一種從石煤中提取釩的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從石煤中提取釩的方法，其包括步驟：1）石煤焙燒料用碳酸鈉和氫氧化鈉混合溶液浸出，得到浸出液；2）加入雙氧水；3)用有機組合物40%～60%A+10%～30%B+20%～40%C對加有雙氧水的浸出液進(jìn)行萃取；4）用碳酸鈉或碳酸鈉和氫氧化鈉溶液反萃取有機相。由于采用直接萃取，含碳酸鈉和氫氧化鈉的萃余液可返回浸出回用，反萃液制取五氧化二釩。與目前堿浸-離子交換工藝相比，減少了浸出液中和工序、反萃液凈化工序和萃余液處理及排放，從而大幅度降低了五氧化二釩生產(chǎn)成本，減少了廢水排放。該萃取劑選擇性較好，萃取過程即實現(xiàn)了釩與雜質(zhì)的分離，反萃液經(jīng)沉釩-煅燒可得到五氧化二釩產(chǎn)品。
【專利說明】一種從石煤中提取釩的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金化工領(lǐng)域，具體涉及一種從石煤礦中提取釩的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石煤是我國獨特的一種釩礦資源，儲量極為豐富，也是我國釩提取的一種重要的資源。
[0003]從石煤中提取釩的工藝方法很多，主要有1.鈉化焙燒-水浸工藝、i1.石煤礦空白焙燒-酸浸-離子交換(P204萃取或N235萃取)工藝，ii1.石煤礦酸浸-P204萃取工藝，iv.石煤礦空白焙燒-堿浸-離子交換工藝等。由于鈉化焙燒-水浸工藝因環(huán)保問題已經(jīng)在國內(nèi)大部分地區(qū)禁止實施，正在逐漸淘汰中；石煤礦酸浸-P204萃取工藝和石煤礦空白焙燒-酸浸-P204萃取工藝在國內(nèi)石煤提釩行業(yè)占有非常重要的地位，但是由于石煤礦釩含量低，因此每噸五氧化二釩產(chǎn)品硫酸消耗量高達(dá)20?40t，約三分之一的硫酸殘留在浸出液中，浸出液中和和還原過程還需要消耗大量的堿(石灰石、氨水或氫氧化鈉)和還原劑(鐵屑、硫代硫酸鈉等)，反萃液還需要氧化，因此該工藝過程復(fù)雜，酸堿消耗量巨大，產(chǎn)品成本高?？瞻妆簾?堿浸-離子交換工藝目前國內(nèi)只有兩家工廠在使用，該工藝中石煤焙燒礦用氫氧化鈉浸出，在浸出釩的同時，也附帶使很多雜志元素如Si等進(jìn)入溶液中。首先需要將溶液中的硅等陰離子雜質(zhì)除去，然后調(diào)整溶液的PH值至3?5，再采用離子交換的方法富集釩。該工藝除雜要求較高，除雜后硅的濃度最好低于0.5g/L，否則在后續(xù)調(diào)整pH值時硅將會析出，但是除硅率高 時，釩的損失往往比較大，而且由于硅與釩在酸性條件下形成雜多酸，所以后續(xù)的離子交換過程達(dá)不到硅、釩高度分離的目的，容易造成產(chǎn)品中含硅超標(biāo)。同時，中和時會消耗大量的酸，而且循環(huán)液中的鹽濃度會逐漸積累，對后續(xù)的離子交換過程帶來不利的影響。
[0004]空白焙燒-堿浸-溶劑萃取工藝目前還只是在研究階段，目前大多數(shù)研究中都是以氫氧化鈉浸出石煤礦焙燒料，從實驗結(jié)果看得到了較好的浸出率，但在浸出釩的同時也附帶使很多雜質(zhì)元素如硅等進(jìn)入到溶液中。工藝首先需要將溶液中的硅等陰離子雜質(zhì)除去，然后才能用N235等進(jìn)行溶劑萃取提取其中的釩。而目前堿性溶液中除硅的方法普遍比較繁瑣，而且會在除硅的同時會帶走一部分釩，對后續(xù)溶劑萃取部分帶來不利的影響，因此該工藝過程復(fù)雜,試劑消耗量大,成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對本領(lǐng)域不足之處，本發(fā)明的目的在于公開一種從石煤礦中提取釩的方法，主要過程包括加入添加劑使含釩堿性溶液中的釩陰離子聚合物形成含釩絡(luò)合物，液-液萃取其中的釩，負(fù)載有機相經(jīng)NaOH或者碳酸鈉溶液反萃得到釩酸鈉溶液，萃余液返回浸出工序。
[0006]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為:
[0007]一種從石煤中提取釩的方法，其包括步驟:[0008]I)石煤焙燒后的石煤焙燒料，用碳酸鈉或碳酸鈉和氫氧化鈉混合溶液浸出，浸出的溫度為10?100°c，得到含釩浸出液；
[0009]2)向浸出液中加入雙氧水；
[0010]3)用體積比例的有機組合物40%?60%A+10%?30%B+20%?40%C對加有雙氧水的浸出液進(jìn)行萃取，萃取得到的有機相為負(fù)載有機相，水相為萃余液；
[0011]其中A為季銨鹽，A的結(jié)構(gòu)通式為[013(012)11012]3似，其中，11=4?8，父為0『、(:1_、SO42' NO3' CO32' HCO3-中的一種；
[0012]B為仲辛醇和/或異辛醇，C為有機溶劑；
[0013]4)用碳酸鈉或氫氧化鈉溶液反萃取有機相；
[0014]5)含游離碳酸鈉、氫氧化鈉的萃余液返回浸出過程；
[0015]6 )反萃液經(jīng)沉釩-煅燒，得五氧化二釩。
[0016]石煤焙燒為本領(lǐng)域的常規(guī)方法，通常在750?950°C下焙燒I?6小時。得到的石煤焙燒料(又稱石煤焙砂)中含五氧化二釩0.8?3wt%。
[0017]其中，所述碳酸鈉和氫氧化鈉混合溶液中，碳酸鈉質(zhì)量濃度I?20%,氫氧化鈉質(zhì)量濃度O?10%。
[0018]其中，所述步驟I)浸出的溫度為10?100°C，浸出時間為l_3h。
[0019]其中，所述步驟I)中碳酸鈉或碳酸鈉和氫氧化鈉混合溶液與石煤焙燒料的液固比為0.8?3:1體積比例。本工 藝的優(yōu)點就是不再需對浸出液進(jìn)行加酸或加堿進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0020]其中，所述步驟2)中雙氧水加入量按雙氧水中H2O2與浸出液中V2O5的質(zhì)量比
0.5?5:1加入。
[0021]其中，所述步驟3)中萃取的溫度為10_45°C，萃取時間I?30min，分相時間I?30min, 0/A比為0.1?1:1。0/A比為萃取中有機相與水相的體積比。
[0022]其中，所述步驟3)中有機溶劑為磺化煤油或260#溶劑油。
[0023]其中，步驟4)中所述碳酸鈉溶液摩爾濃度為0.1?3mol/L，所述氫氧化鈉溶液摩爾濃度為0.2?4mol/L, 0/A為I?10:1。
[0024]優(yōu)選地，步驟4)中所述碳酸鈉溶液摩爾濃度為I?3mol/L，所述氫氧化鈉溶液摩爾濃度為2?4mol/L, 0/A為I?8:1。
[0025]其中，所述步驟4)中萃取的時間為I?30min。。
[0026]萃取后,萃余液返回浸出工序,反萃液沉fL制取五氧化二fL產(chǎn)品。
[0027]其中，所述步驟5)中萃余液不需經(jīng)過處理，直接返回浸出過程。
[0028]其中，所述步驟6)沉釩-多少采用本領(lǐng)域常規(guī)手段，是向反萃液中加銨鹽或氨水沉偏釩酸銨；或加酸沉紅釩的方法沉釩，煅燒后得到五氧化二釩。
[0029]本發(fā)明的有益效果在于:
[0030]與堿浸-離子交換工藝相比，減少了浸出液中和除硅工序、反萃液凈化工序，工藝簡單，操作簡便。
[0031]由于采用直接萃取，含碳酸鈉和氫氧化鈉的萃余液可返回浸出回用，與目前堿浸-離子交換工藝相比，減少了除雜試劑、中和用酸和浸出劑堿的消耗量，減少了廢水排放量，從而大幅度降低了五氧化二釩生產(chǎn)成本。
[0032]該萃取劑選擇性較好，萃取過程即實現(xiàn)了釩與雜質(zhì)的分離，反萃液不需要經(jīng)過凈化，經(jīng)沉釩-煅燒可得到五氧化二釩產(chǎn)品。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明方法的工藝流程圖；
【具體實施方式】
[0034]現(xiàn)以以下最佳實施例來說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0035]實施例1:
[0036]按照圖1所述工藝流程進(jìn)行操作。
[0037]石煤焙燒料中五氧化二釩含量為1.2806% ；
[0038]浸出劑為無水碳酸鈉，配制成3%的溶液；
[0039]條件:液固比1/1，時間2h，常壓，碳酸鈉加入量為石煤焙燒料質(zhì)量3%( 100克焙砂加入3克碳酸鈉)；
[0040]首先在常溫下向純水中加入無水碳酸鈉，攪拌溶解，在水浴鍋中加熱至不同溫度后再向其中加入石煤焙燒料進(jìn)行浸出，結(jié)果見表I。
[0041]表I不同溫度條件·下浸出的實驗結(jié)果
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種從石煤中提取釩的方法，其特征在于，包括步驟: 1)石煤焙燒后的石煤焙燒料，用碳酸鈉或碳酸鈉和氫氧化鈉混合溶液浸出，浸出的溫度為10?100°C，得到含釩浸出液； 2)向浸出液中加入雙氧水； 3)用體積比例的有機組合物40%?60%A+10%?30%B+20%?40%C對加有雙氧水的浸出液進(jìn)行萃取，萃取得到的有機相為負(fù)載有機相，水相為萃余液； 其中A為季銨鹽，A的結(jié)構(gòu)通式為[CH3 (CH2)nCH2]3NX，其中，n=4?8，X為OH'Cl'SO/—、NO3' CO32' HCO3-中的一種； B為仲辛醇和/或異辛醇，C為有機溶劑； 4)負(fù)載有機相用碳酸鈉或氫氧化鈉溶液反萃取，得反萃液； 5)含游離碳酸鈉、氫氧化鈉的萃余液返回浸出過程； 6)反萃液經(jīng)沉釩-煅燒，得五氧化二釩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳酸鈉和氫氧化鈉混合溶液中，碳酸鈉質(zhì)量濃度I?20%， 氫氧化鈉質(zhì)量濃度O?10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟I)浸出的溫度為10?100°C，浸出時間為0.5?5h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟I)中碳酸鈉和氫氧化鈉混合溶液與石煤焙燒料的液固比為0.8?8:1質(zhì)量比。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中雙氧水加入量按H2O2= V2O5質(zhì)量比為0.5?5:1加入。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中萃取的溫度為10?45°C，萃取時間為I?30min,分相時間I?30min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6任一所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中0/A為0.1?1:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?6任一所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中有機溶劑為磺化煤油或260#溶劑油。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?6任一所述的方法，其特征在于，步驟4)中所述碳酸鈉溶液摩爾濃度為0.1?3mol/L,所述氫氧化鈉溶液摩爾濃度為0.2?4mol/L, 0/A為I?10:1。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，步驟4)中所述碳酸鈉溶液摩爾濃度為I?3mol/L,所述氫氧化鈉溶液摩爾濃度為2?4mol/L, 0/A為I?8:1。
【文檔編號】C22B34/22GK103436715SQ201310347117
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】李青剛, 齊兆樹, 肖連生, 張貴清, 曾里 申請人:中南大學(xué)