專利名稱：高溫濕法鹽溶浸取提釩方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種釩土礦提釩生產(chǎn)技術(shù)，更具體地說，是涉及一種釩土礦濕法 浸取提釩工藝方法。
背景技術(shù)：
釩土礦冶金提釩的傳統(tǒng)方法為焙燒提釩法。焙燒提釩法主要有鈉化焙燒法與 鈣化焙燒法兩種。其中鈉化焙燒法的釩轉(zhuǎn)化率約50-70%，釩的轉(zhuǎn)化率較低，且在
鈉化焙燒過程中產(chǎn)生大量的含/ZC/ 、 ^等強(qiáng)腐蝕性氣體的尾氣，治理難度很大，
對工廠周邊環(huán)境造成嚴(yán)重污染,危害人們的生命及財(cái)產(chǎn)安全。鈣化焙燒法較鈉化 焙燒法，其優(yōu)點(diǎn)是可避免焙燒過程中產(chǎn)生含氯氣體污染環(huán)境，但釩的轉(zhuǎn)化率更低， 僅約為30-60%，且能耗高。為了克服焙燒提釩法存在的不足，人們通過多方面的 探索，開發(fā)出了常溫濕法提釩工藝方法。普通濕法提釩工藝方法，主要有酸法和 堿法兩種。普通濕法提釩法溫度通常在10(TC以下，釩的浸出轉(zhuǎn)化率較之焙燒法 沒有明顯提高，并存在浸出時(shí)間長，生產(chǎn)效率低，渣的堆放對環(huán)境易造成酸堿污 染等缺點(diǎn)。因此，提高釩的浸出轉(zhuǎn)化率、縮短浸出時(shí)間，避免沉渣堆放對環(huán)境造 成酸堿污染，是釩土礦濕法浸取提釩生產(chǎn)工藝中急需解決的一個(gè)重要課題。
本發(fā)明的任務(wù)
針對現(xiàn)有技術(shù)的釩土礦濕法浸取提釩生產(chǎn)工藝方法存在的問題，本發(fā)明的目 的旨在提供一種釩土礦高溫濕法鹽溶浸取提方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)釩土礦普通濕 法浸取提釩法存在的釩浸出轉(zhuǎn)化率低、浸出時(shí)間長和沉渣堆放對環(huán)境易造成酸堿 污染等問題。
本發(fā)明所要解決的上述技術(shù)問題，可由下述技術(shù)方案構(gòu)成的釩土礦高溫濕法 鹽溶浸取提釩方法得以解決。能夠解決上述技術(shù)問題的高溫濕法鹽溶浸取提釩方法主要包括以下工藝步
驟
(1) 粉體釩土礦和質(zhì)量濃度為30—80%的復(fù)合鹽溶液加入密閉容器，于 120-24(TC下浸取反應(yīng)1-2.5小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后料液進(jìn)入下一道工序，粉體釩土 礦和質(zhì)量濃度為30—80%的復(fù)合鹽溶液按質(zhì)量份數(shù)比為1: 3—8配料；
(2) 浸取反應(yīng)后的料液加入0. 5-—0. 8質(zhì)量份除雜劑于120-150'C下除雜反 應(yīng)0.8-2.0小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后溫度降至80-12(TC分離除渣，液相進(jìn)入下一道工序；
(3) 液相降溫至5(TC以下進(jìn)行結(jié)晶沉淀反應(yīng)，結(jié)晶充分析出沉淀后進(jìn)行固 液分離，清液送去精制V20s產(chǎn)品，固相送浸取工序循環(huán)配制復(fù)合浸取溶液。
在上述技術(shù)方案中，復(fù)合鹽溶液由選自硫酸鈉、硫酸鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、 氫氧化鈉、氫氧化鉀、氯化鈉、氯化鉀、硫酸鎂和氯化鎂中的至少兩種加水配制 成。即作為配制復(fù)合鹽溶液的浸取劑，不全限于是鈉鹽、鉀鹽和鎂鹽，還可以是 強(qiáng)堿。作為浸取溶液的復(fù)合鹽溶液，其中單獨(dú)一項(xiàng)浸取劑的質(zhì)量分濃度都不大于 70%。
在上述技術(shù)方案中，所述除雜劑選自氫氧化鋁、硫酸鋁、水合鐵酸鈣和碳酸 鈣，可以是其中一種，也可以是其中多種， 一般為兩種。
在上述技術(shù)方案中，在浸取反應(yīng)時(shí)，最好同時(shí)加入浸取助劑參與浸取反應(yīng)， 釩土礦在復(fù)合鹽溶液和浸取助劑的協(xié)同作用下，能更有利于釩轉(zhuǎn)化率的提高。浸 取助劑選自氯化鋁、氧化鈣、凹凸棒石礦粉和硅酸鈉，可以是它們中一種，也可 以是多種， 一般為兩種。浸取助劑的加入量通常為0. 1-0. 3質(zhì)量份。
在上述技術(shù)方案中，當(dāng)復(fù)合鹽溶液的質(zhì)量濃度低于50%時(shí)，浸取反應(yīng)最好是 在有壓力的條件下進(jìn)行，這樣可以提高復(fù)合鹽溶液的沸點(diǎn)溫度，進(jìn)而可以提高浸 取反應(yīng)溫度。反應(yīng)壓力與復(fù)合鹽溶液的質(zhì)量濃度又關(guān)，濃度越低需要加壓的壓力 越大。加壓壓力一般為0.1—0.3MPa。
在上述技術(shù)方案中，浸取反應(yīng)最好是在有攪拌的條件下進(jìn)行。
在上述技術(shù)方案中，浸取反應(yīng)釋放氣，最好是經(jīng)冷凝后排除，這樣可以避免 空氣污染。
在本發(fā)明的研究完成過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對于高離子濃度浸取反應(yīng)體系， 提高體系溫度可以使液固兩相反應(yīng)界面得到活化，反應(yīng)過程和傳遞過程被增強(qiáng)， 特別是對某些難于反應(yīng)和難溶的體系非常有效，且浸取劑為復(fù)合鹽時(shí)，浸取反應(yīng)
活性可得以進(jìn)一步加強(qiáng)。本發(fā)明正是基于這些發(fā)現(xiàn)而完成的。
本發(fā)明揭示的高溫濕法鹽溶浸取提釩方法，在復(fù)合鹽溶液浸取釩土礦提釩的 反應(yīng)過程中，作為浸取劑的鹽與釩土礦中主要組分的化學(xué)反應(yīng)過程如下，以鈉鹽 為例。
通用化學(xué)反應(yīng)方程為
<formula>see original document page 5</formula>
在上述通用化學(xué)反應(yīng)方程式中，A表示陰離子基團(tuán)。浸取提釩過程加入NaCl， 其作用一是可以破壞釩礦物晶體結(jié)構(gòu)，使釩從晶體束縛態(tài)中解離出來，從而加速 釩的浸取速度，增大釩的浸取轉(zhuǎn)化率；二是氯化鈉能促進(jìn)釩的氧化，釩土礦中的 V2O5、 Fe203、 SZO,等氧化物使氯化鈉在高溫下生成活性氯，活性氯又可以作為氧化
劑與低價(jià)釩氧化物在有氧化劑存在條件下生成VOCL3,,在高溫下rocl3,不穩(wěn)定，進(jìn)
而分解生成V2O5。其過程可以表示為
<formula>see original document page 5</formula>
浸取提釩過程中同時(shí)加入浸取助劑，釩土礦在復(fù)鹽浸取劑和浸取助劑協(xié)同作 用下，使浸取反應(yīng)過程得到進(jìn)一步強(qiáng)化，同時(shí)還可抑制雜質(zhì)的影響。
釩土礦采用本發(fā)明揭示的高溫濕法鹽溶浸取提釩，由于浸取提釩反應(yīng)過程得 到了強(qiáng)化，釩的浸取轉(zhuǎn)化率大大提高，轉(zhuǎn)化率可達(dá)到90%左右，提高了釩資源利 用率，并且由于縮短了浸取反應(yīng)時(shí)間，生產(chǎn)效率也得到了提高，同時(shí)由于在生產(chǎn) 過程中作為浸取劑的復(fù)鹽可循環(huán)使用，除渣工序分離出的殘?jiān)勺鳛榻ㄖ牧显?料，生產(chǎn)過程不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體污染環(huán)境，因此，本發(fā)明揭示的高溫濕法鹽溶浸 取提釩方法符合綠色環(huán)保生產(chǎn)發(fā)展趨勢。
釩土礦采用本發(fā)明揭示的髙溫濕法鹽溶浸取提釩方法進(jìn)行生產(chǎn)，具有很好的 直接經(jīng)濟(jì)效益，處理1噸含釩1%的釩土礦，浸取轉(zhuǎn)化率以85%計(jì)，可生產(chǎn)85kgVA， VA每噸售價(jià)為30-50萬元，以低限價(jià)計(jì)算，產(chǎn)值可達(dá)2.6萬元，生產(chǎn)成本估算 約為0.68萬元，處理每噸釩土礦可實(shí)現(xiàn)利稅1.92萬元。經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。
本發(fā)明的公開為濕法提釩開辟了一條新途徑。


附圖1是本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。但需要特別指出的是，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
不艱于實(shí)施例所描述的形式，具體實(shí)施方式
有多種組合，不能一一 窮舉，所以不能將本發(fā)明的保護(hù)范圍僅僅理解為由實(shí)施例所限定的范圍。如果作 這樣的理解是十分不恰當(dāng)?shù)摹?br> 在下面各實(shí)施例中，所涉及到的份數(shù)與百分比，無特別說明，均為質(zhì)量份數(shù) 和質(zhì)量百分比。
實(shí)施例l
(1)含V205 1.5%釩土礦1質(zhì)量份，磨細(xì)后過200目篩，置入l號(hào)浸取反應(yīng) 槽，反應(yīng)槽設(shè)計(jì)有攪拌器，為密閉結(jié)構(gòu)，加入4份復(fù)合鹽浸取液和0.2份浸取助 劑，復(fù)合鹽浸取液的浸取劑分濃度分別為氫氧化鈉約45%、碳酸鉀約20%、 氯化鈉約10%，浸取助劑氯化鋁和氧化鈣各0.1份，啟動(dòng)攪拌器在180℃左右的 溫度下反應(yīng)約2. 0小時(shí)左右。浸取反應(yīng)過程中釋放的氣體經(jīng)冷凝后排除。
(2) 浸取反應(yīng)結(jié)束后，浸取反應(yīng)料液送入2號(hào)除雜反應(yīng)槽，加入除雜劑氫 氧化鋁0.6份進(jìn)行除雜反應(yīng)，反應(yīng)溫度約150℃左右，反應(yīng)時(shí)間約l小時(shí)左右， 除雜反應(yīng)結(jié)束后冷卻至120℃，使雜質(zhì)充分析出沉淀，經(jīng)離心機(jī)分離洗滌，含釩
清液進(jìn)入下一道工序，固體殘?jiān)鳛榻ú摹?br> (3) 含釩清液進(jìn)入3號(hào)反應(yīng)槽降溫至約40℃左右進(jìn)行結(jié)晶沉淀反應(yīng)，作為 浸取劑的鹽充分結(jié)晶析出后，用離心機(jī)過濾分離，固體送浸取工序配制復(fù)合鹽浸取液循環(huán)使用，清液送去精制V205產(chǎn)品。
本實(shí)施例的釩轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%以上。
實(shí)施例2
(I)含V2O5l.0％釩土礦l質(zhì)量份，磨細(xì)后過100目篩，置入l號(hào)浸取反應(yīng)
6槽，反應(yīng)槽設(shè)計(jì)有攪拌器，為密閉結(jié)構(gòu)，加入6份復(fù)合鹽浸取液和0.2份浸取助 劑，復(fù)合鹽浸取液的浸取劑分濃度分別為碳酸鉀約50%、氯化鎂約3%，浸取 助劑凹凸棒石礦粉和硅酸鈉各0.1份，啟動(dòng)攪拌器在240'C左右的溫度下反應(yīng)約 l.O小時(shí)左右。浸取反應(yīng)過程中釋放的氣體經(jīng)冷凝后排除。
(2) 浸取反應(yīng)結(jié)束后，浸取反應(yīng)料液送入2號(hào)除雜反應(yīng)槽，加入除雜劑硫 酸鋁、水合鐵酸鈣各0.4份進(jìn)行除雜反應(yīng)，反應(yīng)溫度約15(TC左右，反應(yīng)時(shí)間約 1.5小時(shí)左右，除雜反應(yīng)結(jié)束后冷卻至IO(TC，使雜質(zhì)充分析出沉淀，經(jīng)離心機(jī) 分離洗滌，含釩清液進(jìn)入下一道工序，固體殘?jiān)鳛榻ú摹?br> (3) 含釩清液進(jìn)入3號(hào)反應(yīng)槽降溫至約IO'C左右進(jìn)行結(jié)晶反應(yīng)，作為浸取 劑的鹽充分結(jié)晶析出后，用離心機(jī)過濾分離，固體送浸取工序配制浸取復(fù)合鹽溶 液循環(huán)使用，清液送去精制V205產(chǎn)品。
本實(shí)施例的釩轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%以上。
實(shí)施例3
(1)含V20sl.O。/。釩土礦l質(zhì)量份，磨細(xì)后過120目篩，置入l號(hào)浸取反應(yīng) 槽，反應(yīng)槽設(shè)計(jì)有攪拌器，為密閉結(jié)構(gòu)，加入5份復(fù)合鹽浸取液和0.2份浸取助 劑，復(fù)合鹽浸取液的浸取劑分濃度分別為硫酸鈉約35%，氯化鉀約3%,浸取 助劑氯化鋁和硅酸鈉各0.1份，啟動(dòng)攪拌器在溫度為20(TC左右和壓力為0.2MPa 左右的條件下反應(yīng)約2. 0小時(shí)左右。浸取反應(yīng)過程中釋放的氣體經(jīng)冷凝后排除。
(2) 浸取反應(yīng)結(jié)束后，浸取反應(yīng)料液送入2號(hào)除雜反應(yīng)槽，加入由硫酸鋁 和碳酸鈣配制成的分濃度各為15%的混合乳濁液除雜劑0.8份，在溫度約140°C 左右除雜反應(yīng)約1.2小時(shí)左右，除雜反應(yīng)結(jié)束后冷卻至9(TC，使雜質(zhì)充分析出沉 淀，經(jīng)離心機(jī)分離洗滌，含釩清液進(jìn)入下一道工序，固體殘?jiān)勺鳛榻ú摹?br> (3) 含釩清液進(jìn)入3號(hào)反應(yīng)槽降溫至約5'C左右進(jìn)行結(jié)晶反應(yīng)，作為浸取 劑的鹽充分結(jié)晶析出，用離心機(jī)過濾分離，固體送浸取工序配制復(fù)合鹽浸取液循
環(huán)使用，清液送去精制V20s產(chǎn)品。
本實(shí)施例的釩轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%以上。 實(shí)施例4
(1)含￥205 1.5%釩土礦1質(zhì)量份，磨細(xì)后過150目篩，置入l號(hào)浸取反應(yīng) 槽，反應(yīng)槽設(shè)計(jì)有攪拌器，為密閉結(jié)構(gòu)，加入8份復(fù)合鹽浸取液進(jìn)行浸取反應(yīng)， 復(fù)合鹽浸取液的浸取劑分濃度分別為氫氧化鈉約45%、碳酸鉀約25%、氯化 鈉約10%，啟動(dòng)攪拌器在18(TC左右的溫度下反應(yīng)約2. 5小時(shí)左右。浸取反應(yīng)過 程中釋放的氣體經(jīng)冷凝后排除。
(2) 浸取反應(yīng)結(jié)束后，浸取反應(yīng)料漿送入2號(hào)除雜反應(yīng)槽，加入除雜劑氫 氧化鋁0.6份，進(jìn)行除雜反應(yīng)，反應(yīng)溫度約150'C左右，反應(yīng)時(shí)間約0.8小時(shí)左 右，除雜反應(yīng)結(jié)束后冷卻至9(TC,使雜質(zhì)充分析出沉淀，經(jīng)離心機(jī)分離洗滌， 含釩清液進(jìn)入下一道工序，固體殘?jiān)勺鳛榻ú摹?br> (3) 含釩清液進(jìn)入3號(hào)反應(yīng)槽降溫至約2(TC左右進(jìn)行結(jié)晶反應(yīng)，作為浸取 劑的鹽充分結(jié)晶析出后，用離心機(jī)過濾分離，固體送浸取工序配制復(fù)合鹽浸取液
循環(huán)使用，清液送去精制V205產(chǎn)品。
本實(shí)施例的釩轉(zhuǎn)化率可達(dá)85%以上。
權(quán)利要求
1、一種高溫濕法鹽溶浸取提釩方法，其特征在于主要包括以下工藝步驟(1)粉體釩土礦和質(zhì)量濃度為30-80％的復(fù)合鹽溶液加入密閉容器，于120-240℃下浸取反應(yīng)1-2.5小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后料液進(jìn)入下一道工序，粉體釩土礦和質(zhì)量濃度為30-80％的復(fù)合鹽溶液按質(zhì)量份數(shù)比1∶3-8配料；(2)浸取反應(yīng)后的料液加入0.5-0.8質(zhì)量份除雜劑于120-150℃下除雜反應(yīng)0.8-2.0小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后溫度降至80-120℃分離除渣，液相進(jìn)入下一道工序；(3)液相降溫至50℃以下進(jìn)行結(jié)晶沉淀反應(yīng)，結(jié)晶充分析出沉淀后進(jìn)行固液分離，清液送去精制V2O5產(chǎn)品，固相送浸取工序循環(huán)配制復(fù)合鹽溶液。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫濕法鹽溶浸取提釩方法，其特征在于復(fù)合鹽溶液由選自硫酸鈉、硫酸鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氯化鈉、 氯化鉀、硫酸鎂和氯化鎂中的至少兩種加水配制成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫濕法鹽溶浸取提釩方法，其特征在于復(fù)合鹽溶液中單獨(dú)一項(xiàng)浸取劑組分的分濃度不大于70%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫濕法鹽溶浸取提釩方法，其特征在于除雜劑為選自氫氧化鋁、硫酸鋁、水合鐵酸鈣和碳酸鈣中的至少一種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)權(quán)利要所述的高溫濕法鹽溶浸取提釩方法， 其特征在于浸取反應(yīng)加入有浸取助劑，浸取助劑的加入量為0. 1-0. 3質(zhì)量份。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高溫濕法鹽溶浸取提釩方法，其特征在于浸取助劑為選自氯化鋁、氧化鈣、凹凸棒石礦粉和硅酸鈉中的至少一種。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)權(quán)利要所述的高溫濕法鹽溶浸取提釩方法， 其特征在于浸取反應(yīng)復(fù)合鹽溶液的質(zhì)量濃度低于50%時(shí)，浸取反應(yīng)在O.l — 0.3MPa壓力下進(jìn)行。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高溫濕法鹽溶浸取提釩方法，其特征在于浸取反 應(yīng)復(fù)合鹽溶液的質(zhì)量濃度低于50%時(shí)，浸取反應(yīng)在0.1—0.3MPa壓力下進(jìn)行。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高溫濕法鹽溶浸取提釩方法，其特征在于浸取反應(yīng)在有攪拌的條件下進(jìn)行反應(yīng)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高溫濕法鹽溶浸取提釩方法，其特征在于浸取反應(yīng)釋放氣經(jīng)冷凝后排除。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高溫濕法鹽溶浸取提釩方法，其主要工藝步驟包括粉體釩土礦和質(zhì)量濃度為30-80％的復(fù)合鹽溶液按質(zhì)量份數(shù)比1∶3-8配料，在密閉容器于120-240℃下浸取反應(yīng)1-2.5小時(shí)；浸取反應(yīng)后的料液加入除雜劑于120-150℃下除雜反應(yīng)0.8-2.0小時(shí)，降溫至90-120℃分離除渣，液相進(jìn)入下一道工序；液相進(jìn)一步降溫至50℃以下，進(jìn)行結(jié)晶沉淀反應(yīng)，浸取劑充分結(jié)晶析出后固液分離，清液送去精制V₂O₅產(chǎn)品，固相送浸取工序循環(huán)配制復(fù)合鹽溶液。本發(fā)明揭示的高溫濕法鹽溶浸取提釩方法，釩的浸出轉(zhuǎn)化率高，可達(dá)到90％以上，浸出時(shí)間短，作為浸取劑的復(fù)鹽可循環(huán)使用，固體殘?jiān)勺鳛榻ㄖ牧?，生產(chǎn)過程不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體污染環(huán)境，完全解決了現(xiàn)有技術(shù)提釩所存在的問題。
文檔編號(hào)C22B34/00GK101173328SQ200710050310
公開日2008年5月7日 申請日期2007年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日
發(fā)明者劉代俊, 曹來宗, 涂銘旌 申請人:四川大學(xué)