到的浸出渣返回原容器內，加入125mL自來水加熱至沸騰洗滌3次後，洗水的PH值為6. 51，合併3次的洗滌液作為下次浸出用水，洗滌後的浸出渣作為生產建築用磚及水泥的原料。
權利要求
1.一種提高石煤釩礦中釩浸出率的方法，該方法是通過將石煤釩礦粉碎，用酸浸出後將浸出液淨化，經萃取、反萃、沉釩後製得五氧化二釩的，其特徵在於該方法具體是通過以下的工藝步驟實現的第一步，將石煤釩礦石破碎至粒度小於IOmm後，再粉碎至粒度小於0. 075mm的石煤釩礦粉；第二步，在石煤釩礦粉中其重量的15 30%的質量百分含量為98%的工業硫酸和2 5%的質量百分含量為40%的氫氟酸，然後再加入釩礦粉重量1 2倍的水，攪拌均勻後靜置陳化反應4 他，使硫酸、氫氟酸與石煤釩礦充分接觸反應；第三步，陳化完成以後升溫至95 100°C，以110 120轉/分鐘的速度攪拌浸出6 8小時，浸出過程中補充水以保持液固比恆定，浸出完後採用真空泵過濾，得到浸出液和浸出渣；第四步，浸出液淨化後經萃取、反萃、沉釩後製得五氧化二釩。
2.如權利要求1所述的一種提高石煤釩礦中釩浸出率的方法，其特徵在於第三步所得的浸出渣中再加入石煤釩礦粉重量0. 5倍的水，升溫至沸騰後，攪拌洗滌15min，靜止池，抽取出上清液後，重複洗滌2 3次，直至洗水的pH值為6 7，然後再用真空泵過濾，得到的濾液作為第二步中的浸出用水，浸渣則作為生產建築用磚及水泥的原料。
全文摘要
一種提高石煤釩礦中釩浸出率的方法，涉及溼法冶金技術領域，具體地說是一種提高石煤釩礦中釩的浸出率的方法。本發明的方法是通過石煤釩礦石破碎、陳化反應、真空泵過濾和浸出液淨化後經萃取、反萃、沉釩後製得五氧化二釩實現的。本發明的工藝能較好的浸出效果，因而能大大提高此類石煤釩礦中釩的浸出率。
文檔編號C22B3/08GK102560104SQ201210025809
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月7日 優先權日2012年2月7日
發明者普世坤, 李巴克, 葛啟明 申請人:九江佰盾釩技術貿易有限公司