專利名稱：一種從含釩石煤礦中浸取釩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從含釩石煤礦中浸取釩的方法，屬于稀有高熔點(diǎn)金屬的濕 法提取冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
釩是一種重要的戰(zhàn)略資源，隨著工業(yè)科技的進(jìn)步和發(fā)展，釩在鋼鐵、有色 金屬合金、石油化工和有機(jī)合成工業(yè)中有著越來越廣泛的用途。我國提取釩的 資源主要有兩種， 一是釩鈦磁鐵礦，二是含釩石煤。前者是我國生產(chǎn)五氧化二
釩的主要資源；而后者在我國有豐富的儲(chǔ)量，其特點(diǎn)是發(fā)熱量低、灰分高，往 往伴生多種金屬元素，如釩、鉬、銀、釔、硒、鉬、鎳，其中釩是最具有工業(yè) 開采價(jià)值的金屬元素，因而也成為提取五氧化二釩的一種重要資源。
在傳統(tǒng)技術(shù)中，為了使石煤中的低價(jià)釩轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇艿母邇r(jià)釩，通常采用焙燒 ——浸出的方法，而石煤焙燒的目的是使石煤中的低價(jià)不溶性釩盡可能多的轉(zhuǎn) 化為五價(jià)釩，并與鈉鹽結(jié)合生成水溶性釩酸鹽， 一般認(rèn)為食鹽(NaCl)在焙燒 過程中的反應(yīng)為
2NaCl+3/202+V203=2NaV03+Cl2 (1)
有水蒸氣參加反應(yīng)時(shí)可表示為
2NaCl+02+H20+V203=2NaV03+2HC1 ( 2 )
在實(shí)際焙燒過程中，由于焙燒氣氛中總是含有一定量的水分，因此以上反 應(yīng)往往同時(shí)發(fā)生。在焙燒時(shí)還可以加入氧化鈣(鈣鹽)，鈣鹽與五價(jià)釩結(jié)合生成 可溶于硫酸溶液或碳酸鹽溶液的釩酸鈣。石煤提釩焙燒工序使用的添加劑有鈉 鹽(以NaCl為主，極少使用Na2C03和Na2S04)、鈣鹽(如CaO、 CaC03等)、 轉(zhuǎn)鹽+鈉鹽的混合添加劑和不加任何添加劑焙燒四種。不管采取何種添加劑， 焙燒過程不可避免地產(chǎn)生煙氣或Cl2、 HC1等有害氣體，環(huán)境污染嚴(yán)重，且釩的 轉(zhuǎn)化浸出率低， 一般在50% 60%。
目前從石煤中提取釩也有廠家采用全濕法的方法來處理石煤礦，但多局限于 常壓浸出，不能穩(wěn)定地獲得較高的釩浸出率，有高達(dá)85%以上，也有50%左右。 在常壓下浸出石煤礦，由于反應(yīng)溫度較低，浸出過程反應(yīng)速率較低，因此浸出 時(shí)間一般較長，通常在10小時(shí)以上，生產(chǎn)效率不高。
上述焙燒一浸出工藝的不足是釩浸出率低、過程產(chǎn)生煙氣和有害氣體，環(huán)境 污染嚴(yán)重；而常壓浸出工藝的不足是浸出時(shí)間較長，生產(chǎn)效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服了上述已有技術(shù)方法中的不足，本發(fā)明提供了一種全新的濕法處理石煤礦的冶煉方法，本方法具有工藝流程簡單、反應(yīng)時(shí)間短、對(duì)環(huán)境友好的特 點(diǎn)，并可實(shí)現(xiàn)浸出過程的連續(xù)進(jìn)行，釩浸出率高。 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的所采取的技術(shù)方案是
先將含釩石煤礦破碎磨細(xì)后，用硫酸調(diào)漿進(jìn)行一段氧壓酸浸出， 一段浸出 結(jié)束后，對(duì)漿料進(jìn)行固液分離，得到一段含釩浸出液和一段浸出渣； 一段含釩
浸出液經(jīng)處理后得到五氧化二釩產(chǎn)品，對(duì)一段浸出渣用硫酸調(diào)漿進(jìn)行二段氧壓 酸浸出，固液分離后得到二段浸出液和二段浸出渣，將二段浸出液返回一段浸 出工序，二段浸出渣經(jīng)兩級(jí)洗滌、過濾后得到終渣。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體工藝步驟如下
(1) 將釩品位為0. 3% 3. 0%的含釩石煤礦破碎磨細(xì)至200目占85% 95
(2) 含釩石煤礦與濃度為180g/L 250g/L的硫酸溶液調(diào)漿，控制固液質(zhì)量 體積比1: 1.2 3，調(diào)漿后泵入到壓力釜中，通入工業(yè)氧氣，控制釜內(nèi)壓力 0. 8MPa 3. 0MPa，轉(zhuǎn)化溫度120 180°C，浸出反應(yīng)60 240分鐘，進(jìn)行一段氧 壓酸浸出； 一段氧壓酸浸出結(jié)束后，對(duì)漿料進(jìn)行固液分離，得到一段含釩浸出 液和一段浸出渣；
(3) —段含釩浸出液經(jīng)回收殘酸-萃取-反萃-氧化沉釩-熱解等工序處理后 得到五氧化二釩產(chǎn)品， 一段浸出渣進(jìn)入二段氧壓酸浸出工序；
(4) 將一段浸出渣與濃度為250g/L 340g/L的硫酸溶液調(diào)漿，控制固液質(zhì) 量體積比1: 1.2 3，調(diào)漿后泵入到壓力釜中，通入工業(yè)氧氣，控制釜內(nèi)壓力 0. 8MPa 2. 5MPa，轉(zhuǎn)化溫度12(TC 180。C ，浸出反應(yīng)60 240分鐘，進(jìn)行二段 氧壓酸浸出；二段氧壓酸浸出結(jié)束后，固液分離后得到二段浸出液和二段浸出 渣；
(5) 二段浸出液返回一段氧壓酸浸出工序，二段浸出渣經(jīng)兩級(jí)洗滌、過濾 后得到終渣，終渣為棄渣，或成為做建筑材料的原材料。
本發(fā)明的有益效果為因含釩石煤礦直接進(jìn)入壓力釜進(jìn)行通氧氣酸浸，在 氧氣和硫酸的作用下，礦樣中的低價(jià)釩被氧化至可溶性的四價(jià)釩，將傳統(tǒng)"焙 燒一浸出"工藝中的焙燒、收塵、浸出等工序集中在加壓浸出過程中完成，使 工藝簡化，過程強(qiáng)化，因此反應(yīng)時(shí)間被大幅度減少，實(shí)現(xiàn)含釩石煤礦的高效直 接浸出。


圖1是從含釩石煤礦中浸取釩的工藝流程圖。
具體實(shí)施例
實(shí)施例一
4石煤含釩1.84%，礦樣磨細(xì)至200目占85%。
一段氧壓酸浸出含釩石煤礦與濃度為200g/L的硫酸溶液調(diào)漿，控制固液 質(zhì)量體積比1: 1.2，調(diào)漿后泵入到壓力釜中，通入工業(yè)氧氣，控制釜內(nèi)壓力 1.2MPa，轉(zhuǎn)化溫度15(TC，浸出反應(yīng)180分鐘，固液分離得到一段含釩浸出液和 一段浸出渣。 一段含釩浸出液經(jīng)回收殘酸-萃取-反萃-氧化沉釩-熱解等工序處 理后得到五氧化二釩產(chǎn)品， 一段浸出渣進(jìn)入二段氧壓酸浸出工序。
二段氧壓酸浸出將一段浸出渣與濃度為300g/L的硫酸溶液調(diào)漿，控制固 液質(zhì)量體積比l: 1.5，調(diào)漿后泵入到壓力釜中，通入工業(yè)氧氣，.控制釜內(nèi)壓力 1.2MPa，轉(zhuǎn)化溫度15(TC，浸出反應(yīng)180分鐘，固液分離后得到二段浸出液和二 段浸出渣。二段浸出液返回一段氧壓酸浸出工序，二段浸出渣經(jīng)兩級(jí)洗滌、過 濾后得到終渣，終渣為棄渣，或成為做建筑材料的原材料。 釩的兩段浸出率為91.7%。
實(shí)施例二
石煤含釩0.507%，礦樣磨細(xì)至200目占95°%。
一段氧壓酸浸出含釩石煤礦與濃度為180g/L的硫酸溶液調(diào)漿，控制固液 質(zhì)量體積比1: 1.5,調(diào)漿后泵入到壓力釜中，通入工業(yè)氧氣，控制釜內(nèi)壓力 1.5MPa，轉(zhuǎn)化溫度120。C，浸出反應(yīng)120分鐘，固液分離得到一段含釩浸出液和 一段浸出渣。 一段含釩浸出液經(jīng)回收殘酸-萃取-反萃-氧化沉釩-熱解等工序處 理后得到五氧化二釩產(chǎn)品， 一段浸出渣進(jìn)入二段氧壓酸浸出工序。
二段氧壓酸浸出將一段浸出渣與濃度為250g/L的硫酸溶液調(diào)漿，控制固 液質(zhì)量體積比1: 2，調(diào)漿后泵入到壓力釜中，通入工業(yè)氧氣，控制釜內(nèi)壓力 1.5MPa，轉(zhuǎn)化溫度12(TC，浸出反應(yīng)120分鐘，周液分離后得到二段浸出液和二 段浸出渣。二段浸出液返回一段氧壓酸浸出工序，二段浸出渣經(jīng)兩級(jí)洗漆、過 濾后得到終渣，終渣為棄渣，或成為做建筑材料的原材料。
釩的兩段浸出率為86. 96%。
實(shí)施例三
石煤含釩1.07%，礦樣磨細(xì)至200目占85%。
一段氧壓酸浸出含釩石煤礦與濃度為250g/L的硫酸溶液調(diào)漿，控制固液 質(zhì)量體積比1:3，調(diào)漿后泵入到壓力釜中，通入工業(yè)氧氣，控制釜內(nèi)壓力2. 0MPa， 轉(zhuǎn)化溫度18(TC，浸出反應(yīng)240分鐘，固液分離得到一段含釩浸出液和一段浸出 渣。 一段含釩浸出液經(jīng)回收殘酸-萃取-反萃-氧化沉釩-熱解等工序處理后得到 五氧化二釩產(chǎn)品， 一段浸出渣進(jìn)入二段氧壓酸浸出工序。
二段氧壓酸浸出將一段浸出渣與濃度為300g/L的硫酸溶液調(diào)漿，控制固 液質(zhì)量體積比l: 1.5，調(diào)漿后泵入到壓力釜中，通入工業(yè)氧氣，控制釜內(nèi)壓力 1.8MPa，轉(zhuǎn)化溫度16(TC，浸出反應(yīng)180分鐘，固液分離后得到二段浸出液和二段浸出渣。二段浸出液返回一段氧壓酸浸出工序，二段浸出渣經(jīng)兩級(jí)洗滌、過 濾后得到終渣，終渣為棄渣，或成為做建筑材料的原材料。
釩的兩段浸出率為95. 05%。 實(shí)施例四
石煤含釩1. 55%，礦樣磨細(xì)至200目占90%。
一段氧壓酸浸出含釩石煤礦與濃度為220g/L的硫酸溶液調(diào)漿，控制固液 質(zhì)量體積比1: 1.2，調(diào)漿后泵入到壓力釜中，通入工業(yè)氧氣，控制釜內(nèi)壓力 1.8MPa，轉(zhuǎn)化溫度15(TC，浸出反應(yīng)240分鐘，固液分離得到一段含釩浸出液和 一段浸出渣。 一段含釩浸出液經(jīng)回收殘酸-萃取-反萃-氧化沉釩-熱解等工序處 理后得到五氧化二釩產(chǎn)品， 一段浸出渣進(jìn)入二段氧壓酸浸出工序。
二段氧壓酸浸出將一段浸出渣與濃度為320g/L的硫酸溶液調(diào)漿，控制固 液質(zhì)量體積比l: 1.5，調(diào)漿后泵入到壓力釜中，通入工業(yè)氧氣，控制釜內(nèi)壓力 1.2MPa，轉(zhuǎn)化溫度15(TC，浸出反應(yīng)240分鐘，固液分離后得到二段浸出液和二 段浸出渣。二段浸出液返回一段氧壓酸浸出工序，二段浸出渣經(jīng)兩級(jí)洗滌、過 濾后得到終渣，終渣為棄渣，或成為做建筑材料的原材料。
釩的兩段浸出率為96. 74%。
權(quán)利要求
1. 一種從含釩石煤礦中浸取釩的方法，其特征在于先將含釩石煤礦破碎磨細(xì)后，用硫酸調(diào)漿進(jìn)行一段氧壓酸浸出，一段浸出結(jié)束后，對(duì)漿料進(jìn)行固液分離，得到一段含釩浸出液和一段浸出渣；一段含釩浸出液經(jīng)處理后得到五氧化二釩產(chǎn)品，對(duì)一段浸出渣用硫酸調(diào)漿進(jìn)行二段氧壓酸浸出，固液分離后得到二段浸出液和二段浸出渣，將二段浸出液返回一段浸出工序，二段浸出渣經(jīng)兩級(jí)洗滌、過濾后得到終渣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含釩石煤礦中浸取釩的方法,其特征在于 (l)所述的一段氧壓酸浸出的工藝條件為，含釩石煤礦與濃度為180g/L 250g/L 的硫酸溶液調(diào)漿，控制固液質(zhì)量體積比l: 1.2 3，調(diào)漿后泵入到壓力釜中，通 入工業(yè)氧氣，控制釜內(nèi)壓力0.8MPa 3.0MPa，轉(zhuǎn)化溫度120 180°C，浸出反 應(yīng)60 240分鐘，固液分離得到一段含釩浸出液和一段浸出渣；(2)所述的二段 氧壓酸浸出的工藝條件為，將一段浸出渣與濃度為250g/L 340g/L的硫酸溶液 調(diào)漿，控制固液質(zhì)量體積比1: 1.2 3，調(diào)漿后泵入到壓力釜中，通入工業(yè)氧氣， 控制釜內(nèi)壓力0.8MPa 2.5MPa，轉(zhuǎn)化溫度120°C 180°C，浸出反應(yīng)60 240 分鐘，固液分離后得到二段浸出液和二段浸出渣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種從含釩石煤礦中浸取釩的方法，其特征在于 含釩石煤礦原料的釩品位為0.3% 3.0%，破碎磨細(xì)的粒度為200目占85% 95%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種從含釩石煤礦中浸取釩的方法，其特征在于 所述的一段含釩浸出液采用回收殘酸-萃取-反萃-氧化沉釩-熱解的工序處理后 得到五氧化二釩產(chǎn)品。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種從含釩石煤礦中浸取釩的方法，其特征 在于所述的二段浸出渣經(jīng)兩級(jí)洗滌、過濾后得到終渣，終渣作為棄渣或作為 建筑材料的原材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從含釩石煤礦中浸取釩的方法，屬于稀有高熔點(diǎn)金屬的濕法提取冶金技術(shù)領(lǐng)域。該方法采用兩段氧壓酸浸的工藝通過將石煤礦磨細(xì)處理后，與硫酸溶液調(diào)漿，進(jìn)入壓力釜中進(jìn)行通氧氣酸浸，在氧氣和硫酸的作用下，礦樣中的低價(jià)釩被氧化轉(zhuǎn)化至可溶性的四價(jià)釩，將傳統(tǒng)“焙燒—浸出”工藝中的焙燒、收塵、浸出等工序集中在加壓浸出過程中完成，使工藝簡化，過程強(qiáng)化，因此反應(yīng)時(shí)間被大幅度減少，實(shí)現(xiàn)含釩石煤礦的高效直接浸出，經(jīng)兩段氧壓酸浸出后釩浸出率可達(dá)86％以上。
文檔編號(hào)C22B3/00GK101481755SQ20091009410
公開日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者李存兄, 李旻廷, 剛 樊, 昶 魏 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)