專利名稱：一種從石煤中提取釩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石煤中釩的提取。
背景技術(shù)：
稀有元素釩(V)是一種重要的戰(zhàn)略物資，主要用于鋼鐵工業(yè)。含釩鋼具有強(qiáng)度高、 韌性大、耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、鐵路、橋梁和航天等行業(yè)。目前，世界 各國生產(chǎn)釩的原料主要是釩鈦磁鐵礦在冶煉過程中的副產(chǎn)礬渣，我國亦然。石煤是我國除 釩鈦磁鐵礦外又一種重要的釩礦資源，在我國儲量巨大，總釩量1. 18X108t，占我國V205總 儲量的87%。由于我國的石煤資源極為豐富，特別是石煤中釩的儲量超過世界各國、05儲 量的總和，因此，從石煤中提釩是一個非常重要的發(fā)展方向。 我國從20世紀(jì)60年代起開始研究從石煤中提取釩，70年代開始石煤提釩的工業(yè) 生產(chǎn)，期間出現(xiàn)了很多提釩工藝。然而，降低成本與污染、提高釩的總回收率，仍然是石煤提 釩過程中存在的最重要問題。 含釩石煤在形成過程中，外界的還原性環(huán)境導(dǎo)致石煤只有V(III)和V(IV)，沒有 V(V)存在，并且V(III)占了絕大部分，而影響釩回收率的主要因素是可溶性釩化合物的含 量，即釩的賦存狀態(tài)。在石煤提釩的工藝中，總是伴隨著釩價(jià)態(tài)的變化。采用焙燒的目的是 在高溫下將低價(jià)釩轉(zhuǎn)化為V(V)。目前，根據(jù)焙燒的條件，焙燒主要分為鈉化焙燒、鈣化焙燒和無鹽焙燒。鈉化焙燒 提釩是最為成熟的工藝。其基本原理是以食鹽或蘇打?yàn)樘砑觿?，通過焙燒將多價(jià)態(tài)的釩轉(zhuǎn) 化為水溶性五價(jià)釩的鈉鹽。該技術(shù)操作簡單、早期投入小，焙燒轉(zhuǎn)化率可達(dá)50%以上。但 由于鈉鹽與燃料消耗大，加之食鹽鈉化焙燒時產(chǎn)生大量Cl2、 HC1及S02等有毒氣體，污染環(huán) 境，所以用于環(huán)境治理的成本也很高。鄒小勇等(《過程工程學(xué)報(bào)》2001， 1(2) :pl80)提出 將石灰、石灰石或其它含鈣化合物作熔劑，添加到含釩石煤中焙燒，使釩氧化成易溶于酸的 釩的鈣鹽，即鈣化焙燒。鈣化焙燒消除了鈉化焙燒工藝的含氯廢氣污染問題，轉(zhuǎn)化率較氧化 焙燒有所提高。但鈣化焙燒提釩工藝對焙燒物有一定的選擇性，對一般礦石存在轉(zhuǎn)化率偏 低、成本偏高等問題，不適于大批量生產(chǎn)。 無鹽焙燒是不加任何添加劑，靠空氣中的氧在高溫下將低價(jià)釩直接轉(zhuǎn)化為溶于低 酸或低堿的五價(jià)釩。此法存在環(huán)境污染小、成本相對低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)說是目前最具潛在應(yīng)用 價(jià)值的方法。但無鹽焙燒的方法卻存在浸出率低(浸出率通常低于50%)的缺點(diǎn)，這使得 實(shí)踐中很少應(yīng)用這種方法。因此，如果不解決浸出率較低的問題，石煤無鹽焙燒提釩工藝在 工業(yè)上的實(shí)際價(jià)值仍然得不到有效利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種浸出率高的石煤無鹽焙燒提釩方法，該方法低消耗高 浸出，浸出率平均高于75% ，且工藝流程簡單、操作方便、廢水排放少，工業(yè)生產(chǎn)利潤高。
本發(fā)明的詳細(xì)技術(shù)方案為石煤經(jīng)粉碎、過篩、制球、干燥等預(yù)處理后，低于300°C進(jìn)爐無鹽空白焙燒，O. 5 2小時內(nèi)升到600 120(TC恒溫2 8小時后冷卻粉碎后，用質(zhì)量濃度2 12% NaOH溶液按固液比1 : 1. 1 3， 50 IO(TC左右條件下循環(huán)浸出；浸出液補(bǔ)加固體NaOH進(jìn)行二次循環(huán)浸出；用酸性萃余液補(bǔ)加少量濃硫酸調(diào)浸出液pH至10 12凈化除雜后，再按常規(guī)工藝提釩。與現(xiàn)有的石煤無鹽焙燒提釩工藝相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了低消耗高浸出，浸出率平均高于75%，同時節(jié)約10 20%的NaOH用量，廢水排放量減少3 5倍，硫酸使用量減少5%以上。要解決無鹽焙燒提釩的總回收率低的問題，關(guān)鍵在于焙燒與浸出。本發(fā)明采用無鹽焙燒環(huán)境友好的提釩流程，控制焙燒溫度，低堿循環(huán)浸出，浸出液中補(bǔ)加NaOH進(jìn)行二次循環(huán)浸出，使浸出液中的釩得到進(jìn)一步富集，同時節(jié)約10 20% NaOH用量。浸出液用酸性萃余液補(bǔ)加少量濃硫酸進(jìn)行中和凈化，使廢水排放量減少2 5倍，硫酸使用量減少5%以上。整個工藝流程簡單，操作方便，廢水排放少，且環(huán)境友好，成本較低，工業(yè)生產(chǎn)利潤高。


圖1 :本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 500g取自貴州A地的石煤，VA含量為0.77^，碳含量為16.66%。經(jīng)破碎60目過篩后，制成直徑llmm左右的小球后，9(TC下1. 5小時烘干，再將其于18(TC左右送入馬弗爐，O. 6小時左右升溫到750 850。C，恒溫2. 5小時，脫碳后V205含量為1. 05%。破碎后，取100g焙燒礦樣，于7(TC下，固液比l : 1.8，6.2%以上(質(zhì)量濃度)NaOH堿液，攪拌浸出4小時，浸出液pH為13左右。浸出渣經(jīng)干燥，減重為15%以下，渣中^05含量僅為0. 26%，經(jīng)計(jì)算浸出率高達(dá)77%。浸出液補(bǔ)加NaOH返回去做二次循環(huán)浸出，同樣條件下，浸出率仍高達(dá)76%。浸出液凈化，需調(diào)節(jié)pH值，該過程共耗濃硫酸小于3.5g。循環(huán)利用酸性萃余液調(diào)節(jié)pH值，可降低酸耗5. 5%以上。
實(shí)施例2 500g取自貴州B地的石煤，VA含量為0.72^，碳含量為17.49%。經(jīng)破碎70目過篩后，制成直徑14mm左右的小球后，8(TC下2小時烘干，再將其于22(rC左右送入馬弗爐，l小時左右升溫到110(TC以上，恒溫2小時，脫碳后^05含量為0.875%。適當(dāng)破碎后，取100g焙燒礦樣，于10(TC下，固液比1 : 2.8，3%以上(質(zhì)量濃度)NaOH堿液，攪拌浸出5小時，浸出液pH為13.5以上。浸出渣經(jīng)干燥，減重為15%以下，渣中、05含量僅為0.22%，經(jīng)計(jì)算浸出率高達(dá)77%。浸出液補(bǔ)加NaOH返回去做二次循環(huán)浸出，同樣條件下，浸出率仍高達(dá)75%。浸出液凈化，需調(diào)節(jié)pH值，該過程共耗濃硫酸小于3.8g。循環(huán)利用酸性萃余液調(diào)節(jié)pH值，可降低酸耗5. 2%以上。
實(shí)施例3 500g取自湖南某地的石煤，、05含量為0. 74%，碳含量為14. 51%。經(jīng)破碎60目過篩后，制成直徑10mm左右的小球后，10(TC下2小時烘干，再將其于26(TC左右送入馬弗爐，1小時左右升溫到1090°C ，恒溫5小時，脫碳后V205含量為0. 86% 。適當(dāng)破碎后，取100g焙燒礦樣，于85。C下，固液比1 : 3，4%以上(質(zhì)量濃度)NaOH堿液，攪拌浸出6小時，浸出
4液pH為14左右。浸出渣經(jīng)干燥，減重為15%以下，渣中、05含量僅為0.21%，經(jīng)計(jì)算浸出率高達(dá)77%。浸出液補(bǔ)加Na0H返回去做二次循環(huán)浸出，同樣條件下，浸出率仍高達(dá)75X。浸出液調(diào)節(jié)pH值凈化，該過程共耗濃硫酸小于4. 5g。循環(huán)利用酸性萃余液調(diào)節(jié)pH值，可降
權(quán)利要求
一種從石煤中提取釩的方法，其特征在于將石煤適當(dāng)粉碎，40～80目過篩后，制成直徑9～15mm左右的小球烘干后，低于300℃進(jìn)爐焙燒，0.5～2小時內(nèi)升到600～1200℃恒溫3～5小時后冷卻；所述浸出采用質(zhì)量濃度為2～12％的NaOH溶液，按1∶1.1～3固液比，在70～90℃條件下循環(huán)浸出；用酸性萃余液補(bǔ)加少量濃硫酸調(diào)節(jié)浸出液pH至8以上凈化，再按常規(guī)工藝提釩。
2. 如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于不向石煤粉料中添加任何藥劑，直接噴水制成 狀態(tài)疏松的小球再烘干， 一段式焙燒，于600 120(TC恒溫2 6小時。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于采用浸出液補(bǔ)加固體NaOH，使?jié)舛仍俅芜_(dá)到 2 12%后二次循環(huán)浸出，浸出溫度60 IO(TC。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于二次循環(huán)浸出液用酸性萃余液補(bǔ)加適量硫 酸調(diào)pH值后凈化。
全文摘要
一種從石煤中提取釩的方法，石煤經(jīng)粉碎、過篩、制球、干燥等預(yù)處理后，低于300℃進(jìn)爐空白焙燒，0.5～2小時內(nèi)升到600～1200℃恒溫2～6小時后冷卻，用2～12％NaOH溶液按1∶1.1～3固液比在50～100℃左右條件下循環(huán)浸出；浸出液補(bǔ)加NaOH進(jìn)行二次循環(huán)浸出；用酸性萃余液補(bǔ)加少量濃硫酸調(diào)浸出液pH至8以上凈化，再按常規(guī)工藝提釩。與現(xiàn)有的石煤無鹽焙燒提釩工藝相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了低消耗高浸出，浸出率平均高于75％，同時節(jié)約10～20％的NaOH用量，廢水排放量減少3～5倍，硫酸使用量減少4％以上。
文檔編號C22B34/22GK101748296SQ20081014389
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月10日
發(fā)明者蔣章銻, 賴瓊琳 申請人:賴瓊琳;蔣章銻