專利名稱：高效復(fù)合提釩溶劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濕法冶金工藝的溶劑，特別是用于提取有價(jià)金屬，釩及其它金屬元素的濕法冶金工藝中需要的高效復(fù)合提釩溶劑及其應(yīng)用工藝方法。
目前的濕法冶金工藝中已提出或使用過多種溶劑，眾所周知的“三酸”，即硫酸、鹽酸和硝酸;“兩堿”，即燒堿或純堿，還有在高溫高壓條件下用高濃度的碳酸氫銨作礦石溶劑的方法，在溶劑的組分選擇上，除了選擇單一的酸、堿、鹽類物質(zhì)作溶劑或添加劑，還有由它們相互按比例組合的二元復(fù)合物質(zhì)作溶劑。毫無疑問，這些溶劑和方法都對有價(jià)金屬礦物質(zhì)提取所需起到了一定的作用，是有價(jià)值的。但是，也存在著不足，上述的溶劑對礦石元素組分的選擇太窄，而且對礦石中所含元素的最高氧化價(jià)態(tài)的轉(zhuǎn)化率要求太高(通常要求＞75%以上)。因此這些溶劑的通用性及抗干擾性太差，使得提取的元素溶出率低，一般低于70%，對于難溶礦物，其溶出率不足60%，同時(shí)溶劑的消耗量太大，使得加工工藝成本費(fèi)用高，這樣就限制了一些高品位礦種的利用。據(jù)了解，目前國內(nèi)外在這方面的研究尚無突破性的進(jìn)展，因此現(xiàn)在采用濕法冶金工藝方法從含釩礦石或灰渣中提取釩金屬，一般是通過兩次焙燒或者加鹽、加氧、加酸焙燒，以期提高元素最高氧化價(jià)態(tài)的轉(zhuǎn)化率，降低溶劑消耗，提高元素溶出率，但是焙燒的環(huán)境和溫度都需要很好地控制，工藝費(fèi)用高。
本發(fā)明的目的就是，針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種高效復(fù)合提釩溶劑及其應(yīng)用工藝方法，從根本上去掉礦石焙燒和煅燒工序，開辟一條直接從礦石中提取釩金屬的途徑。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，采用硫酸、硝酸作原料，其特征在于，將硫酸、硝酸和氫氟酸按比例置入帶有冷卻保護(hù)裝置的反應(yīng)釜中攪拌反應(yīng)，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)物的化合比例為，H2SO4∶HNO3∶HF＝15∶6∶1，其化學(xué)反應(yīng)方程式為，
根據(jù)反應(yīng)生成物的取名原則，反應(yīng)生成物定名為聚羥基硝酰氟磺酸。反應(yīng)生成物為白色發(fā)煙液體，系一種三元復(fù)合無機(jī)酸性溶劑，反應(yīng)生成物使用聚乙烯塑料包裝或者其它耐腐蝕的容器貯存。本發(fā)明的應(yīng)用工藝方法是，將含釩礦石(灰渣)配入含有聚羥基硝酸氟磺酸15-20%濃度的溶液，固液配比為1∶2，在80-100℃溫度條件下，攪拌1-2小時(shí)，在高酸度的礦漿中獲取溶解了釩及其它難溶金屬的浸出液-酰液，再按傳統(tǒng)方法回收。本發(fā)明的應(yīng)用工藝方法依賴于，溶劑與溶質(zhì)攪拌混合在一起時(shí)，發(fā)生反應(yīng)，在這種反應(yīng)過程中的強(qiáng)烈氧化浸蝕作用下，溶質(zhì)的組分結(jié)構(gòu)全面地遭到破壞，使得難溶或不溶的不同價(jià)態(tài)的釩金屬及其它金屬屬溶解，從而使得含釩礦石中的釩金屬和其它金屬從含釩礦石中分離、浸出得到帶有釩及多種金屬的混合溶液酰液，從而可以按照傳統(tǒng)的方法加以回收。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，解決了一種能從含釩物質(zhì)(礦石和灰渣)提取釩及其它金屬元素的溶劑，填補(bǔ)了濕法冶金工藝中在常溫常壓條件，不經(jīng)過礦石焙燒和煅煉工序直接從礦石中浸取所需金屬元素的工藝方法的空白，其借助一種復(fù)合的三元無機(jī)酸性溶劑，與含釩物質(zhì)混合反應(yīng)，以其強(qiáng)穿透性和強(qiáng)氧化性，全面破壞礦石的組分結(jié)構(gòu)，能最大限度地溶出釩金屬和其它多種金屬元素，對于炭質(zhì)成份較高的含釩物，不要求脫炭，本發(fā)明的溶劑抗干擾性強(qiáng)，適應(yīng)范圍廣，工藝簡單，容易掌握，而且組成發(fā)明的溶劑的原料易得，本發(fā)明的應(yīng)用工藝方法，從根本上去掉礦石焙燒過程，縮短了提取工藝流程，降低了工藝成本，大大提高金屬的回收率，同時(shí)可以使含釩物質(zhì)得到有效的綜合利用，這樣擴(kuò)大礦種的利用范圍，也為濕法冶金工藝開辟了一條直接從礦石中提取釩金屬的新途徑，提供了一種行之有效的方法。
下面，根據(jù)發(fā)明的技術(shù)解決方案，進(jìn)一步具體描述
具體實(shí)施例方式取硫酸(H2SO4)，硝酸(HNO3)，氫氟酸(HF)三種化學(xué)物質(zhì)作原料，上述化學(xué)物質(zhì)可以在市面上購買，要求H2SO4濃度≥92%;HNO3濃度≥60%，HF濃度≥30%，將上述市售的原料放入帶冷保護(hù)裝置的K式搪玻璃反應(yīng)釜中攪拌反應(yīng)20分鐘，獲得反應(yīng)生存物，反應(yīng)生存物為白色發(fā)煙液體，反應(yīng)物的化合比例為，H2SO4∶HNO3∶HF－15∶6∶1，其化學(xué)反應(yīng)方程式為H2SO4+HNO3+HF＝H2SO3FNO2[OH]，根據(jù)反應(yīng)生存物取名原則，可以定名為聚羥基硝酰氟磺酸。反應(yīng)溫度為室溫，冷卻保護(hù)裝置由水循環(huán)夾套和排煙裝置構(gòu)成，冷卻循環(huán)水為自來水，循環(huán)次數(shù)與反應(yīng)次數(shù)相同，反應(yīng)物料輸送采用塑料耐流量泵，計(jì)量為玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)。反應(yīng)生存物使用聚乙烯塑料包裝或者采用耐酸耐腐蝕的容器貯存。
本發(fā)明的應(yīng)用工藝方法的實(shí)例為將含釩礦石粉碎至40目(0.3-0.4毫米直徑)，將本發(fā)明的溶劑聚羥基硝酸氟磺酸調(diào)制為溶劑溶液濃度15-20%，再將粉碎后的含釩礦石粉與調(diào)制好溶劑溶液混合，固液配比為1∶2，即礦石粉為1，溶劑溶液為2，調(diào)成礦漿液。在80-100℃溫度條件下，攪拌浸出1-2小時(shí)。即獲得所需要浸出液，含釩和其它金屬的酰液，再按傳統(tǒng)方法進(jìn)行回收。也可以將調(diào)配好礦漿液在室溫條件下不攪拌，靜置浸泡17-20個(gè)晝夜，得到草綠色的浸出液，再按傳統(tǒng)的方法進(jìn)行回收，按照本發(fā)明的應(yīng)用工藝方法，浸出率可達(dá)95%以上(含四次清水洗滌回收率)。本方法既適應(yīng)提出釩金屬還可以適應(yīng)提出其他難解難溶金屬，使用這種三元復(fù)合溶劑，將為我們采用濕法冶金工藝提出貴重稀有金屬開辟更為有效的途徑。
值得說明的是，采用含釩炭質(zhì)頁巖以外的含釩物質(zhì)，使用本發(fā)明提出的工藝條件，只是發(fā)明應(yīng)用的溶液濃度應(yīng)隨選用礦石的質(zhì)量的不同在8-20%之間選擇。另一方面，用本發(fā)明的原理直接在浸出過程中，在溶液滿足H2HO4、HNO3中任何一種比例濃度時(shí)添加螢石或冰晶石及其它天然氧化礦物，是本發(fā)明的技術(shù)延展，也屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.高效復(fù)合提釩溶劑，采用硫酸、硝酸作原料，其特征在于，將硫酸、硝酸和氫氟酸按比例置于帶有冷卻保護(hù)裝置的反應(yīng)釜中攪拌反應(yīng)，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)物的化合比例為H2SO4∶HNO3∶HF=15∶6∶1，其化學(xué)反應(yīng)方程式為，H2SO4+HNO3+HF=H2SO3FNO2[OH]，反應(yīng)生存物定名為聚羥基硝酰氟磺酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效復(fù)合提釩溶劑，其特征在于，反應(yīng)生存物為白色發(fā)煙液體，系一種三元復(fù)合無機(jī)酸性溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效復(fù)合提釩溶劑，其特征在于，反應(yīng)生存物可以使用聚乙烯塑料包裝。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效復(fù)合提釩溶劑的應(yīng)用工藝方法，其特征在于，將含釩礦石(灰渣)配入含有聚羥基硝酸氟磺酸15-20%濃度的溶液，固液配比1∶2，在80-100℃溫度條件下攪拌1-2小時(shí)，在高酸度的礦漿中獲取已溶解了釩及其它難溶金屬的浸出液-酰液，再按傳統(tǒng)方法回收。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效復(fù)合提釩溶劑的應(yīng)用工藝方法，其特征在于，將含釩礦石粉碎成礦石粉，再配入含有聚羥基硝酸氟磺酸15-20%濃度的溶液，固液配比1∶2，在室溫條件下，靜置浸泡17-20個(gè)晝夜，得到草綠色的浸出液，再按傳統(tǒng)的方法進(jìn)行回收。
全文摘要
本發(fā)明涉及高效復(fù)合提釩溶劑及其應(yīng)用工藝方法，由硫酸、硝酸、氫氟酸按比例攪拌反應(yīng)生成一種三元復(fù)合無機(jī)酸性溶劑，其應(yīng)用工藝方法是將稀釋后的溶劑與含釩礦石(灰渣)混合，固液配比1∶2，在80-100℃溫度條件下攪拌1-2小時(shí)，獲取浸出液，再按傳統(tǒng)方法回收。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，溶劑抗干擾性強(qiáng)，適應(yīng)范圍廣，工藝簡單，容易掌握，其應(yīng)用工藝方法，大大提高了金屬回收率，降低了工藝成本。為含釩礦石的綜合利用開辟了途徑。
文檔編號C22B3/06GK1064505SQ9110932
公開日1992年9月16日 申請日期1991年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月30日
發(fā)明者嚴(yán)良榮 申請人:鄂西土家族苗族自治州煤炭綜合利用研究所