專利名稱：一種含釩頁(yè)巖提釩焙燒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于含釩頁(yè)巖提釩領(lǐng)域，尤其涉及一種含釩頁(yè)巖提釩焙燒方法。
背景技術(shù)：
含釩頁(yè)巖是我國(guó)獨(dú)特的一種釩礦資源，儲(chǔ)量極為豐富；從含釩頁(yè)巖中提取V2O5是我國(guó)獲得釩的重要途徑之一。含釩頁(yè)巖中釩的賦存狀態(tài)大多是以穩(wěn)定的三價(jià)態(tài)存在于云母類礦物中，不溶于水也不溶于酸，從該類型含釩頁(yè)巖中提取釩較困難。需采用焙燒將釩由三價(jià)轉(zhuǎn)化為可溶的四價(jià)或五價(jià)，現(xiàn)有的焙燒提釩方法分以下四種方法1、無(wú)添加劑焙燒該工藝特點(diǎn)是焙燒過(guò)程中不加任何添加劑，直接在高溫下通過(guò)空氣中的氧把三價(jià)釩氧化為五價(jià)。此工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，產(chǎn)生的有害氣體少，但是該工藝只適合釩是以吸附狀態(tài)為主的含釩石煤，且五氧化二釩的回收率不高，而我國(guó)大部分含釩頁(yè)巖中的釩都是以類質(zhì)同象的形式賦存在云母結(jié)構(gòu)中，對(duì)于此類含釩頁(yè)巖若采用無(wú)鹽焙燒法，則會(huì)造成釩回收率十分低下，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。2、鈣鹽添加劑焙燒該工藝使用的添加劑一般為CaO、Ca(OH)2, CaCO3，其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有Cl2 和HCl氣體的污染，對(duì)少數(shù)含釩頁(yè)巖的釩回收率提高到50 65%。但是，該技術(shù)的缺點(diǎn)同無(wú)鹽焙燒法一樣對(duì)含釩頁(yè)巖礦有很大選擇性，回收率較無(wú)鹽焙燒法提高了 10 20%，由于對(duì)礦石的選擇性，不適宜大批量生產(chǎn)?！耙环N從石煤中提取五氧化二釩的方法”(CN 101274778A)公開(kāi)了一種添加5 12%重量比的石灰石(50 150目)焙燒的提釩方法，該方法僅用CaCO3作添加劑，成分簡(jiǎn)單，但焙燒的一段保溫需在600 800°C脫碳1 4h，二段保溫需在800 1100°C焙燒氧化 2 他，浸出時(shí)間為2 幾，此法焙燒時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3 10h，能耗高，且單獨(dú)使用鈣鹽添加劑焙燒對(duì)于釩以類質(zhì)同相賦存的含釩頁(yè)巖，其浸出率不高于40%。3、鈉鹽添加劑焙燒該焙燒工藝使用NaCl、Na2SO4作為添加劑，且添加量多達(dá)12 18%，焙燒時(shí)產(chǎn)生大量CI2、HCI和SA氣體，廢氣污染性大，對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。“一種提釩鈉化焙燒復(fù)合添加劑”(CN 1884597)公開(kāi)了一種由氯化鈉碳酸鈉 過(guò)渡金屬氧化物=1 1 2 0.5 2%，過(guò)渡金屬氧化物可以為錳、鐵、鈷、鎳的氧化物。 此添加劑中NaCl含量占20 40%，且添加劑加入量占總重量10 15%，因此焙燒時(shí)產(chǎn)生含氯廢氣污染性大。4、其他添加劑焙燒“釩礦氧化焙燒復(fù)合添加劑及釩礦焙燒方法”(CN 101503758A)公開(kāi)了一種由 CaCO3, MgCO3, CaO, Na2SO4組成混合物為復(fù)合添加劑。采用該添加劑焙燒需保溫3 6h，焙燒時(shí)間長(zhǎng)；其實(shí)施方式中焙燒熟樣1 1.2g需用50ml 15%濃度硫酸煮沸浸出。此法浸出所耗酸量大、濃度較高，給后期廢水處理帶來(lái)較大困難。
“含釩石煤提取五氧化二釩的焙燒添加劑及其應(yīng)用方法”(CN101492775A)公開(kāi)了一種占含釩頁(yè)巖礦重0. 5 % 2 %的鋇化合物、金屬鋇粉或者鋇熔劑，或再添加Na2CO3和 CaCO3的其中一種，由于鋇是一種有毒性的重金屬，特別是氯化鋇有劇毒，致死劑量為0. 8 0. 9g，因此含鋇粉塵對(duì)工人的健康有嚴(yán)重威脅，且浸出后廢水也含有鋇離子，對(duì)環(huán)境污染性大，處理困難，故不適宜采用鋇或其化合物作為焙燒添加劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服已有的技術(shù)缺陷，目的是提供一種回收率高、焙燒周期短、浸出速度快和焙燒時(shí)污染性小的含釩頁(yè)巖提釩焙燒方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是先按質(zhì)量比將含釩頁(yè)巖原礦含釩頁(yè)巖提釩焙燒添加劑為1 (0. 06 0. 1)混勻，置入焙燒爐，以400 500°C /小時(shí)的速率升溫至850 1000°C，保溫1 濁；再將焙燒后的焙砂按固液質(zhì)量比為1 2加入到體積分?jǐn)?shù)為4 10%的稀硫酸中，在90 100°C條件下攪拌浸出0. 5 lh。含釩頁(yè)巖提釩焙燒添加劑的制備方法是按質(zhì)量比將Mg的化合物 NaClO3 Na2CO3 CaCO3 % 1 1 (4 8) (6 10)配料，混勻，細(xì)磨至 0. 15mm 以下。所述的Mg 的化合物為 MgO、MgCO3> Mg (OH)2, Mg (NO3) 2 中的一種。所述的含釩頁(yè)巖原礦屬云母型含釩頁(yè)巖，所含的釩以低價(jià)態(tài)和類質(zhì)同象形式賦存于鋁硅酸鹽的鋁氧八面體晶格結(jié)構(gòu)中。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所獲得的焙燒添加劑，其各成分在磨細(xì)過(guò)程中得到充分混勻，具有相互促進(jìn)作用，形成一個(gè)多元體系，能有效破壞含釩云母結(jié)構(gòu)，促進(jìn)含釩頁(yè)巖中低價(jià)釩的氧化。在本發(fā)明中，含釩云母的晶格結(jié)構(gòu)需要在高溫下才能被破壞，但溫度過(guò)高時(shí)，物料容易燒結(jié)導(dǎo)致空氣中O2難以滲透阻礙低價(jià)釩的轉(zhuǎn)價(jià)，且物料燒結(jié)使釩被包裹不易浸出，加入Mg的化合物能提高焙燒物料的軟熔點(diǎn)，可使高溫下含釩云母的結(jié)構(gòu)破壞釋放出釩，又不會(huì)導(dǎo)致物料燒結(jié)。這是因?yàn)镸g的加入，能與物料中的硅和鈣發(fā)生反應(yīng)，生成高熔點(diǎn)的化合物分布在物料中，使物料整體的熔點(diǎn)得到提高，從而防止物料燒結(jié)。添加劑中的NaClO3具有強(qiáng)氧化性，并能在焙燒時(shí)釋放出具有氧化作用的02和Cl2, 尤其是Cl2能更好的促進(jìn)低價(jià)釩的氧化轉(zhuǎn)價(jià)。另由于NaClO3添加量與原礦量質(zhì)量相比很小，因此廢氣中少量的Cl2可經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理被吸收，故污染小。Na2CO3熔點(diǎn)為851°C，高溫焙燒時(shí)軟熔變?yōu)橐合啵c礦物反應(yīng)時(shí)為液固反應(yīng)，可大大加快反應(yīng)速率。由于Na2CO3和CaCO3焙燒時(shí)分解生成氣體CO2,使物料變得膨松，便于添加劑和A滲透入礦物中與釩發(fā)生反應(yīng)。焙燒時(shí)，含釩頁(yè)巖原礦中S與&發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生SO2，而由CaCO3分解生成的CaO與 SO2反應(yīng)生成CaSO4,可減少?gòu)U氣中SA的排放。由于焙燒時(shí)間為1 池，較現(xiàn)有提釩方法的焙燒時(shí)間縮短了 2 6h，且浸出時(shí)間僅為0. 5 lh，縮短了 1 他，可大大降低生產(chǎn)成本和縮短生產(chǎn)周期。綜上所述，焙燒添加劑里面四種添加物相互促進(jìn)反應(yīng)，可使低價(jià)釩的焙燒轉(zhuǎn)價(jià)率得到顯著提高。Mg的化合物能保證在高溫下破壞釩云母的結(jié)構(gòu)而不使物料燒結(jié)，結(jié)合 Na2CO3和CaO的堿性，及NaClO3強(qiáng)氧化性，能更有效破壞含釩云母的結(jié)構(gòu)，使釩釋放出來(lái)并被氧化，由于添加劑分解生成(X)2使物料膨松，便于A和添加劑的滲透與釩發(fā)生反應(yīng)，最后生成易溶于酸的釩化合物。故本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、釩的轉(zhuǎn)化率高，添加量少，焙燒及浸出時(shí)間短，可降低生產(chǎn)成本和縮短生產(chǎn)周期；2、減少?gòu)U氣中HC1、Cl2、SO2等有害氣體的排放；3、對(duì)礦石的適應(yīng)性強(qiáng)，特別對(duì)于難處理的云母型含釩頁(yè)巖有較好的焙燒效果，五氧化二釩的浸出率可達(dá)83 87%。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對(duì)其保護(hù)范圍的限制。本具體實(shí)施方式
所述的含釩頁(yè)巖原礦屬云母型含釩頁(yè)巖，所含的釩以低價(jià)態(tài)和類質(zhì)同象形式賦存于鋁硅酸鹽的鋁氧八面體晶格結(jié)構(gòu)中。具體實(shí)施例中不再贅述。實(shí)施例1一種含釩頁(yè)巖提釩焙燒方法先按質(zhì)量比將含釩頁(yè)巖原礦含釩頁(yè)巖提釩焙燒添加劑1 (0. 06 0. 075)混勻，置入焙燒爐，以400 500°C /小時(shí)的速率升溫至850 900°C，保溫1.5 池；再將焙燒后的焙砂按固液質(zhì)量比為1 2加入到體積分?jǐn)?shù)為8 10%的稀硫酸中，在90 100°C條件下攪拌浸出0. 5 lh。浸出率可達(dá)83. 7%以上。含釩頁(yè)巖提釩焙燒添加劑的制備方法是按質(zhì)量比將 MgO NaClO3 Na2CO3 CaCO3Sl 1 (4 6) (6 8)配料，混勻，細(xì)磨至 0. 15mm 以下。實(shí)施例2一種含釩頁(yè)巖提釩焙燒方法先按質(zhì)量比將含釩頁(yè)巖原礦含釩頁(yè)巖提釩焙燒添加劑為1 (0. 075 0. 085)混勻，置入焙燒爐，以400 500°C /小時(shí)的速率升溫至900 950°C，保溫1 1. ;再將焙燒后的焙砂按固液質(zhì)量比為1 2加入到體積分?jǐn)?shù)為4 10%的稀硫酸中，在90 100°C條件下攪拌浸出0. 5 lh。浸出率可達(dá)86. 6%以上。含釩頁(yè)巖提釩焙燒添加劑的制備方法是按質(zhì)量比將 Mg(NO3)2 NaClO3 Na2CO3 CaCO3Sl 1 (6 8) (8 10)配料，混勻，細(xì)磨至 0. 15mm 以下。實(shí)施例3一種含釩頁(yè)巖提釩焙燒方法先按質(zhì)量比將含釩頁(yè)巖原礦含釩頁(yè)巖提釩焙燒添加劑為1 (0. 085 0. 1)混勻，置入焙燒爐，以400 500°C /小時(shí)的速率升溫至950 1000°C，保溫1 池；再將焙燒后的焙砂按固液質(zhì)量比為1 2加入到體積分?jǐn)?shù)為4 10% 的稀硫酸中，在90 100°C條件下攪拌浸出0. 5 Ih。浸出率可達(dá)85. 4%以上。含釩頁(yè)巖提釩焙燒添加劑的制備方法是按質(zhì)量比將 MgCO3 NaClO3 Na2CO3 CaCOjl 1 (5 7) (7 9)配料，混勻，細(xì)磨至 0. 15mm 以下。實(shí)施例4一種含釩頁(yè)巖提釩焙燒方法先按質(zhì)量比將含釩頁(yè)巖原礦含釩頁(yè)巖提釩焙燒添加劑為1 (0. 08 0. 09)混勻，置入焙燒爐，以400 500°C /小時(shí)的速率升溫至950 1000°C，保溫1 池；再將焙燒后的焙砂按固液質(zhì)量比為1 2加入到體積分?jǐn)?shù)為4 10% 的稀硫酸中，在90 100°C條件下攪拌浸出0. 5 Ih。浸出率可達(dá)86. 9%以上。含釩頁(yè)巖提釩焙燒添加劑的制備方法是按質(zhì)量比將 Mg(OH)2 NaClO3 Na2CO3 CaCO3 % 1 1 (7 8) (8 10)配料，混勻，細(xì)磨至 0. 15mm 以下。本具體實(shí)施方式
與已有技術(shù)相比，具有以下積極效果釩的轉(zhuǎn)化率高，添加量少，焙燒及浸出時(shí)間短，可降低生產(chǎn)成本和縮短生產(chǎn)周期； 減少?gòu)U氣中HC1、C12、S&等有害氣體的排放；對(duì)礦石的適應(yīng)性強(qiáng)，特別對(duì)于難處理的云母型含釩石煤有較好的焙燒效果，五氧化二釩的回收率可達(dá)83 87%。
權(quán)利要求
1.一種含釩頁(yè)巖提釩焙燒方法，其特征在于先按質(zhì)量比將含釩頁(yè)巖原礦含釩頁(yè)巖提釩焙燒添加劑為1 (0. 06 0. 1)混勻，置入焙燒爐，以400 500°C /小時(shí)的速率升溫至850 1000°C，保溫1 池；再將焙燒后的焙砂按固液質(zhì)量比為1 2加入到體積分?jǐn)?shù)為4 10%的稀硫酸中，在90 100°C條件下攪拌浸出0. 5 Ih ；含釩頁(yè)巖提釩焙燒添加劑的制備方法是按質(zhì)量比將Mg的化合物 NaClO3 Na2CO3 CaCO3 % 1 1 (4 8) (6 10)配料，混勻，細(xì)磨至 0. 15mm 以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩頁(yè)巖提釩焙燒方法，其特征在于所述的Mg的化合物為 MgO、MgCO3、Mg (OH)2, Mg (NO3) 2 中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩頁(yè)巖提釩焙燒方法，其特征在于所述的含釩頁(yè)巖原礦屬云母型含釩頁(yè)巖，所含的釩以低價(jià)態(tài)和類質(zhì)同象形式賦存于鋁硅酸鹽的鋁氧八面體晶格結(jié)構(gòu)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含釩頁(yè)巖提釩焙燒方法。其技術(shù)方案是先按質(zhì)量比將含釩頁(yè)巖原礦∶含釩頁(yè)巖提釩焙燒添加劑為1∶(0.06～0.1)混勻，置入焙燒爐，以400～500℃/小時(shí)的速率升溫至850～1000℃，保溫1～2h；再將焙燒后的焙砂按固液質(zhì)量比為1∶2加入到體積分?jǐn)?shù)為4～10％的稀硫酸中，在90～100℃條件下攪拌浸出0.5～1h。含釩頁(yè)巖提釩焙燒添加劑的制備方法是按質(zhì)量比將Mg的化合物NaClO3∶Na2CO3∶CaCO3為1∶1∶(4～8)∶(6～10)配料，混勻，細(xì)磨至0.15mm以下。本發(fā)明的浸出率為83～87％，具有回收率高、焙燒周期短、浸出速度快和焙燒時(shí)污染性小的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22B1/02GK102230072SQ201110156048
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者付利攀, 劉濤, 包申旭, 張一敏, 陳鐵軍, 黃晶 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)