專利名稱：：樹脂在漿法從石煤釩礦中提釩新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用樹脂在漿法從石煤釩礦中提釩新工藝，它選用D301G樹脂在交換槽內(nèi)直接進(jìn)行礦漿離子交換，達(dá)到對(duì)釩酸根的富集與分離，然后對(duì)飽和樹脂進(jìn)行洗滌、洗脫、凈化及精釩制備等工序，實(shí)現(xiàn)樹脂在漿法從石煤釩礦中濕法提取五氧化二釩新工藝。
背景技術(shù)：
：通過對(duì)國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)的20余家石煤提釩生產(chǎn)廠家的考察，基本都是采用的平窯焙燒、酸浸、自然沉降或固液分離后，用清液進(jìn)行釩的離子交換，最后經(jīng)洗脫、凈化及精釩制備等工序，達(dá)到從石煤釩礦中提取五氧化二釩。該類工藝雖經(jīng)多次洗滌，由于有大量粘稠礦漿存在，固液分離非常困難，一般對(duì)水溶性釩的損失在1020%左右，得到的釩清液含量只有23g/L，該類工藝從石煤釩礦中提釩，釩的總回收率只有40-50%，甚至更低。本發(fā)明采用樹脂在漿法從石煤釩礦中提釩的新工藝，在樹脂在漿法中，通過多槽交換樹脂對(duì)浸出漿液中可溶性釩吸附率達(dá)99%以上，同時(shí)經(jīng)對(duì)飽和樹脂洗滌、洗脫(解吸)、凈化、沉釩、灼燒，可獲得冶金級(jí)98。/。以上的VA?？朔斯桃悍蛛x困難，釩回收率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作環(huán)境差的弱點(diǎn)，石煤釩礦中釩的綜合回收率可達(dá)65%以上。
發(fā)明內(nèi)容礦石經(jīng)破碎、球磨至粒度100目(0.15mm)后，加入新型環(huán)保復(fù)合添加劑回轉(zhuǎn)窯氧化焙燒、水淬，稀硫酸浸取，將礦漿調(diào)至PH=33.5。再經(jīng)過一個(gè)48目(0.3mm)#1000X1500的圓筒篩，除去大塊雜物，篩下礦漿進(jìn)入吸附交換槽，固液比1:3，在空氣和機(jī)械攪拌雙重作用下，礦漿和樹脂在吸附交換槽內(nèi)充分混合，并對(duì)釩進(jìn)行離子交換。吸附交換槽以-"定的落差排列，原料礦漿先進(jìn)入最高處的首級(jí)吸附交換槽，停留一定時(shí)間后，從吸附交換槽上部出口溢流到位置較低的第二槽，然后依次向下，最后的貧礦漿直接排入尾礦壩。交換樹脂則逆向由位置最低的末級(jí)交換槽由空氣提升器逐級(jí)向上輸送，配合樹脂隔離器，實(shí)現(xiàn)樹脂和礦漿分離，最終飽和樹脂從首級(jí)吸附交換槽，經(jīng)空氣提升器輸送至振動(dòng)篩擦洗，最后送往洗脫和再生工序，而后再返回末級(jí)吸附交換槽，進(jìn)行下一循環(huán)。飽和樹脂用NaOH溶液解吸獲得含量為2530g/L的釩溶液，調(diào)整并確保PH二IO，加2-3%NH4C1和2%MgCl2，加溫90。C恒溫3040分鐘，使釩溶液中的硅膠和可溶性硅水解生成Si02沉淀，磷生成溶解度很小的磷酸銨鎂沉淀，達(dá)到硅、磷同除的效果，二次過濾，第一次熱過濾，第二次冷卻到常溫后再過濾，凈化液中釩含量與硅含量、磷含量之比都必須大于500，才可沉釩，凈化液在攪拌條件下，加入NE,C1沉釩10小時(shí)，將偏釩酸銨，脫水、洗滌，最后在55(TC氧氣充足條件下，灼燒2小時(shí)，可得冶金級(jí)98%以上的VA產(chǎn)品。樹脂在漿法從石煤釩礦中提釩新工藝流程見附圖l:樹脂在漿法從石煤釩礦中提釩新工藝流程圖。具體實(shí)施例方式圖1所描述的樹脂在漿法從石煤釩礦中提釩新工藝流程，是從石煤釩礦與添加劑混合焙燒后，經(jīng)低濃度硫酸浸出并調(diào)整PH后進(jìn)入以下作業(yè)的。1、湖北崇陽小源沖樹脂在漿法從石煤釩礦提釩選用的離子交換樹脂為D301G大孔徑弱堿性陰離子樹脂，具有一定的耐磨性和抗壓性，樹脂的粒度大于0.8mm，樹脂經(jīng)預(yù)處理在硫酸根型條件下使用，對(duì)釩吸附的選擇性較強(qiáng)。2、礦漿離子交換前需調(diào)整ffl二33.5，使釩酸聚合變成十聚釩酸歐。0J'「腳2」5，有利于樹脂同其發(fā)生交換反應(yīng).礦槳固液比i:3。3、礦漿首先過48目#1000X1500的圓筒篩，除去大塊物料。4、過篩和調(diào)整好ra的礦漿進(jìn)入到8級(jí)礦漿離子交換塔(#3.5X3.5有效容積28m3)，每個(gè)塔投入的樹脂量為57%(按礦槳重量計(jì))每塔樹脂在漿工作時(shí)間為50分鐘，礦漿在整個(gè)吸附工作總時(shí)間為400分鐘。5、礦漿在交換塔內(nèi)，在空氣和機(jī)械攪拌的雙重作用下，實(shí)現(xiàn)礦漿和樹脂交換槽內(nèi)充分混合，進(jìn)行離子交換，交換塔以0.5m的落差排列，礦漿先進(jìn)入最高處的第一級(jí)交換吸附槽，停留50分鐘后，從交換槽的上部出口溢流到位置較低的第二槽，然后依次向下，最后的貧礦漿中可溶性釩含量低于10mg/L排入尾礦壩。樹脂由位置最低的末級(jí)吸附交換槽由空氣提升器逐級(jí)向上輸送，配合樹脂隔離器，將樹脂和礦漿分離，樹脂吸附飽和后進(jìn)入下道工序。樹脂的加入量需通過樹脂計(jì)量?jī)?chǔ)槽，按時(shí)定量補(bǔ)給。6、飽和樹脂的洗滌因樹脂長(zhǎng)時(shí)間同礦漿接觸，樹脂的表面有一層粘土型泥質(zhì)罩在樹脂表面，更細(xì)粒級(jí)固體顆粒進(jìn)入到樹脂孔隙中，樹脂吸附飽和后需首先機(jī)械清洗以除去顆粒物雜質(zhì)，一般采用加壓清水沖洗和振動(dòng)篩的振動(dòng)清洗干凈為止。7、飽和樹脂的解吸飽和樹脂洗凈后進(jìn)入解吸塔，用6。/。的NaOH溶液解吸，解吸2小時(shí)，解吸率可達(dá)99%以上，解吸液從解吸塔下部進(jìn)入，從上部流出。因D301G它是弱堿性陰離子，對(duì)陽離子金屬元素基本上不吸附，而對(duì)陰離子除釩以外還吸附有PO.廣、少量As0/—、部分可溶性Si032—、HSiO:r等也可以吸附于樹脂中，解吸時(shí)同時(shí)被解吸。飽和樹脂解吸完全后，用少量4%NaOH再解吸，用清水洗滌2—3次，溶液混合在一起，留作下次作業(yè)配堿性解吸液用，然后用大量的清水洗滌溶液ra二7為止，再川5。/Q的H2S0,溶液轉(zhuǎn)型50—60分鐘，過20目篩子，篩下物留存它用，篩上物進(jìn)入樹脂計(jì)量?jī)?chǔ)槽。9、樹脂的輸送樹脂的輸送采用空氣提升器，每一個(gè)塔樹脂作業(yè)完成后，通過隔離篩將礦漿和樹脂分離，樹脂進(jìn)入收集戽，用空氣提升機(jī)將樹脂向上一級(jí)工序輸送。10、釩解吸液的除雜解吸液釩含量在2530g/L，在6n^反應(yīng)釜中用蒸汽加溫到9(TC并恒溫40分鐘左右，在確保PH=10的條件下，加23%NH4C1和2%MgCl2(按溶液量計(jì))進(jìn)行除雜處理，達(dá)到釩液中的雜質(zhì)硅和磷同除的目的。11、兩次過濾釩液加溫后，趁熱用箱式過濾機(jī)進(jìn)行第一次過濾，濾液冷卻至室溫，調(diào)ra=io后用微孔過濾器過濾進(jìn)行第二次，徹底將細(xì)顆粒雜質(zhì)除盡，以免影響沉釩。溶液的ra在除雜中非常重要，ra太高和太低，都影響除雜效果，一般情況下ra=9io。12、用N出C1沉釩凈化后的釩溶液，在ra^O的條件下，按溶液50100g/L的量加入NE,C1，攪拌沉釩10小時(shí)，沉釩率在99%以上，沉釩母液中釩含量小于0.lg/L。生成白色和乳白色的偏釩酸銨效果最佳，否則，效果不理想。13、偏釩酸銨的脫水沉釩所得偏釩酸銨用N1000離心機(jī)脫水，再用1%NH4C1溶液洗滌35次，將夾帶在偏釩酸銨中的Na+和Mg"清洗干凈即可。14、偏釩酸銨的灼燒用離心脫水和洗滌后的偏釩酸銨，送至#1000X4000的回轉(zhuǎn)窯內(nèi)灼燒，每次裝入偏釩酸銨500kg，在氧氣充足的情況下，55(TC恒溫灼燒2小時(shí)，可得到冶金98級(jí)的VA合格產(chǎn)品。15、傳統(tǒng)工藝與本發(fā)明新工藝相關(guān)因素對(duì)比，見表l:表l傳統(tǒng)工藝與本發(fā)明新工藝對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>16、樹脂在漿法從石煤中提釩新工藝設(shè)備連接構(gòu)造與生產(chǎn)保障示意圖，見附圖2:樹脂在槳法從石煤釩礦中提釩新工藝設(shè)備連接構(gòu)造與生產(chǎn)保障示意圖。圖中交換槽采用多項(xiàng)攪拌，實(shí)線為礦漿流向、虛線為樹脂流向。權(quán)利要求1、樹脂在漿法從石煤釩礦中提釩新工藝，樹脂與礦漿在交換塔內(nèi)，在空氣和機(jī)械攪拌的雙重作用下，實(shí)現(xiàn)釩酸根同樹脂的交換，其特征是(1)、樹脂與礦漿在交換塔內(nèi)直接進(jìn)行交換，并設(shè)置有一個(gè)隔離篩，能實(shí)現(xiàn)樹脂和礦漿分離；(2)、隔離篩下面有一個(gè)收集戽，收集樹脂，樹脂的輸送在整個(gè)樹脂在漿法工藝中全部采用空氣提升；(3)、礦漿利用交換塔的自由落差自流，樹脂吸附達(dá)到一定程度送后續(xù)作業(yè)繼續(xù)交換、擦洗或解吸；(4)、解吸溶液的除雜、沉釩和灼燒。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂在漿法提釩新工藝，交換塔的設(shè)計(jì)與布置，有其顯著特點(diǎn)。其特征是(1)、采用空氣和機(jī)械雙重?cái)嚢瑁?2)、礦漿由自然落差逐級(jí)向下運(yùn)動(dòng)；(3)、樹脂由空氣提升器逐級(jí)向上輸送；(4)、具有礦漿、樹脂逆流運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)；(5)、由隔離篩或振動(dòng)篩實(shí)現(xiàn)礦漿與樹脂的分離。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述樹脂在漿法提釩新工藝，除雜作業(yè)，其特征是含釩解吸液用H2S0.,調(diào)整PH，在確保ra二10下，加入2-3%NH4C1和2y。MgCL除雜劑，并加溫至9(TC恒溫除雜，熱過濾，含釩溶液稍冷后，再用微孔過濾器精過濾趁熱過濾，這樣就實(shí)現(xiàn)硅、磷雜質(zhì)同去的效果。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述樹脂在漿法提釩新工藝，經(jīng)除雜處理后的凈化液，進(jìn)行雜質(zhì)含量檢測(cè)，當(dāng)達(dá)到沉釩要求后，將凈化液加NH(l攪拌沉釩10小時(shí)，所得N仏VO:;經(jīng)脫水、洗滌后，在55(TC氧氣充足條件下灼燒，即得冶金級(jí)98%以上的VA產(chǎn)品。全文摘要樹脂在漿法從石煤釩礦中提釩新工藝，將焙燒熟料用0.6％的硫酸浸取，篩去大塊物料，調(diào)整pH3～3.5，在交換塔內(nèi)，樹脂和礦漿在空氣和機(jī)械雙重?cái)嚢枳饔孟鲁浞只旌?，?shí)現(xiàn)釩酸根同樹脂的交換。交換作業(yè)完成后，樹脂與礦漿通過隔離篩分離，樹脂由空氣提升器送往上一級(jí)交換塔，礦漿利用交換塔的自由落差向下一級(jí)交換塔流動(dòng)，交換作業(yè)完成后，貧礦漿液直接進(jìn)入尾砂壩。飽和樹脂用空氣提升器送往振動(dòng)篩，用加壓清水沖洗干凈，再將樹脂送往解吸塔，用8％NaOH解吸，解吸液中五氧化二釩含量達(dá)到25～30g/L，在保證pH＝10條件下，用2-3％NH₄Cl和2％MgCl₂除雜劑，并將解吸釩液加溫至90℃恒溫除雜，熱過濾。含釩溶液稍冷后，再用微孔過濾器精過濾，檢測(cè)雜質(zhì)含量達(dá)到沉釩要求后，將凈化液加NH₄Cl攪拌沉釩10小時(shí)，所得NH₄VO₃經(jīng)脫水、洗滌后，在550℃氧氣充足條件下灼燒，可得冶金級(jí)98％以上的V₂O₅產(chǎn)品。文檔編號(hào)C22B34/22GK101177739SQ200610125000公開日2008年5月14日申請(qǐng)日期2006年11月10日優(yōu)先權(quán)日2006年11月10日發(fā)明者劉紹書,夏建華,平熊,田宗平,肖新望申請(qǐng)人:湖北漢海礦業(yè)投資有限公司