專利名稱：萃取和回收釩的方法
萃取和回收釩的方法發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及萃取和回收釩的方法。更具體而言，本發(fā)明的方法利用濕法冶煉從釩礦中萃取隹凡。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，通過火法冶煉工藝從釩礦中萃取和回收釩，火法冶煉中包括了加鹽焙燒步驟，隨后水淋洗。對于那些希望建立新的選礦加工工藝的人，以及焙燒法比無釋放產(chǎn)品更經(jīng)常地釋放出對環(huán)境有極大破壞作用的工藝而言，環(huán)境問題變得日益重要。
至今，沒有探討過從釩礦中萃取和回收釩的濕法冶煉法，由于在浸出步驟和回收步驟中的困難。關(guān)于浸出和回收，傳統(tǒng)上是將鐵與釩共萃取，通常也存在鈦，如可發(fā)現(xiàn)于鈦磁鐵礦類礦石中。
這就導(dǎo)致對任何浸出和回收工藝的選擇性的顧慮。酸浸中鐵與釩共萃取，因為釩以固溶體形式被鎖定在鈦磁鐵礦基體中。酸浸過程中使鐵盡量少溶出而不犧牲釩的萃取率通常是一項挑戰(zhàn)。
溶劑萃取要求在溶劑萃取之前調(diào)節(jié)溶液的pH。這通常導(dǎo)致鐵和釩的協(xié)同沉淀。
Remya等(Remya et.al. , Solvent Extraction and Ion Exchange, Vol. 21. , No. 4 .pp. 573-589，2003)進(jìn)行了使用Cyanex 923萃取劑溶液萃取釩的研究。然而，并沒有公開從浸出至純化的整個工藝過程，通過溶劑萃取以及通過沉淀反萃取和回收釩。此外，需要多種反萃取劑，這就在大規(guī)模生產(chǎn)中可能增加工藝成本。
另外，濕法冶煉路線萃取和回收釩的任何潛在經(jīng)濟(jì)可行性、以及任何相關(guān)的有價值金屬都并沒有得到證實。
本發(fā)明方法實際上旨在大體上克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，或者至少提供有用的替代方法。
上述背景技術(shù)的討論只是為了便于理解本發(fā)明。本討論并不承認(rèn)或認(rèn)為所引用的任何材料在本申請的優(yōu)先權(quán)日時是或已是公知常識或公知常識的部分。
整個說明書和權(quán)利要求書中，除非上下文另有需要，詞“包含”或其變化如“包含” 或“包含”，將理解為包括了一定的整體或整體群，但是不排除任何其他整體或整體群。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種從釩礦中萃取和回收釩的方法，該方法的特征在于以下步驟
(i)將含有釩和鐵的礦石進(jìn)行酸浸，將釩和鐵萃進(jìn)溶液；
(ii)將浸出步驟⑴的產(chǎn)物進(jìn)行固液分離；
(iii)將分離步驟(ii)的液體產(chǎn)物進(jìn)行溶劑萃取，其中將釩和鐵從液體產(chǎn)物中萃取入有機(jī)萃取劑；
(iv)將步驟(iii)中的有機(jī)萃取產(chǎn)物進(jìn)行反萃取，其中使用酸選擇性連續(xù)地從有機(jī)萃取劑中將釩和鐵反萃取出來；
(V)將步驟(iv)中含有釩的反萃取溶液進(jìn)行回收。
本發(fā)明的一種形式中，礦石除含有釩和鐵之外還含有鈦。
步驟⑴的酸浸優(yōu)選使用鹽酸(HCl)進(jìn)行。
更優(yōu)選，HCl的濃度范圍在約20%至32%(w/w)。
仍然優(yōu)選，酸浸在大氣壓強(qiáng)下約25°C至80°C的溫度下進(jìn)行。酸浸停留時間優(yōu)選在約30-360分鐘之間。酸浸期間的固含量優(yōu)選為約20%(w/w)。
優(yōu)選地，步驟(iii)的有機(jī)萃取劑含有氧化膦。
更優(yōu)選的是，所述氧化膦為Cyanex 923 。
更優(yōu)選的是，所述萃取劑包含約40%v/v Cyanex 923 和60%v/v有機(jī)溶劑。
優(yōu)選地，萃取步驟(iii)期間水溶液與有機(jī)溶劑的比例為約1:1至1:20。更優(yōu)選地，萃取步驟(iii)期間水溶液與有機(jī)溶劑的比例為約1:5。
仍然優(yōu)選地是，反萃取步驟(iv)以逆流方式進(jìn)行，其中在反萃取鐵之前，從裝載的有機(jī)萃取劑中反萃取fL。
優(yōu)選地，步驟(iv)反萃取中使用的酸為鹽酸。反萃取釩時鹽酸濃度優(yōu)選在約 2-4M。反萃取鐵時鹽酸濃度優(yōu)選為約O. OlM0
產(chǎn)生的釩溶液的純度優(yōu)選在約76%_95%之間。產(chǎn)生的鐵溶液的純度優(yōu)選約99%。


現(xiàn)只經(jīng)由實施例、參照一個具體實施方案和

本發(fā)明，其中
圖1為根據(jù)本發(fā)明的從釩礦中萃取和回收釩的方法的流程圖；
圖2為10%w/w固含量、溫度80°C、36%W/W HCl時不同浸出時間的鐵、釩和鈦的萃取圖3為20%w/w固含量、溫度25°C、32%w/w HCl時不同浸出時間的鐵、釩和鈦的萃取圖4為20%w/w固含量、溫度80°C、20%W/W HCl時不同浸出時間的鐵、釩和鈦的萃取圖5為20%v/v Cyanex 923 /80%煤油時水:有機(jī)溶劑(A O)比例對鐵、釩和鈦萃取率的影響圖6為HCl酸度對從裝載的有機(jī)物Cyanex 923 中回收的釩產(chǎn)品純度的影響圖7為HCl酸度對鐵和釩反萃取率的影響圖。
最佳實施方式
圖1顯示了依據(jù)本發(fā)明從釩礦中萃取和回收釩的方法10的流程圖。方法10包含浸出步驟12、溶劑萃取步驟14、f凡反萃取步驟16和鐵反萃取步驟18。
在浸出步驟12之前，提供了粉碎流程20和選別流程22。粉碎和選別流程20和 22的目的在于產(chǎn)生具有有助于濕法冶煉工藝尺寸的粉碎礦石。
通過前端裝載機(jī)26運輸原礦(ROM)材料24,并倒入600mm孔徑的固定格柵28，固定格柵架于原礦倉30上。將篩上料從格柵28上分離。使用可變速率的裙式給礦機(jī)32將分離的ROM礦石從倉30中運出，運送至顎式破碎機(jī)34。
顎式破碎機(jī)34將來料的最大尺寸降至約250mm。將粉碎的礦石裝卸至破碎器出料皮帶機(jī)36，出料皮帶機(jī)延伸至裙式給礦機(jī)32的下面，以搜集任何溢出物。
然后將破碎的礦石運輸至圓錐破碎機(jī)38，圓錐破碎機(jī)裝有給料倉40和振動給礦機(jī)42。然后將出自圓錐破碎機(jī)38的粉碎礦石經(jīng)由進(jìn)料倉46、振動給礦機(jī)48和篩50運輸至料堆44，料堆44具有24小時的容量。出料皮帶機(jī)52從料堆44將粉碎礦石運出，運輸至兩個高壓輥磨機(jī)(HPGR) 54和56，這兩個高壓輥磨機(jī)串聯(lián)擺放。
應(yīng)用HPGR應(yīng)理解為在礦石顆粒中產(chǎn)生微裂紋，與常規(guī)碾磨相比，微裂紋在浸出時顯著增加了后續(xù)浸出劑的滲透性和金屬回收。
HPGR 56的最后階段以密閉流程進(jìn)行，密閉流程具有Imm剪切的篩網(wǎng)58。篩網(wǎng)58 上的篩上料返回料倉60，進(jìn)行進(jìn)一步研磨以改善有用礦物的釋放度。篩下產(chǎn)品轉(zhuǎn)入進(jìn)料斗 62，進(jìn)入后續(xù)的逆流粗選磁選機(jī)64，逆流粗選磁選機(jī)64為選別流程22的一部分。加入工藝水，將漿體泵入粗選磁選機(jī)64。在將精礦泵入浸出步驟12之前使用逆流磁選機(jī)對粉碎的礦石進(jìn)行選別。
可以設(shè)想，可能利用另外的研磨步驟生產(chǎn)約小于150 μ m的產(chǎn)品，這優(yōu)選地取決于浸出步驟12殘渣中的鈦水平。當(dāng)通過浸出步驟12的礦石越細(xì)，浸出殘渣中鈦的相關(guān)水平就越聞。
將源于粗選磁選機(jī)64的尾砂66泵入尾礦濃密機(jī)68，在濃密機(jī)中回收工藝水以進(jìn)行再利用。將漿料濃縮至60%重量比的固體。濃密機(jī)溢流70流至工藝水箱72，而底流74 泵入尾砂76。將磁選精礦泵入浸出流程萃取釩和鐵。
浸出步驟12的目的在于將有價值的金屬類釩和鐵萃取入溶液。浸出步驟12在襯有橡膠的、環(huán)氧樹脂覆蓋、攪拌的鋼儲罐中進(jìn)行，鋼儲罐以串聯(lián)形式擺放。漿料流注通過酸浸出罐。第一個罐中加入鹽酸，調(diào)節(jié)漿料密度至20%重量比的固體。酸浸在溫度約25°C至 80 V之間，例如80 V，大氣壓或以上壓力、停留時間在約30-360分鐘之間進(jìn)行。最初的HCl 濃度維持在約20%-32%w/w之間，例如維持在20%w/w。通過對浸出罐進(jìn)行 隔熱和覆蓋，浸出溫度可控制在約80-85 °C。
下式代表浸出反應(yīng)
Fe304+8HC1 — 2FeCl3+FeCl2+4H20
V205+6HC1 — 2V0C13+3H20
將來自浸出步驟12的漿料78泵入浸出濃密機(jī)80，在濃密機(jī)中漿料被增稠至50% 重量比的固體。溢流溶液82移入攪拌的金屬萃取料液罐84。底流溶液86泵入料罐88，依次過兩個并聯(lián)排放的水平帶式過濾機(jī)90。在此使用淡水以逆流方式洗滌浸出殘渣。
在轉(zhuǎn)入金屬萃取罐84進(jìn)行溶劑萃取步驟14之前，將來自過濾機(jī)90的母液和洗滌過濾液泵入洗液罐92。儲存94來自過濾機(jī)90的浸出渣餅，可以預(yù)見這些渣餅可以用作鈦鐵精礦。
溶劑萃取步驟14、釩反萃取步驟16和鐵反萃取步驟18的目的在于使用合適的萃取劑和反萃取劑以順序方式從浸出溶液中萃取出有價值的金屬單元。
從金屬萃取液料罐84中，將富液進(jìn)行溶劑萃取步驟14，其中其與有機(jī)溶劑混合， 有機(jī)溶劑如氧化膦。具體而言，萃取液以混合的形式提供40%v/v的Cyanex923 ,在60%v/v 的煤油中。進(jìn)行萃取時，有機(jī)溶劑與水溶液(0:A)的比例在約1:1至20:1之間，例如5:1。 在此步驟中，釩和鐵共萃取入有機(jī)相中。應(yīng)當(dāng)注意，約61%的鐵進(jìn)入了有機(jī)相。帶有殘余鐵溶液的廢液96轉(zhuǎn)入酸再生體系98。
然后將載有金屬的有機(jī)溶劑100轉(zhuǎn)入反萃取體系，其中將釩和鐵進(jìn)行選擇性分離。所述反萃取以順序方式進(jìn)行，包括先選擇性萃取釩之后萃取鐵。
在步驟16和18各自以逆流方式進(jìn)行反萃取。使用HCl從載有金屬的有機(jī)溶劑中反萃取出釩，HCl濃度在約2. 5M至5M之間，例如4M HCl0這產(chǎn)生了富含釩的溶液102，其中釩的純度約81%。然后將富含釩的溶液泵入回收步驟，例如釩沉淀流程104以生產(chǎn)五氧化釩(V2O5)。
然后在鐵反萃取步驟18中，將源于反萃取步驟16、載有金屬的有機(jī)溶劑106與 HCl接觸，HCl濃度在約O. OlM至O. 05M之間，例如O. OlM HCl。將純度約為99%的富含鐵的溶液108進(jìn)行回收。將富含鐵的溶液泵入酸再生體系98，而再生的有機(jī)萃取劑110反循環(huán)110回到金屬萃取步驟14以進(jìn)行再利用。
在f凡的沉淀流程104中使用氯化銨作為沉淀劑。f凡沉淀成偏f凡酸銨
NH4Cl+V0Cl3+4Na0H — NH4V03+4NaCl+2H20
經(jīng)過過濾步驟112之后，使用回轉(zhuǎn)窖114焙燒偏釩酸銨，操作溫度約500_550°C， 以便干燥產(chǎn)物，除去結(jié)晶水，將濾餅轉(zhuǎn)化為五氧化釩(V2O5)。然后將干燥的五氧化釩打包運輸。來自過濾步驟112的濾液116泵入工藝水箱進(jìn)行再利用。
來自溶劑萃取步驟14的廢液96與來自鐵反萃取步驟18的鐵濃縮液108合并，泵入酸再生體系98。酸再生工藝?yán)昧烁邷厮?，可以理解為依照下述反?yīng)進(jìn)行
4FeCl2+4H20+02 — 8HCl+2Fe203
2FeCl3+3H20 — 6HC1+Fe203
應(yīng)理解，也可利用其他工藝進(jìn)行酸再生，而不背離本發(fā)明的范圍。
再生的酸強(qiáng)度為20%重量比(w/w)，搜集并泵回鹽酸儲箱，而氧化鐵可以作為有價產(chǎn)品出售。
現(xiàn)參照數(shù)個非限制性的實施例說明本發(fā)明的方法10。
冶金試驗工作基于澳大利亞北部地區(qū)Mount Peake項目的礦石，該項目推算資源為 140 公噸，具有 O. 30%V205、5. 9%Ti02 和 29% 鐵。
將源自清潔磁選工藝的富集釩的礦石((P8tl 150_、75_和45_)進(jìn)行酸浸，以檢測研磨粒度、固含量和酸濃度的影響。富集釩的礦石的成分如表I所述
表I研磨粒度 (mm)糖礦品位(％>FeV2O3TiO2SiO2AIjOiPS15051.71.1015.85.303.00.0130.037555.31.1916.52.072.50.0040.034555,41.18!6.32.122.40.0050.03原礦分析34.50.549.222.95.00.080.03
這些浸出試驗在環(huán)境或室內(nèi)溫度下(約25°C )進(jìn)行，使用鹽酸作為浸出劑。
為了研究HCl濃度的影響，浸出劑設(shè)定為20wt. %HC1和IOwt. %HC1。
除非另有說明，初始固含量固定為20w/w%。浸出動力學(xué)設(shè)置為4小時。間歇搜集樣品進(jìn)行測試分析。
將富釩精礦進(jìn)行酸浸，獲得的釩萃取物大于90%。鐵和鈦也被共萃取，各自為 77-81%和16-19%。將研磨粒度從Ρ8(ι150 μ m降至45 μ m,只是輕微影響浸出動力學(xué)，參見圖2、3 和 4。
這些結(jié)果表明嚴(yán)格控制SiO2與Al2O3的質(zhì)量比對于濕法冶煉工藝中提高釩萃取率而言并不重要。
對浸出殘渣分析表明TiO2的品位從16. 6-16. 8%提高至38. 3-43. 5%。
與Pm 45 μ m精礦相比，P8tl 150 μ m精礦浸出所消耗的酸要少些，參見圖5。 P80150 μ m時降低了成本，不僅包括試劑的成本，還包括研磨的成本。應(yīng)當(dāng)理解,研磨成本隨研磨粒度的減少而呈指數(shù)增加。隨后的試驗使用P8tl 150 μ m精礦進(jìn)行。
將漿料的固體密度從20wt. %增至30wt. % (質(zhì)量百分比)，所消耗的酸從 579kgHCl/噸礦料降至480kg HCl/公噸礦料，如圖6所示。盡管如此，釩的萃取率從90%降至75%，如圖7所示。相似地，鐵的萃取率從77%降至61%，如圖8所示。也觀察到鈦萃取率有所降低，如圖9所示。
也觀察了 HCl濃度對釩萃取率的影響。隨著HCl濃度降低，釩的萃取率急劇下降。 相似地，鐵和鈦的萃取率也各自相應(yīng)降低，如圖10、11和12所示。
可以理解，很差的萃取率歸咎于溶液中相對低的酸強(qiáng)度，導(dǎo)致浸出過程非常緩慢。 可以想到，將溶液將熱至80°C可以促進(jìn)鐵和釩的溶解，由此增加了浸出動力學(xué)。可以理解， 將溶液加熱至80°C提高了釩的萃取率。80°C時使用20wt. %的HCl成功獲得釩的萃取率為 97. 5%。
開發(fā)了萃取率與酸消耗的曲線圖。結(jié)果顯示于圖13。酸消耗量與萃取率之間緊密相關(guān)。為了使釩的萃取率高 于90%，需要使用約579kg HCl/公噸礦料。
對于高萃取釩而言高溶解鐵是必須的。這可理解為由于釩與鈦磁鐵礦閉鎖。消耗酸攻擊鐵，從而解鎖釩促進(jìn)其溶解。
發(fā)明人進(jìn)行了分離試驗，以研究使用高壓輥磨機(jī)(HPGR)產(chǎn)生的分選精礦(-1mm) 對酸浸的順應(yīng)性。該試驗有助于研究HPGR工藝的有益效果，以及免除必須精細(xì)研磨的可能性。在80°C下漿料密度為20wt.%時進(jìn)行浸出步驟。使用濃HCl作為浸出劑。允許反應(yīng)進(jìn)行6小時。浸出結(jié)果見圖14。
隨著浸出時間增加浸出動力學(xué)也相應(yīng)增加,在120分鐘后達(dá)到平衡。120分鐘時萃取出了約97%的釩。同時也共同萃取出了 89%的鐵和55%的鈦。120分鐘后沒有觀察到鐵、鈦和釩的萃取率發(fā)生顯著變化。然而，酸的消耗量從596kg HCl/噸礦料增加至772kg HCl/噸礦料。損失的酸為蒸發(fā)和/或消耗用于浸出剩余脈石礦物質(zhì).
與P8tl 45μπι和150μπι精礦的浸出性能相比，-1mm精礦的浸出動力學(xué)要慢的多。 這在意料之中，因為相同體積下P8tl 45 μ m和150 μ m精礦的比表面積要比-1mm精礦的表面積大得多。雖然Pm 45μπι的浸出動力學(xué)最快，但是重要的是應(yīng)注意研磨粒度越細(xì)，研磨功率呈指數(shù)增加。
-1mm精礦所消耗的鹽酸量可以和P8tl 45 μ m和150 μ m所消耗的鹽酸量相比。意料之中的是，-1mm精礦要消耗更多的鹽酸量，因為其比P8tl 45μπι和150 μ m精礦具有更高水平的脈石礦物?？梢岳斫馔ㄟ^鐵的浸出來控制酸的消耗。
這些結(jié)果表明，對于某些礦石類型，可將球磨法從本發(fā)明方法中排除。除去球磨法預(yù)期降低了資本和操作開支。
發(fā)明人進(jìn)行了篩選試驗以找出最佳性能的萃取劑用于溶劑萃取釩。受試的萃取劑包括
· 20%v/v Cyanex 272 /80%v/v 煤油，
· 20%v/v Cyanex 923 /80% 煤油(Cyanex 923 )和
· 20%v/v DEHPA(磷酸雙 _2_ 乙基己酯)/15%v/v TBP(磷酸三丁酯)/65% 煤油 (TBP/DEHPA)。
三者之中，Cyanex 923 具有萃取釩的效果最佳。Cyanex 923 累積萃取75%釩。 Cyanex 272 和TBP/DEHPA只各自累積萃取39%和48%的釩。
發(fā)明人也發(fā)現(xiàn)鐵的 共萃取現(xiàn)象。Cyanex 923 累積萃取了 99%的鐵。
相似地，TBP/DEHPA也累積萃取了 99%的鐵。相比較，Cyanex 272 只累積萃取了 94%的鐵。因為釩與鐵被共萃取，預(yù)示著需要選擇性反萃取以分離釩和鐵。
發(fā)明人設(shè)計了一個試驗，探索利用Cyanex 923 作為唯一的萃取劑萃取鐵、鈦和鑰;。選擇Cyanex 923 是因為經(jīng)證實Cyanex 923 能萃取f凡而不需要預(yù)先去除鐵。
使用80%v/v 煤油中的 20% 體積比(v/v) Cyanex 923 以1:1、1: 5、1:10、1:20 的 A:0比進(jìn)行溶劑萃取試驗。如圖15所示，發(fā)現(xiàn)A:0比為1:20時具有最佳萃取性能。這在意料之中，因為增加A:0比將增加用于鐵、鈦和釩萃取入有機(jī)相的位點數(shù)量。
相比鐵和釩，鈦能更容易進(jìn)行Cyanex 923 。A: O比為1:20時可將鈦完全萃取。 重要的是應(yīng)注意即使溶液中存在大量鐵時鈦可被有效萃取入有機(jī)相。A:0比為1:20時，約 90%的鑰;載入了有機(jī)相，同時61%的鐵被共萃取。
該選項不僅使用了單一的萃取劑，而且也消除了額外添加氧化劑的必要性，氧化劑用于將二價鐵再氧化為三價鐵。
這些結(jié)果表明形成了穩(wěn)定的乳狀液。此外，在相分離時觀測到了第三相。可以添加改性劑如異癸醇以防止乳狀液和第三相形成。
可以預(yù)見改變Cyanex 923 與煤油的體積比也可以幫助解決上述問題。另外，也可預(yù)見在溶劑萃取之前先進(jìn)行過濾將影響乳狀液形成，過濾旨在除去不溶性固體。
這些測試旨在確定是否可以將釩從載有金屬的有機(jī)相中選擇性反萃取，以及評估萃取劑再生后再利用的能力。主要的焦點在于確定最佳的反萃取溶液用于分離釩和鐵。并沒有特意優(yōu)化釩的鐵的反萃取效率。
載有鐵和釩的Cyanex 923 作為料液用于反萃取試驗。評估了釩萃取釩的兩種反萃取溶液2M HCl和IM HC1，如圖16所示。
先將釩從有機(jī)相中反萃取之后，使用O. OlM HCl反萃取鐵。圖17清晰表示了該組合結(jié)果。
A:0比2:1時2M HCl反萃取釩獲得的釩溶液平均純度為76%。當(dāng)A:0比1:1時使用IM HCl進(jìn)行反萃取，釩和鐵之間的選擇性急劇下降。產(chǎn)生的釩溶液的平均純度為12%。
隨后，當(dāng)A:0比1:1時使用O. OlM HCl與裝載的有機(jī)相混合，產(chǎn)生的鐵溶液的純度為 99%ο
在載有55%鐵、97%鈦和70%釩的Cyanex 923 中也進(jìn)行了反萃取試驗。在此試驗中，使用4M HCl,2. 5M HCl和2M HCl進(jìn)行了釩的反萃取。這有助于評估釩溶液的純度是否會隨反萃取溶液酸性的增加而有所改善。
反萃取釩之后，將O. OlM HCl與有機(jī)相混合進(jìn)行鐵的回收。
當(dāng)A:0比為3:1時使用4M HCl與載有金屬的有機(jī)相混合，從有機(jī)相中反萃取釩， 獲得的釩溶液的純度為95%。
隨后，將O. OlM HCl與有機(jī)相混合，產(chǎn)生的鐵溶液的純度為99%。
這個試驗結(jié)果清楚證實可將釩與鐵選擇性分離。
釩溶液的純度可通過控制反萃取溶液的酸度調(diào)節(jié)。
使用唯一的萃取劑Cyanex 923 進(jìn)行的分離試驗表明，釩、鈦和鐵可有效載入萃取劑，而不需要進(jìn)行預(yù)處理。
當(dāng)A:0比從1:1增加至1:20時，鐵、鈦和釩的萃取效率也有所增加。A: O比為1:20 時，鈦可以完全萃取，而約90%的釩和61%的鐵被共萃取。
載有金屬的Cyanex 923 上進(jìn)行的反萃取試驗表明，使用2-4M濃度的HCl可以選擇性地從有機(jī)相中反萃取釩。依據(jù)反萃取溶液的酸度，可以產(chǎn)生純度為76%-95%的釩溶液。使用O. OlM HCl作為反萃取溶液可以從負(fù)載有機(jī)相中回收鐵溶液，回收的鐵溶液純度為 99%ο
使用上述HPGR產(chǎn)物進(jìn)行了另外的溶劑萃取試驗。在進(jìn)行溶液萃取之前將浸出漿料過濾去除殘留的固體。
使用Cyanex 923 作為萃取劑。如上所述，之前發(fā)現(xiàn)了該萃取劑可有效萃取鐵、釩和鈦。使用 60vol% 煤油中的 40vol%Cyanex 923 ,以 0:A 比為 1:1、5:1、8. 5:1,9:1, ,10:1 和12. 5:1進(jìn)行了萃取。
如圖18所示，釩、鐵和鈦的萃取隨0:A比增加。這歸因于高0:A比增加了有機(jī)相的濃度，從而增加了鐵、鈦和f凡載入Cyanex 923吸收位點的數(shù)量。
進(jìn)行了麥開培-推爾(McCabe-Thiele)做圖以測定萃取釩、鐵和鈦所需的段數(shù)。這在圖19-24進(jìn)行了說明 。0:A比5:1時，確定鈦可以單段接觸方式有效萃取。經(jīng)兩段接觸之后釩被完全萃取。對于鐵，要求6段接觸才能達(dá)到88%的萃取率。
如對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的改變和變化，認(rèn)為也落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種從釩礦中萃取和回收釩的方法，所述方法的特征在于以下步驟(i)將含有釩和鐵的礦石進(jìn)行酸浸，將釩和鐵萃進(jìn)溶液；( )將浸出步驟(i)的產(chǎn)物進(jìn)行固液分離；(iii)將分離步驟(ii)的液體產(chǎn)物進(jìn)行溶劑萃取，其中將釩和鐵從液體產(chǎn)物中萃取入有機(jī)萃取劑；(iv)將步驟(iii)中的有機(jī)萃取產(chǎn)物進(jìn)行反萃取，其中使用酸選擇性地有序地從有機(jī)萃取劑中將釩和鐵反萃取出來；(V)將含有釩的步驟(iv)的反萃取溶液進(jìn)行回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述礦石除了含有鐵和釩之外還含有鈦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中使用鹽酸進(jìn)行所述浸出步驟(i)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述鹽酸濃度在約20%至32%w/w的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中所述步驟(iii)的有機(jī)萃取劑含有氧化膦。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項的方法，其中所述酸浸在約25°C至80°C溫度范圍內(nèi)、大氣壓下進(jìn)行
7.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項的方法，其中所述酸浸的停留時間在約30至360分鐘之間。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中酸浸期間的固含量約為20%w/w。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中所述步驟(iii)的有機(jī)萃取劑含有氧化膦。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述氧化膦為Cyanex923 。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其中所述萃取劑包含約40%v/vCyanex 923 和 60%v/v有機(jī)溶劑。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中溶劑萃取步驟(iii)期間水相與溶劑相的比值約為1:1至1:20之間。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中溶劑萃取步驟(iii)期間水相與溶劑相的比值約為1:5。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中以逆流方式進(jìn)行反萃取步驟(iv)，其中在將鐵從負(fù)載的有機(jī)萃取劑中反萃取出來之前先反萃取鈦。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中所述反萃取步驟(iv)中使用的酸為鹽酸。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中反萃取釩時鹽酸濃度在約2至4M之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，其中反萃取鐵時鹽酸濃度約為O.OlM0
18.據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中回收步驟(V)中產(chǎn)生的釩溶液純度約在 76%至95%之間。
19.據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中回收步驟(V)中產(chǎn)生的鐵溶液純度約為99%。
20.—種參照任何一幅或多幅附圖、實質(zhì)上如上文所述的從釩礦中萃取和回收釩的方法。
21.—種參照任何一個或多個實施例、實質(zhì)上如上文所述的從釩礦中萃取和回收釩的方法。
全文摘要
一種從釩礦中萃取和回收釩的方法(10)，所述方法(10)的特征在于以下步驟(i)將含有釩和鐵的礦石進(jìn)行酸浸(12)，將釩和鐵萃進(jìn)溶液；(ii)將浸出步驟(i)的產(chǎn)物(78)進(jìn)行固液分離(80)；(iii)將分離步驟(ii)的液體產(chǎn)物(82)進(jìn)行溶劑萃取(14)，其中將釩和鐵從液體產(chǎn)物中萃取入有機(jī)萃取劑；(iv)將步驟(iii)中的有機(jī)萃取產(chǎn)物進(jìn)行反萃取(16、18)，其中使用酸選擇性地有序地從有機(jī)萃取劑中將釩和鐵反萃取出來；(v)回收(104)步驟(iv)含有釩的反萃取溶液。
文檔編號C22B3/10GK103025899SQ201180024553
公開日2013年4月3日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者戴米安Eg·康奈利, 丹尼斯史蒂芬·嚴(yán), 塞維·蘭姆 申請人:Tng有限公司, 礦物工程技術(shù)服務(wù)有限公司