專利名稱：：含釩石煤灰渣酸浸提取五氧化二釩過程中中間鹽制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種含釩石煤灰渣酸浸提取五氧化二釩過程中中間鹽的制備及溶解方法。(二)背景才支術(shù)釩是一種重要的戰(zhàn)略物資。人類在160年前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了釩元素，但直到20世紀初才開始將其應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)上。純金屬釩呈銀灰色，具有良好的延展性和抗腐蝕性。釩的產(chǎn)品種類繁多，既有高純金屬釩、釩鐵、釩鋁合金、釩碳化物及釩碳氮化物等冶金產(chǎn)品，也有五氧化二釩，偏釩酸銨，釩酸鉀、釩酸鈉、氫氧化釩以及氯化釩等化工產(chǎn)品。由于釩具有高熔點及容易變形加工的特點，被廣泛用于鋼鐵工業(yè)、國防尖端技術(shù)、化學(xué)工業(yè)以及輕紡工業(yè)等領(lǐng)域。其中最重要的是做鋼鐵合金中的添加元素，制造化工高效催化劑、觸媒劑。含有釩添加劑的釩鋼具有很高的硬度、耐磨性和承受大沖擊力的荷重，并且具有較高的屈服點和可塑性，是汽車、航空、機器制造以及鐵路運輸?shù)闹饕牧?。?jù)報導(dǎo)，國際上釩的消耗鋼鐵占85%,有色金屬占4%，化工與陶瓷占3%，鑄鐵占1%,其它占2%。因此，影響釩的供求與市場價格的因素主要是鋼鐵和釩合金的生產(chǎn)。當鋼鐵生產(chǎn)景氣，特別是合金鋼的生產(chǎn)大幅度增長時。釩的消耗和國際市場價格也逐漸增加。目前，潛在消費大國的中國，釩在鋼中的應(yīng)用遠低于發(fā)達國家，這與中國是生產(chǎn)和消費大國的地位不相稱。最近幾年，這種差距正在縮小，可以說中國釩的應(yīng)用市場和開發(fā)前景將是很好的。釩是世界上資源豐富、分布廣泛的金屬元素，在地殼中含量為0.015%,但無單獨可供開采的富礦，總是以低品位與其它礦物共生。釩鈥磁鐵礦和石煤是提釩的主要原料，目前世界各國生產(chǎn)釩的主要原材料是釩鈥磁鐵礦在冶煉過程中副產(chǎn)的釩渣和石煤，我國亦然。在我國的釩鈥磁鐵礦資源中，V20s的總儲量為1741.28萬噸，其中攀枝花地區(qū)擁有1600萬噸，占全國釩鈥-茲4失礦中V20s總儲量的90%以上。石煤是一種含碳質(zhì)的頁巖，是在還原環(huán)境下形成的黑色可燃有機巖，多屬變質(zhì)程度高的腐泥無煙煤，為淺海相沉積物。其主要特性為灰份高，密度大，發(fā)熱量低，結(jié)構(gòu)致密，著火點高，不易燃燒和難以完全燃燒。在我國，石煤主要賦存于下寒武紀的地層中，形成石煤的物質(zhì)除泥、硅、4丐質(zhì)等無機鹽成分外，有機質(zhì)部分主要是藻類等低級生物、海綿及一些分類尚不明確的原始動植物。由于碳質(zhì)頁巖在沉積過程中陸屑物的來源不同，藻菌類等低級生物的生成條件或腐化的藻菌類產(chǎn)生的腐植質(zhì)的絡(luò)合、吸附作用，以及成巖的熱液浸染等影響，石煤中含有或賦集了較多的伴生元素，如釩、鋁、鐵、鎂、鉤、鎳、鉬、鈾、銅、硒、鎵、鏝及貴金屬等60余種。在某些層位中，一種或幾種伴生元素達到工業(yè)單獨開采品位或邊界品位，可作為某種礦物資源單獨開采，并通過冶煉回收有價組分。我國是在50年代末普查磷礦時意外發(fā)現(xiàn)石煤中有釩，并且儲量極為豐富。據(jù)《南方石煤資源綜合考察才艮告》稱:湖南、湖北、浙江、廣東、廣西、貴州、安徽、河南、陜西等10省、自治區(qū)石煤資源的總儲量為618.8億噸，其中探明儲量為39.0億噸，綜考儲量為579.8億噸。僅湖南、湖北、江西、浙江、安徽、貴州、陜西等7省的石煤礦中，V205的儲量就達11797萬噸。其中W(V2O5)X).50。/。的儲量為7705.5萬噸，是我國釩鈥石茲鐵礦中V205總儲量的6.7倍，超過世界其他各國家釩的總儲量。近幾年還在新疆、甘肅等省區(qū)發(fā)現(xiàn)了儲量較為豐富的含釩石煤。石煤中釩的品位各地相差懸殊，一般為0.13~1.00%,就全國范圍而言，石煤中釩的品位平均低于0.5%的占60%。石煤中V205的平均品位及占有率見表l。表l:石煤中釩的平均品位及占有率<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>研究石煤的礦物組成表明石英是構(gòu)成石煤的主要礦物，其次是炭質(zhì)和粘土礦物(高嶺石、云母類礦物等)，還有黃4失礦、榴石礦物和白云石等。其他少量或微量礦物種類繁多，各地相異。石煤中的釩主要賦存于釩云母、水云母、黑云母、白云母和伊利石等云母類礦物中，其次是賦存于一些有機炭質(zhì)和鈞釩石榴石等其他類型的礦物中。目前，我國石煤提釩工藝主要有鈉鹽焙燒提釩、苛化泥焙燒提釩、鈣鹽焙燒提釩、濕法提釩、石煤直接酸浸提釩等。目前含釩石煤灰渣酸浸提取五氧化二釩通常以含釩石煤灰渣經(jīng)酸浸得酸浸液，再加入硫酸銨析出銨明礬后得到的含釩母液為原料制備中間鹽，現(xiàn)有的中間鹽的制備方法技術(shù)中，多是將含釩母液蒸發(fā)濃縮得到釩的硫酸鹽，硫酸鹽再投入到煅燒爐中煅燒，將低價釩、低價鐵氧化成V20s和Fe203,煅燒后的產(chǎn)物再經(jīng)浸取，得到含釩溶液和Fe203沉淀物，含釩溶液再經(jīng)萃取、反萃取等純化步驟，得到所述V20s。這種制備中間鹽的方法需高溫煅燒，能源消耗大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含釩石煤灰渣酸浸提取五氧化二釩過程中中間鹽的制備及溶解方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種含釩石煤灰渣酸浸提取五氧化二釩過程中中間鹽的制備及溶解方法，所述方法包括以含釩石煤灰渣經(jīng)酸浸得酸浸液，再加入碌u酸4妄析出銨明礬后得到的含釩母液為原料，在反應(yīng)容器中加入含釩母液和鐵單質(zhì)，鐵單質(zhì)質(zhì)量為含釩母液中五氧化二釩質(zhì)量的1~60%，攪拌使充分反應(yīng)，加熱蒸發(fā)濃縮至溶液中tT濃度為1822mol/L,結(jié)晶完全后冷卻至室溫，過濾得濾液和濾渣，取濾渣，得到中間鹽固體。本發(fā)明中間鹽制備是加入鐵單質(zhì)，將含釩母液中的釩富集到中間鹽晶體中，大幅度降低后續(xù)萃取工段的操作工作量和消耗，同時使溶液中的大量余酸返回到步驟(1)回用，以大幅度降低酸耗，且由于省去了高溫煅燒過程，節(jié)省了能源。對中間鹽進行X射線衍射分析表明，其中含有硫酸鐵銨NH4Fe(S04)2、硫酸釩銨NH4V(S04)2、硫酸鋁鉀KA1(S04)2、硫酸鋁銨NH4A1(S04)2、硫酸釩鉀KV(S04)2、多釩酸銨(NH4)2V6016'1.5H20、釩酸4丐CaV206等等，它是一種復(fù)雜的混合鹽，中間鹽中釩含量以V205計可達48%，即從灰渣V205含量11.5%富集了好幾倍，中間鹽溶解制成的萃原液V20s濃度可達10g/L以上，這就大大簡化了后續(xù)操作過程和原料消耗。所述中間鹽固體進一步制成中間鹽溶解清液；所述中間鹽溶解清液制備方法如下在反應(yīng)容器中加入中間鹽固體和水，水的加入量為1.54L/kg中間鹽固體，升溫至8010(TC攪拌溶解1.54小時，過濾得濾液和濾渣，fU慮液，得到中間鹽溶解清液。所述中間鹽溶解清液進一步可制備得到萃原液，萃原液再經(jīng)萃取、反萃取、氧化沉釩、多釩酸銨熱解，最終可得到五氧化二釩產(chǎn)品。通常的，用所述中間鹽溶解清液制備萃原液的過程如下在反應(yīng)容器中加入中間鹽溶解清液，攪拌下加入還原劑，至用硫氰化鉀指示劑測定溶液不變色為止，用堿溶液中和至pH值為1.8~3.0,得到萃原液；所述還原劑為本領(lǐng)域常見用于五氧化二釩制備的還原劑，優(yōu)選為硫代硫酸鈉或鐵。具體的，所述方法可如下(1)酸浸在反應(yīng)容器中加入強酸溶液和含釩石煤灰渣，所述強酸溶液中ET的濃度為8~12mol/L，所述強酸溶液的質(zhì)量為23L/kg含釩石煤灰渣，加熱至80120。C浸漬39小時，過濾，取濾液A,得到酸浸液；具體的，所述含釩石煤灰渣為含釩石煤經(jīng)循環(huán)流化床燃燒脫碳發(fā)電供熱后排出的灰渣；所述強酸為本領(lǐng)域常見用于五氧化二釩制備的強酸，如硫酸、鹽酸等，優(yōu)選為硫酸。(2)銨明礬制取在反應(yīng)容器中加入酸浸液和硫酸銨，碌u酸銨質(zhì)量添加量為酸浸液中三氧化二鋁質(zhì)量的1.32倍(酸浸液中三氧化二鋁含量經(jīng)測定后，精確計算硫酸銨添加量)，攪拌、冷卻至540。C、結(jié)晶析出銨明礬晶體，過濾，濾渣B為粗銨明礬，濾液B為含釩母液；粗銨明礬經(jīng)加水加熱溶解、過濾去除雜質(zhì)、重結(jié)晶，可獲得高純度精銨明礬副產(chǎn)品；酸浸工段獲得的酸浸液中含有同時被浸出的鋁、鐵等化合物雜質(zhì)，特別是大量的三氧化二鋁與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁，它將對后續(xù)制備中間鹽以及萃取工段產(chǎn)生不利影響。本步驟目的是基本除去酸浸液中的硫酸鋁，制取副產(chǎn)品銨明鞏，回收灰渣中的鋁資源；(3)中間鹽制備在反應(yīng)容器中加入含釩母液和鐵單質(zhì)，鐵單質(zhì)質(zhì)量為含釩母液中五氧化二釩質(zhì)量的160%，攪拌使充分反應(yīng)，加熱蒸發(fā)濃縮至溶液中H""濃度為18221mol/L,結(jié)晶完全后冷卻至室溫，過濾得濾液C和濾渣C,取濾渣C,得到中間鹽固體；濾液C可返回至步驟(1);(4)中間鹽溶解在反應(yīng)容器中加入中間鹽固體和水，水的加入量為1.54L/kg中間鹽固體，升溫至80100。C攪拌溶解1.54小時，過濾得濾液D和濾渣D,耳又濾液D,得到中間鹽溶解清液。濾渣D可返回至步驟(1);更為具體的，所述方法如下(1)酸浸在反應(yīng)容器中加入46mol/L硫酸溶液和含釩石煤灰渣，硫酸溶液用量為23L/kg含釩石煤灰渣，加熱至80120。C浸漬3-9小時，過濾并洗滌，取濾液A,即為酸浸液；(2)銨明礬制取在反應(yīng)容器中加入酸浸液和硫酸銨，硫酸銨質(zhì)量添加量為酸浸液中三氧化二鋁質(zhì)量的1.32倍，攪拌、結(jié)晶析出銨明礬晶體，過濾，得濾液B及濾渣B,濾渣B為粗銨明礬，濾液B為含釩母液；(3)中間鹽制備在反應(yīng)容器中加入含釩母液和鐵粉，鐵粉質(zhì)量為含釩母液中五氧化二釩質(zhì)量的160%,攪拌-使充分反應(yīng)，加熱蒸發(fā)濃縮至溶液中H"濃度為18~22mol/L,結(jié)晶完全后冷卻至室溫，過濾得濾液C和濾渣C，取濾渣C即為中間鹽固體，濾液C回收應(yīng)用于步驟(1)的碌u酸溶液配制；(4)中間鹽溶解在反應(yīng)容器中加入中間鹽固體和水，水的加入量為1.5~4L/kg中間鹽固體，升溫至80100。C攪拌溶解24小時，過濾得濾液D和濾渣D,:取濾液D即為中間鹽溶解清液，濾渣D回收作為步驟(1)含釩灰渣組分。利用本發(fā)明方法制得中間鹽溶解清液制備五氧化二釩的步驟如下l)萃原液制備在反應(yīng)容器中加入中間鹽溶解清液，攪拌下加入硫代硫酸鈉或鐵粉還原劑，至用硫氰化鉀指示劑測定溶液不變色為止，用氨水中和至pH值為1.8~3.0,得到萃原液；2)萃取在反應(yīng)容器中加入體積比為1:1的萃原液和有機萃取劑進行萃取操作，分離有機相和水相，得到含釩有機相和萃余液，所述有機萃取劑為2-乙基己基磷酸、磷酸三丁酯和磺化煤油體積比10:5:85的混合物，所述萃取級數(shù)為35級；3)反萃取在反應(yīng)容器中加入體積比為5~10:1的含釩有機相和濃度1.25~1.75mol/L的硫酸溶液，進行反萃取，分離7JC相和有機相，得到含釩水相，所述萃取級數(shù)為35級；4)氧化沉釩在反應(yīng)容器中加入含釩水相，5060。C攪拌下加入氯酸鈉至溶液由藍色變?yōu)辄S色為止，氨水調(diào)pH值為1.9~2.5，于90100。C下沉釩24小時，冷卻、結(jié)晶、過濾、脫水，得到多釩酸銨晶體；5)多釩酸銨熱解多釩酸銨晶體熱解脫氨，得到五氧化二釩。本發(fā)明方法的有益效果主要體現(xiàn)在1、方法簡單，所有工藝設(shè)備可全部使用國產(chǎn)；操作環(huán)境好，勞動強度低，機械化程度高，技術(shù)先進，勞動生產(chǎn)率高。2、整個過程全液相操作，無有毒廢氣污染；工藝廢水、廢液全部回用，環(huán)境友好。3、技術(shù)經(jīng)濟指標先進，資源回收率高。母液中的釩98%以上富集到中間鹽中，使后續(xù)萃取操作大大筒化。4、制中間鹽后的余酸可回用，與制銨明礬后的含釩母液不制中間鹽而直接萃取相比，酸耗可降低50%以上，同時大幅度降低了配制萃原液時的堿液耗量，從而大大簡化操作，大幅度降低成本。圖1為含釩石煤灰渣酸浸提取五氧化二釩工藝流程圖，其中虛線框內(nèi)部分為中間鹽及萃原液制備方法。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述,但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此實施例1:浙江大學(xué)熱能工程研究所，中間鹽法石煤灰渣直接酸浸提取v2o5中試裝置(包括酸浸搪玻璃反應(yīng)釜、銨明礬制取搪玻璃反應(yīng)釜、中間鹽蒸發(fā)搪玻璃反應(yīng)釜、中間鹽溶解搪玻璃反應(yīng)釜、萃原液制備搪玻璃反應(yīng)釜、有機玻璃塔式萃取器、有機玻璃塔式反萃取器、氧化沉釩搪玻璃反應(yīng)釜和多釩酸銨電熱解爐)，含釩灰渣處理能力800kg/d,所用灰渣為經(jīng)循環(huán)流化床燃燒后排出的底渣和除塵灰，按質(zhì)量比例底渣25%,除塵灰75%,混合后作為灰渣原料，其化學(xué)成分為V2Os1.26%，Si0261.83%，F(xiàn)e2036.90%,A120316.58%,CaOO.30%,MgO1.31%?；以锈C的賦存狀態(tài)分析表明，大部分釩賦存于云母礦中，屬難浸出礦。中試裝置運行的工藝條件及其參數(shù)酸浸溫度100110。C,硫酸濃度45mol/L,酸浸時間46h,液固比3(即硫酸溶液用量為3L/kg含釩石煤灰渣)；銨明礬制取硫酸銨加入質(zhì)量為酸浸液中三氧化二鋁質(zhì)量的1.8倍，攪拌冷卻至室溫；中間鹽制備制取銨明礬后的含釩母液在中間鹽蒸發(fā)釜中加入鐵粉質(zhì)量為含釩母液中V20s質(zhì)量的30%，攪拌加熱蒸發(fā)濃縮至《濃度19~21mol/L，結(jié)晶完全后冷卻至室溫，真空過濾后都得到中間鹽固體V205質(zhì)量含量為4.8~8%,濾液中V2CM又為0.05g/l,中間鹽結(jié)晶率達98.8%;中間鹽溶解在中間鹽溶解釜中加入中間鹽固體，常溫攪拌水溶解，液固比4，溶解溫度90~100°C,溶解時間4h,中間鹽溶解率達99%;萃原液制備在萃原液配制釜中，用鐵粉作還原劑，加入量用硫氰化鉀指示劑至溶液不變色為止，用氨7jc中和至pH2.53.0，制得的萃原液中V20s濃度為11g/L。萃取反萃取有機相配比為P2。4、TPB和磺化煤油體積比為10:5:85,有機相水相體積比為1:1，逆流四級萃取，常溫；反萃劑為硫酸溶液，濃度1.5inol/L，負載有機相反萃劑體積比=10:1，四級逆流反卒5常溫5氧化沉釩溫度5060。C加熱攪拌下加入氯酸鈉氧化劑使溶液由藍色變?yōu)辄S色為止，用氨水調(diào)節(jié)pH為2~2.3,沉釩溫度95~100°C,沉釩時間3小時；熱解脫氨熱解溫度500550。C,獲得粉狀￥205。中試裝置運行達到的主要技術(shù)指標釩的酸浸效率285%;釩的洗滌效率295%;四級萃取效率^99%;四級反萃取效率^99%;沉釩收率298%;熱解收率298%;釩的總收率275%;副產(chǎn)銨明夙>80kg/kgV2O5V20s純度98.2%。實施例2:所用含釩石煤灰渣為經(jīng)循環(huán)流化床燃燒后排出的底渣和除塵灰，按質(zhì)量比例底渣25%,除塵灰75%,混合后作為灰渣原料，其化學(xué)成分為V2051.26%，Si0261.83%，F(xiàn)e2036.90%,A120316.58%,CaO0.30%，MgO1.31%?；以锈C的賦存狀態(tài)分析表明，大部分釩賦存于云母礦中，屬難浸出礦。五氧化二釩提取步驟如下(1)酸浸在酸浸搪玻璃反應(yīng)釜中加入5mol/L硫酸溶液1590L和含釩石煤灰淹533kg，加熱至110115。C浸漬4小時，過濾并洗滌，取濾液，得到酸浸液，殘渣干基含￥2050.26%(w/w);殘渣可輸送至渣場用于建筑材料綜合利用；(2)銨明礬制取在銨明礬制取搪玻璃反應(yīng)釜中加入酸浸液2057L(測得其中三氧化二鋁含量為63kg)和硫S交銨113kg,攪拌、冷卻至室溫，結(jié)晶析出銨明鞏晶體，真空過濾，得濾渣為粗銨明礬458kg,得濾液為含釩母液1937L;粗銨明磯經(jīng)熱溶解、過濾去除雜質(zhì)、重結(jié)晶，可獲得高純度精銨明礬副產(chǎn)品；(3)中間鹽制備在中間鹽蒸發(fā)搪玻璃反應(yīng)釜中加入含釩母液1715L(測得其中五氧化二釩含量為4.785kg)和廢鐵屑1.44kg，攪拌加熱蒸發(fā)濃縮至《濃度19~21mol/L,結(jié)晶完全后冷卻至室溫，過濾取濾渣，得到中間鹽固體115kg,中間鹽干基含五氧化二釩4.55%;(4)中間鹽溶解在中間鹽溶解搪玻璃反應(yīng)釜中加入中間鹽固體115kg和水460L，升溫至9095。C,攪拌溶解4小時，過濾取濾液，得到中間鹽溶解清液300L，清液五氧化二釩含量13.52g/L;(5)萃原液制備在萃原液制備搪玻璃反應(yīng)釜中加入步驟(4)中間鹽溶解清液，攪拌下加入還原劑鐵粉，至用硫氰化鉀指示劑測定溶液不變色為止，用氨水中和至pH值為2.6,得到萃原液，萃原液V205濃度為13.12g/L;(6)萃取在有機玻璃塔式萃取器中加入體積比為1:1的萃原液和有機相進行萃取操作，萃取級數(shù)為4級，分離有機相和水相，得到含釩有機相和萃余液，所述有機相為P204、TBP和磺化煤油體積比10:5:85的混合物；(7)反萃取在有機玻璃塔式反萃取器中加入含釩有機相200L和1.5mol/L硫酸溶液40L,進行反萃取，反萃取級數(shù)為3級，分離水相和有機相，得到含釩K相；(8)氧化沉釩在氧化沉釩搪玻璃反應(yīng)釜中加入含釩水相，50~60°C攪拌下加入氯酸鈉至溶液由藍色變?yōu)辄S色為止，氨水調(diào)pH值為2.2,于95100。C下沉釩4小時，冷卻、結(jié)晶、過濾、脫水，得到多釩酸銨晶體；(9)多釩酸銨熱解在多釩酸銨電熱解爐中加入多釩酸銨晶體，500~550。C熱解脫氨，冷卻后即得粉狀V20s產(chǎn)品。該工藝過程中釩的酸浸效率為85.20%;釩的洗滌效率為96.21%;四級萃取效率為99.35%;三級反萃取效率為99.98%;沉釩收率為99.29%;熱解收率為99.12%;釩的總收率為80.11%;副產(chǎn)銨明鞏為81kg/kgV205;V205純度為98.22%。實施例3:所用含釩石煤灰渣為經(jīng)循環(huán)流化床燃燒后排出的底渣和除塵灰,按質(zhì)量比例底渣25%,除塵灰75%，混合后作為灰渣原料，其化學(xué)成分為V2051.26%,Si0261.83%,Fe2O36.90%,A120316.58%，CaO0.30%，MgO1.31%?；以锈C的賦存狀態(tài)分析表明，大部分釩賦存于云母礦中，屬難浸出礦。五氧化二釩提取步驟如下(1)酸浸在酸浸搪玻璃反應(yīng)蒼中加入5mol/L硫酸溶液2364L(此硫酸溶液為實施例2中步驟3得到的高酸度濾液和新加入的硫酸混合配制而成)和含釩石煤灰渣788kg,加熱至110115。C浸漬4小時，過濾并洗滌，取濾液，得到酸浸液，殘渣干基含V20s0.21%;殘渣可輸送至渣場用于建筑材料綜合利用；(2)銨明礬制取在銨明礬制取搪玻璃反應(yīng)釜中加入酸浸液2458L(測得其中三氧化二鋁含量為82kg)和硫酸銨124kg，攪拌、冷卻至室溫，結(jié)晶析出銨明鞏晶體，真空過濾，得濾渣為粗銨明礬752kg,得濾液為含釩母液2330L;粗銨明礬經(jīng)熱溶解、過濾去除雜質(zhì)、重結(jié)晶，可獲得高純度精銨明礬副產(chǎn)品；(3)中間鹽制備在中間鹽蒸發(fā)搪玻璃反應(yīng)釜中加入含釩母液2330L(測得其中五氧化二釩含量為7.444kg)和廢鐵屑2.233kg,攪拌加熱蒸發(fā)濃縮至tf濃度19~21mol/L,結(jié)晶完全后冷卻至室溫，過濾取濾渣，得到中間鹽固體137kg，中間鹽干基含五氧化二釩6.23%;(4)中間鹽溶解在中間鹽溶解搪玻璃反應(yīng)釜中加入中間鹽固體137kg和水530L,升溫至卯95。C,攪拌溶解4小時，過濾取濾液，得到中間鹽溶解清液353L，清液五氧化二釩含量19.22g/L;(5)萃原液制備在萃原液制備搪玻璃反應(yīng)釜中加入步驟(4)中間鹽溶解清液，攪拌下加入還原劑鐵粉，至用^^氰化鉀指示劑測定溶液不變色為止，用氨水中和至pH值為2.6，得到萃原液，萃原液丫205濃度為18.88g/L;(6)萃耳又在有機玻璃塔式萃取器中加入體積比為1:1的萃原液和有機相進行萃取操作，萃取級數(shù)為4級，分離有機相和水相，得到含釩有機相和萃余液，所述有機相為P204、TBP和石黃化煤油體積比10:5:85的混合物；(7)反萃取在有機玻璃塔式反萃取器中加入含釩有機相250L和1.5mol/L硫酸溶液60L，進行反萃取，反萃取級數(shù)為3級，分離水相和有機相，得到含釩水相；(8)氧化沉釩在氧化沉釩搪玻璃反應(yīng)釜中加入含釩水相，5060°C攪拌下加入氯酸鈉至溶液由藍色變?yōu)辄S色為止，氨水調(diào)pH值為2.2,于95100。C下沉釩4小時，冷卻、結(jié)晶、過濾、脫水，得到多釩酸銨晶體；(9)多釩酸銨熱解在多釩S臾銨電熱解爐加入多釩酸銨晶體，500~55(TC熱解脫氨，冷卻后即得粉狀V20s產(chǎn)品。該工藝過程中釩的酸浸效率為85.35%;釩的洗滌效率為95.61%;四級萃取效率為99.55%;三級反萃取效率為99.950/。；沉釩收率為99.16%;熱解收率為98.92%;釩的總收率為79.64%;副產(chǎn)銨明諷為95kg/kgV205;V205純度為98.42%。權(quán)利要求1.一種含釩石煤灰渣酸浸提取五氧化二釩過程中中間鹽的制備方法，所述方法包括:以含釩石煤灰渣經(jīng)酸浸得酸浸液，再加入硫酸銨析出銨明礬后得到的含釩母液為原料，在反應(yīng)容器中加入含釩母液和鐵單質(zhì)，鐵單質(zhì)質(zhì)量為含釩母液中五氧化二釩質(zhì)量的1～60％，攪拌使充分反應(yīng)，加熱蒸發(fā)濃縮至溶液中H+濃度為18～22mol/L，結(jié)晶完全后冷卻至室溫，過濾得濾液和濾渣，取濾渣，得到中間鹽固體。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述中間鹽固體進一步制成中間鹽溶解清液；所述中間鹽溶解清液制備方法如下在反應(yīng)容器中加入中間鹽固體和水，水的加入量為1.5~4L/kg中間鹽固體，升溫至8010(TC攪拌溶解1.54小時，過濾得濾液和濾渣，取濾液，得到中間鹽溶解清液。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述鐵單質(zhì)來源于鐵粉或廢鐵屑。4.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述方法如下(1)酸浸在反應(yīng)容器中加入強酸溶液和含釩石煤灰渣，所述強酸溶液中#的濃度為812mol/L,所述強酸溶液的質(zhì)量為23L/kg含釩石煤灰渣，加熱至80120。C浸漬39小時，過濾，取濾液A,得到酸浸液；(2)銨明礬制取在反應(yīng)容器中加入酸浸液和硫酸銨，硫酸銨質(zhì)量添加量為酸浸液中三氧化二鋁質(zhì)量的1.32倍，攪拌、冷卻至540。C、結(jié)晶析出銨明礬晶體，過濾，濾渣B為粗銨明礬，濾液B為含釩母液；(3)中間鹽制備在反應(yīng)容器中加入含釩母液和鐵單質(zhì)，鐵單質(zhì)質(zhì)量為含釩母液中五氧化二釩質(zhì)量的1~60%，攪拌使充分反應(yīng)，加熱蒸發(fā)濃縮至溶液中tf濃度為18~22mol/L，結(jié)晶完全后冷卻至室溫，過濾得濾液C和濾渣C,取濾渣C，得到中間鹽固體；(4)中間鹽溶解在反應(yīng)容器中加入中間鹽固體和水，水的加入量為1.5~4L/kg中間鹽固體，升溫至80100。C攪拌溶解1.54小時，過濾得濾液D和濾渣D，取濾液D,得到中間鹽溶解清液。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的步驟(1)所述的強酸溶液為碌b酸;容液。6.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述步驟(2)中，濾渣B粗銨明礬經(jīng)加水加熱溶解、過濾去除雜質(zhì)、重結(jié)晶，得到副產(chǎn)物銨明礬。7.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述步驟(3)中，所述4^單質(zhì)來源于鐵粉或廢鐵屑。8.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述步驟(3)中，所述的濾液C回收應(yīng)用于步驟(1)的強酸溶液配制；所述步驟(4)中，所述的濾渣D回收作為步驟(1)中含釩石煤灰渣組分。9.如權(quán)利要求l所述的方法，所述方法包括如下順序步驟(1)酸浸在反應(yīng)容器中加入46mol/L硫酸溶液和含釩石煤灰渣，碌u酸溶液用量為2~3L/kg含釩石煤灰渣，加熱至80-120。C浸漬3~9小時，過濾，耳又濾液A,即為酸浸液；(2)銨明礬制取在反應(yīng)容器中加入酸浸液和硫酸銨，硫酸銨質(zhì)量添加量為酸浸液中三氧化二鋁質(zhì)量的1.32倍，攪拌、冷卻至5-40。C結(jié)晶析出銨明礬晶體，過濾，得濾液B及濾渣B,濾渣B為粗銨明礬，濾液B為含4凡母液；(3)中間鹽制備在反應(yīng)容器中加入含釩母液和鐵粉，鐵粉質(zhì)量為含釩母液中五氧化二釩質(zhì)量的l60°/。，攪拌使充分反應(yīng)，加熱蒸發(fā)濃縮至溶液中H"濃度為1822mol/L，結(jié)晶完全后冷卻至室溫，過濾得濾液C和濾渣C，取濾渣C即為中間鹽固體，濾液C回收應(yīng)用于步驟(1)的-危酸溶液配制；(4)中間鹽溶解在反應(yīng)容器中加入中間鹽固體和水，水的加入量為1.5~4L/kg中間鹽固體，升溫至80100。C攪拌溶解1.54小時，過濾得濾液D和濾渣D,取濾液D即為中間鹽溶解清液，濾渣D回收作為步驟(1)含釩灰渣組分。全文摘要本發(fā)明提供了一種含釩石煤灰渣酸浸提取五氧化二釩過程中中間鹽的制備及溶解方法，所述方法包括以含釩石煤灰渣經(jīng)酸浸得酸浸液，再加入硫酸銨析出銨明礬后得到的含釩母液為原料，在反應(yīng)容器中加入含釩母液和鐵單質(zhì)，鐵單質(zhì)質(zhì)量為含釩母液中五氧化二釩質(zhì)量的1～60％，攪拌使充分反應(yīng)，加熱蒸發(fā)濃縮至溶液中H⁺濃度為18～22mol/L，結(jié)晶完全后冷卻至室溫，過濾得濾液和濾渣，取濾渣，得到中間鹽固體。本發(fā)明方法的有益效果主要體現(xiàn)在方法簡單，操作環(huán)境好，整個過程全液相操作，無有毒廢氣污染，母液中的釩98％以上富集到中間鹽中，使后續(xù)萃取操作大大簡化，制中間鹽后的余酸可回用，大幅度降低成本。文檔編號C22B3/00GK101381818SQ20081012116公開日2009年3月11日申請日期2008年9月29日優(yōu)先權(quán)日2008年9月29日發(fā)明者余春江,倪明江,周勁松,岑可法,方夢祥,施正倫,王勤輝,王樹榮,程樂鳴,盾陳,駱仲泱,翔高申請人:浙江大學(xué);上海中電浙大能源科技有限公司