專利名稱：：一種無污染的五氧化二釩的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及化學冶金領(lǐng)域，具體地說是一種環(huán)保、基本上無污染，產(chǎn)率高的五氧化二釩的制備方法。
背景技術(shù)：
：從十八世紀發(fā)現(xiàn)制造出釩開始，釩就作為一種優(yōu)秀的催化劑和添加劑，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，起到很重要的作用。五氧化二釩(v2o5)是釩的最主要的并且是最穩(wěn)定的存在形式。釩釹磁鐵礦在煉鋼過程中，釩富集在鋼渣中，稱為釩渣，是煉鋼的副產(chǎn)品，目前，大部分制備五氧化二釩的工藝，是以釩渣為原料的。但是在中國，存在著得天獨厚的富釩頁巖、泥巖、石煤等天然混合釩礦，這種釩礦相對于釩渣來講，釩含量更高，但是，由于其主要成分為粘土，黏性較強，在制備五氧化二釩的過程中，需要利用穿透性高的鹽類。在制備五氧化二釩的行業(yè)內(nèi)，具有劃時代意義的方法是1925—2006年間利用氯化鈉的方法制備釩產(chǎn)品，該工藝是廣大釩選廠多年來沿用的標準工藝，其致命缺點是...在分解過程中產(chǎn)生大量成分復雜的含氯氣體，使釩廠周邊空氣嚴重污染，周邊可形成1.5公里左右的無植物區(qū)，廠內(nèi)工人氯肺病發(fā)生率很高，所以近年來國家己經(jīng)明令禁止用此方法生產(chǎn)釩，湖北、湖南、浙江、陜西等省嚴令關(guān)閉五百多家釩廠。近年來，世人己經(jīng)認識到，環(huán)境保護的重要性，如何能夠利用污染小的方法生產(chǎn)釩，是急欲解決的問題。其他生產(chǎn)廠家有采用純堿法，硫酸法，石膏法等，都因成本和回收率達不到要求，沒有取得工業(yè)化生產(chǎn)的條件而不能廣泛使用。目前國內(nèi)的石煤提釩大都采用鈉化焙燒，其工藝流程為礦石破碎、脫炭、球磨、加鹽(礦鹽=100:13)、成球、在85。C100'C的熱水浸出液澄清、在IO(TC的溫度下用硫酸沉粗釩、洗滌脫水、在IOO'C的溫度下堿溶解、氯化銨沉淀偏釩酸銨、偏釩酸銨洗滌脫水、灼燒成精釩。該工藝勞動強度大，能耗高，收得率低，廢氣污染嚴重。為了消除嚴重的廢氣污染，近十多年來，國內(nèi)許多研究單位進行了多種途徑的探索，但是基本上都存在設(shè)備投資大，工藝要求高，不適宜于用我國現(xiàn)有釩廠設(shè)施進行技術(shù)改造等問題。并且，現(xiàn)有技術(shù)中從頁巖、石煤、泥巖等釩礦中制備五氧化二釩的工藝往往產(chǎn)率低，而且產(chǎn)品的純度差，對環(huán)境污染大，危險性高，成本高。如何能夠解決環(huán)境污染的重要問題，并且高質(zhì)量高效率的生產(chǎn)釩類產(chǎn)品是現(xiàn)在制釩工業(yè)領(lǐng)域需要解決的重要問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個目的是為解決上述制備五氧化二釩的工藝污染嚴重、工藝復雜、成本高、設(shè)備投資大、或只能在實驗室中實現(xiàn)無法投入生產(chǎn)等問題，向人們提供一種環(huán)保、基本無污染、科學合理、簡單方便、成本低廉的五氧化二釩的制備方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個技術(shù)方案提供了一種無污染的五氧化二釩的制備方法，該方法步驟如下1.礦石粉碎至60目以下，加入5-15%的藥品混合劑，混合均勻；2.將步驟l中處理好的原料放入窯爐中在850-90(TC條件下燒結(jié)2.5-3.5小時，保溫2.5-3.5小時；3.分離。更進一步地說該方法步驟如下1.礦石粉碎至60目以下，加入10%的藥品混合劑，混合均勻；2.將步驟1中處理好的原料放入窯爐中在870'C條件下燒結(jié)3小時，保溫3小時；3.按現(xiàn)有技術(shù)分離。所述的藥品混合劑由重量百分比如下的物質(zhì)組成20-45%硫酸鈉，0.01-10%碳酸氫銨，其余為碳酸鈉。還可以包括0_10%燒堿。所述的藥品混合劑優(yōu)選配方為由重量百分比如下的物質(zhì)組成30-35%硫酸鈉，0.5-8%碳酸氫銨，其余為碳酸鈉。所述的藥品混合劑優(yōu)選配方為由重量百分比如下的物質(zhì)組成31-34%硫酸鈉，2-6%碳酸氫銨，2-6%燒堿，其余為碳酸鈉。所述的藥品混合劑由重量百分比如下的物質(zhì)組成33%硫酸鈉，5%碳酸氫銨，5%燒堿，57%碳酸鈉。所述的藥品混合劑由重量百分比如下的物質(zhì)組成35%硫酸鈉，4%碳酸氫銨，2%燒堿，59%碳酸鈉。所述的藥品混合劑優(yōu)選配方為由重量百分比如下的物質(zhì)組成35%硫酸鈉，2%碳酸氫銨，63%碳酸鈉。為了方便焙燒，還可以包括造球工藝和焙燒后的礦球破碎工藝。更具體地說該方法步驟如下1.礦石粉碎至60目以下，加入5-15%的藥品混合劑，混合均勻；1.2將混合均勻的礦粉按照現(xiàn)有技術(shù)送入造球機中，造球，并晾曬風干；2.將步驟1中處理好的原料放入窯爐中在850-900°C條件下燒結(jié)2.5-3.5小時，保溫2.5-3.5小時；2.2將燒好的礦球粉碎；3.按現(xiàn)有技術(shù)分離。經(jīng)大量實驗證明，現(xiàn)有技術(shù)中的能夠從加鹽焙燒后的頁巖、煤泥、礦石中提取釩的工藝，均可用于本發(fā)明，其它從焙燒后的釩礦中提取釩的工藝，也可用于本發(fā)明；如在85'C10(TC的熱水浸出液澄清、在10(TC的溫度下用硫酸沉粗釩、洗滌脫水、在10(TC的溫度下堿溶解、氯化銨沉淀偏釩酸銨、偏釩酸銨洗滌脫水、灼燒成精釩；如焙燒后的釩礦冷卻至80'C以下，破碎，堆浸，浸液在樹脂凈化槽中凈化，凈化后的液體加入氯化銨，生成偏釩酸銨沉淀，分離出沉淀物，加熱至150-200。C,即得到五氧化二釩。硫酸鈉具有很好的穿透性，能夠很好的與礦石中的有效成分反應(yīng)。碳酸氫銨的作用是促進劑，促進硫酸鈉的穿透性，以及干化的雙重作用，消除燒結(jié)過程中硫酸鈉和頁巖的結(jié)球性，吸附雜質(zhì)，并且促進分解。經(jīng)大量實驗證明，在碳酸氫銨在藥品混合劑中達到O.01%即可有效的消除燒結(jié)過程中硫酸鈉和頁巖的結(jié)球性，當其在藥品混合劑中含量逐漸增加，會產(chǎn)生更好的效果，協(xié)助提高產(chǎn)率，當在藥品混合劑中含量在0.5-8%范圍內(nèi)，效果非常好，當在2-6%范圍內(nèi)，效果更好。有益效果1.對于環(huán)境影響小，不會造成環(huán)境污染。本發(fā)明五氧化二釩的制備方法造成的污染非常小，尤其是加入燒堿的情況下，焙燒過程中形成的酸性物質(zhì)參與反應(yīng)，不會排出，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氣體符合排放標準，不會造成環(huán)境污染。2.本發(fā)明五氧化二釩的制備方法簡單易行，各個步驟設(shè)計得科學合理，可以利用現(xiàn)有的設(shè)備進行生產(chǎn)，成本低，效益好。3.本發(fā)明五氧化二釩的制備方法產(chǎn)率高，產(chǎn)品純度高表1:按照本發(fā)明方法的步驟，應(yīng)用每組配方進行十次對照實驗，驗證實驗效果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>加入碳酸氫銨后，改善了碳酸鈉和硫酸鈉的性能，產(chǎn)率高，不會出現(xiàn)結(jié)球情況。具體實施例方式下面結(jié)合實施例來進一步說明本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。實施例150噸級工業(yè)大樣處理礦石原料頁巖50噸；1.將礦石粉碎至60目以下，加入硫酸鈉2噸，碳酸鈉3噸，碳酸氫銨0.5噸，混合均勻；2.將步驟1中處理好的原料放入窯爐中在875'C條件下燒結(jié)3.1小時，保溫3.1小時。實施例21.原料頁巖500kg，將礦石粉碎至60目以下，加入硫酸鈉20kg，碳酸鈉30kg，碳酸氫銨5kg，混合均勻；2.將步驟1中處理好的原料放入窯爐中在850'C條件下燒結(jié)3小時，保溫3小時；3.分離焙燒后的釩礦冷卻至80°C以下，堆浸，浸液在樹脂凈化槽中凈化，凈化后的液體加入氯化銨，至生成偏釩酸銨沉淀完全，用離心式脫水機分離出沉淀物，加熱至180-17(TC，即得到五氧化二釩。堆浸，為現(xiàn)有技術(shù)，在防滲層上設(shè)置滲水管，上面堆放焙燒后的釩礦，在堆頂灑水浸泡，浸出液流出，至收集池中。浸出時間3.5小時浸出次數(shù)3次浸出方式堆浸殘留在礦石內(nèi)的釩為30%±樹脂凈化槽為現(xiàn)有技術(shù)中的產(chǎn)品，本實施例中應(yīng)用的是青島韓南樹脂公司銷售的產(chǎn)品。對比例11.頁巖500kg，將礦石粉碎至60目以下，加入硫酸鈉55kg混合均勻；2.將步驟1中處理好的原料放入窯爐中在85(TC條件下燒結(jié)3小時，保溫3小時；3.按照實施例2的技術(shù)分離。對比例21.頁巖500kg，將礦石粉碎至60目以下，加入硫酸鈉22.5kg,碳酸鈉32.5kg，混合均勻；2.將步驟1中處理好的原料放入窯爐中在85(TC條件下燒結(jié)3小時，保溫3小時；3.按照實施例2的技術(shù)分離。實施例3-8按照實施例1所述的方法處理礦石，原料如下(單位噸)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例9-14按照實施例1所述的原料及方法，方法中所涉及的技術(shù)參數(shù)如下<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例15-20按照實施例l所述的方法，處理礦石，原料如下(單位噸)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例2150噸級工業(yè)大樣實驗1.原料頁巖50噸，將礦石粉碎至60目以下，加入硫酸鈉2噸，碳酸鈉3噸，碳酸氫銨0.5噸，混合均勻；2.將步驟1中處理好的原料放入窯爐中在875'C條件下燒結(jié)3小時，保溫3小時；3.將燒好的礦石堆浸，按照中國專利87101977《從含釩稀溶液中富集提取五氧化二釩的工藝》提取釩。實施例2250噸級工業(yè)大樣實驗1.原料頁巖50噸，將礦石粉碎至60目以下，加入硫酸鈉2噸，碳酸鈉3噸，碳酸氫銨0.5噸，燒堿0.5噸，混合均勻；將混合均勻的礦粉按照現(xiàn)有技術(shù)送入造球機中，按照礦粉水為100:10-12比例造球，并晾曬風干；2.將步驟1中處理好的原料放入窯爐中在850-90(TC條件下燒結(jié)2.5-3.5小時，保溫2.5-3.5小時；3.將燒好的礦球粉碎；用稀硫酸堆浸，控制總液量為礦石的2-4倍，每次浸出時間3—4小時，浸出次數(shù)3次，過濾，濾液中加入氯化銨至沒有沉淀生成，過濾，濾渣用離心機脫水，在500'C下煅燒，即得到五氧化二釩。對全過程中產(chǎn)生的煙氣進行檢測，符合排放標準，不需要進行尾氣處理。權(quán)利要求1.一種無污染的五氧化二釩的制備方法，其特征在于，步驟如下1)礦石粉碎至60目以下，加入5-15％的藥品混合劑，混合均勻；2)將步驟1中處理好的原料放入窯爐中在850-900℃條件下燒結(jié)2.5-3.5小時，保溫2.5-3.5小時；3)分離；所述的藥品混合劑由重量百分比如下的物質(zhì)組成20-45％硫酸鈉，0.01-10％碳酸氫銨，其余為碳酸鈉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述五氧化二釩的制備方法，其特征在于，所述的藥品混合劑還包括0-10%燒堿。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述五氧化二釩的制備方法，其特征在于，所述的藥品混合劑由重量百分比如下的物質(zhì)組成30-35%硫酸鈉，0.5-8%碳酸氫銨，其余為碳酸鈉。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述五氧化二釩的制備方法，其特征在于，所述的藥品混合劑由重量百分比如下的物質(zhì)組成31-34%硫酸鈉，2-6%碳酸氫銨，2-6%燒堿，其余為碳酸鈉。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述五氧化二釩的制備方法，其特征在于，所述的藥品混合劑由重量百分比如下的物質(zhì)組成33%硫酸鈉，5%碳酸氫銨，5%燒堿，57%碳酸鈉。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述五氧化二釩的制備方法，其特征在于，所述的藥品混合劑由重量百分比如下的物質(zhì)組成35%硫酸鈉，《碳酸氫銨，2%燒堿，59%碳酸鈉。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述五氧化二釩的制備方法，其特征在于，所述的藥品混合劑優(yōu)選配方為由重量百分比如下的物質(zhì)組成35%硫酸鈉，2%碳酸氫銨，63%碳酸鈉。全文摘要本發(fā)明涉及化學冶金領(lǐng)域，具體地說是一種無污染的五氧化二釩的制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中制備五氧化二釩的工藝污染嚴重、工藝復雜、成本高、設(shè)備投資大、或只能在實驗室中實現(xiàn)無法投入生產(chǎn)等問題，向人們提供一種無污染的五氧化二釩的制備方法，方法祥見說明書，該方法污染極小、科學合理、簡單方便、成本低廉。文檔編號C01G31/02GK101113020SQ200710118540公開日2008年1月30日申請日期2007年7月9日優(yōu)先權(quán)日2007年7月9日發(fā)明者沈峻慶,米登鋒申請人:米登鋒