專利名稱：一種氧化劑協(xié)同硫酸浸取石煤中釩的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化劑協(xié)同硫酸浸取石煤中釩的工藝。
背景技術(shù)：
石煤是一種低品位含釩礦，目前還沒有經(jīng)濟、有效的選礦方法來富集其中的釩。我國石煤總的儲量雖大，但是各地沒有大的礦床，各地石煤的特性存在很大的差異，這使得石煤提釩技術(shù)存在多樣性，但對于石煤礦而言，提釩的難點和關(guān)鍵都是礦石分解過程，即石煤中釩由固相進(jìn)入液相的浸出過程。國內(nèi)傳統(tǒng)提釩工藝為食鹽鈉化焙燒工藝，由于含釩石煤的品位低、NaCl加入量大，焙燒過程產(chǎn)生的含Cl2和HCl氣體量大，環(huán)境污染嚴(yán)重，高額的煙氣凈化費用是石煤鈉化焙燒提釩生產(chǎn)工藝環(huán)境保護的一大障礙，且釩回收率低，資源浪費嚴(yán)重。
隨著國家有關(guān)部門對環(huán)保的要求日趨嚴(yán)格，傳統(tǒng)的石煤提釩工藝污染太大，且釩轉(zhuǎn)化率不高。因此，研究開發(fā)低污染、低酸耗、高回收率的石煤濕法提釩技術(shù)具有重大的實際意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能顯著提高石煤中釩浸出率的濕法提釩工藝。我國絕大多數(shù)石煤中的釩主要賦存于伊利石類粘土礦物中，并且絕大部分以釩(III)形式存在于粘土礦物二八面體夾心層中，部分取代鋁(III)，這種硅鋁酸鹽結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，導(dǎo)致石煤中的釩(III)難以被水、酸或堿溶解，而在石煤原生樣中釩(IV)存在較少。在一定的溫度和酸度下，氫離子可以進(jìn)入含釩礦物晶格中破壞晶體結(jié)構(gòu)，從而將束縛于其中的釩溶解釋放出來，在有氧化劑存在的條件下，釋放出來的三價釩就被氧化劑氧化變成四價，進(jìn)而用酸溶解得到藍(lán)色的硫酸釩酰溶液。其反應(yīng)式為
(V2O3) · X + 2H2S04 + 1/2 O2 — V2O2 (SO4) 2 + 2H20 + X V2O2 (OH) 4 + 2H2S04 — V2O2 (SO4) 2 + 2H20
本發(fā)明的技術(shù)方案如下將石煤經(jīng)破碎、球磨至過100目篩，按固液比1:0. 5-5控制水和硫酸的加入量，將礦粉投入酸浸池中，按氧化劑與石煤O. 5-15%的重量比加入NaN02、KNO2, Ca(NO2)2等，控制硫酸濃度為10-35%，攪拌均勻，在10-100°C溫度下浸出1_15小時，過濾分離；加入一定量的氯酸鈉溶液將含釩濾液深度氧化，然后用強堿性大孔陰離子交換樹脂吸附釩溶液，再用10%的NaOH和5%NaCl混合溶液進(jìn)行解吸；將解吸的含釩洗脫液用NH4Cl沉釩生成偏釩酸銨沉淀，過濾，將偏釩酸銨濾餅烘干后，送入煅燒爐，在400-60(TC鍛燒分解為V2O5產(chǎn)品。尾氣用鹽酸回收，生成的NH4Cl返回沉釩工序使用。本工藝生產(chǎn)出的V2O5產(chǎn)品純度大于98%，釩的浸出率大于90%，總回收率大于80%。由于本發(fā)明中石煤不需經(jīng)焙燒工序，簡化了工藝，降低了能耗，同時消除了鈉化焙燒產(chǎn)生的ci2、hci煙氣對環(huán)境的污染和設(shè)備的腐蝕，屬清潔生產(chǎn)工藝，且大幅提高了釩浸出率、總回收率和資源利用率。


附圖是本工藝的生產(chǎn)流程圖。
具體實施例方式 實施例一
(I)粉碎球磨過篩石煤礦經(jīng)破碎、球磨至過100目篩。(2)氧化劑協(xié)同硫酸浸出按固液比1:0. 5-5控制水和硫酸的加入量，將礦粉投入酸浸池中，按氧化劑與石煤O. 5-15%的重量比加入NaNO2，控制硫酸濃度為10-35%，攪拌均勻，在10-100°C溫度下浸出1_15小時，過濾分離。(3)深度氧化加入一定量的氯酸鈉溶液將含釩濾液深度氧化，使四價釩完全氧化為五價釩。(4)離子交換分離富集用強堿性大孔陰離子交換樹脂吸附釩溶液，再用10%的NaOH和5% NaCl混合液進(jìn)行解吸。(5)沉釩將解吸的含釩洗脫液用NH4Cl沉釩生成偏釩酸銨沉淀，過濾。(6)煅燒將偏釩酸銨濾餅烘干后送入煅燒爐，在400 - 60(TC下煅燒分解為五氧化二釩產(chǎn)品。尾氣用鹽酸回收，生成氯化銨返回沉釩工序使用。用NaNOJt為氧化·齊U，石煤中釩的浸出率為96%。實施例二
按照上述破碎球磨過篩、氧化劑協(xié)同硫酸浸出、深度氧化、離子交換分離富集、沉釩、煅燒等步驟依次操作，其中在配料工序中，石煤礦粉中所加入的氧化劑為KNO2，重量為礦粉的5%，石煤的浸出率為95%。實施例三
按照上述破碎球磨過篩、氧化劑協(xié)同硫酸浸出、深度氧化、離子交換分離富集、沉釩、煅燒等步驟依次操作，其中在配料工序中，石煤礦粉中所加入的氧化劑為Ca(NO2)2，重量為礦粉的3%，石煤的浸出率為95%。
權(quán)利要求
1.一種氧化劑協(xié)同硫酸浸取石煤中釩的工藝，其特征是將石煤經(jīng)破碎、球磨至過100目篩，按固液比1:0. 5-5控制水和硫酸的加入量，將礦粉投入酸浸池中，按氧化劑與石煤O.5-15%的重量比加入氧化劑，控制硫酸濃度為10-35%，攪拌均勻，不時攪拌，在10-100°c溫度下浸出1-15小時，過濾分離；加入一定量的氯酸鈉溶液將含釩濾液深度氧化,然后用強堿性大孔陰離子交換樹脂吸附釩溶液，再用10%的NaOH和5%NaCl混合溶液進(jìn)行解吸；將解吸的含釩洗脫液用NH4Cl沉釩生成偏釩酸銨沉淀，過濾，將偏釩酸銨濾餅烘干后，送入煅燒爐，在400-600°C鍛燒分解為V2O5產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所說的氧化劑協(xié)同硫酸浸取石煤中釩的工藝，其特征在于所說的氧化劑為亞硝酸鹽，如NaNO2、KNO2、Ca (NO2) 2等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氧化劑協(xié)同硫酸浸取石煤中釩的工藝，它是將石煤經(jīng)破碎、球磨過篩、氧化劑協(xié)同硫酸浸出、深度氧化、離子交換、銨鹽沉釩和鍛燒等工序制備V2O5產(chǎn)品。其特征在于所說的氧化劑為亞硝酸鹽，如NaNO2、KNO2、Ca(NO2)2等，氧化劑的用量為石煤礦粉重量的0.5－15％，釩的浸出率達(dá)到95％以上，回收率大于80%，和現(xiàn)有提釩工藝相比，釩的浸出率提高了10-25%。這種工藝采用氧化酸浸提釩技術(shù)，不經(jīng)焙燒過程，消除了Cl2、HCl氣體對環(huán)境的污染，節(jié)約能源，且能大幅度提高釩的浸出率和回收率。
文檔編號C22B34/22GK102899487SQ20121045067
公開日2013年1月30日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者顏文斌, 華駿, 高峰, 蔡俊, 何新波 申請人:吉首大學(xué), 湘西自治州高新技術(shù)創(chuàng)業(yè)服務(wù)有限公司