專利名稱：一種從含釩頁巖礦中浸出釩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以過硫酸銨協(xié)同混合堿從含釩頁巖中浸出釩的方法，屬于濕法冶 金范疇。
背景技術(shù)：
釩是制備特種鋼、釩鈦合金、催化劑以及釩液流儲能電池等高科技產(chǎn)品的重要材 料，廣泛應(yīng)用于近代工業(yè)技術(shù)中。釩礦資源主要有釩鈦磁鐵礦和含釩頁巖(包括炭質(zhì)頁巖、 泥質(zhì)頁巖等)。含釩頁巖占我國釩總儲量的87%，是釩的重要資源。
含釩頁巖礦是我國作為釩的單獨礦床開采的主要含釩資源，其物質(zhì)組份較復(fù)雜， 釩的賦存狀態(tài)變化多樣，且釩品位較低，以V2O5計一般為1.0%左右。含釩頁巖中的釩以 V(III)為主，有部分V (IV)，很少見V (V)。由于V(III)的離子半徑(74pm) ^Fe(II)的離 子半徑(74pm)相等，與狗(111)的離子半徑(64pm)也很接近，因此，V(III)幾乎不生成本 身的礦物，而是以類質(zhì)同象存在于含釩云母、高嶺石等鐵鋁礦物的硅氧四面體結(jié)構(gòu)中。含 釩頁巖中的釩只有在高溫和添加劑的作用下，才能轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘奈鍍r釩。我國從20世紀(jì) 60年代開始對含釩頁巖提釩進(jìn)行研究，70年代開始工業(yè)生產(chǎn)，所使用的工藝均為鈉化焙燒 (NaCl)-水浸或酸浸工藝。這種工藝存在兩個嚴(yán)重缺陷，一是因為焙燒過程生成C12、HC1、 SO2混合氣體而造成環(huán)境污染，二是釩回收率普遍為45 55%，使50%左右的釩礦資源得 不到有效利用而浪費。
為改變和取代鈉化焙燒工藝，科技工作者進(jìn)行了鈣法焙燒、空白焙燒、濕法酸浸等 新工藝的研究。鈣法焙燒雖然解決了大氣污染問題，但焙燒過程受礦石性質(zhì)影響外，焙燒氣 氛、時間、溫度和鈣鹽用量等的影響也非常敏感控制不當(dāng)，容易形成難溶的硅酸鹽使得部分 釩被“硅氧”裹絡(luò)，或者礦樣中的部分釩與鐵、鈣等元素生成釩酸鐵、釩酸鈣鈉、釩酸鈣等難 溶性化合物?？瞻妆簾饕窍虢鉀Q石煤脫碳和低價釩的氧化問題，但焙燒設(shè)備還是傳統(tǒng) 的平窯和沸騰爐，不僅生產(chǎn)規(guī)模有限，而且焙燒過程并沒有改變含釩礦物的晶體結(jié)構(gòu)，不能 有效提高釩的回收率。濕法酸浸工藝不需焙燒，石煤礦石可以濕磨，適合大規(guī)模生產(chǎn)，因此 也成為含釩頁巖提釩研究的重點。濕法酸浸提釩工藝的基礎(chǔ)理論研究也有一些進(jìn)展。目前， 含釩頁巖(如石煤)酸浸提釩工藝已在陜西、湖南、湖北等地得到較大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用。
然而，酸浸提釩工藝還存在一些需要解決的問題。一是為得到較高V2O5浸出率， 不得不消耗大量&S04，生產(chǎn)中用量一般為礦石質(zhì)量的25-35%，V2O5浸出率一般在 65 % 75 %左右，超過80 %的很少，V2O5回收率一般不超過70 % ；二是酸性浸出液的凈化除 雜、Fe(III)還原和PH值調(diào)整等工序需要消耗大量藥劑，從而導(dǎo)致工藝流程長，操作復(fù)雜， 問題。且在工藝過程中消耗太多，是影響生產(chǎn)成本的關(guān)鍵因素，在生產(chǎn)中應(yīng)用經(jīng)濟(jì)意 義不大，其生產(chǎn)出來的產(chǎn)品抗市場風(fēng)險能力低。其實，濕法提釩要解決的關(guān)鍵問題是在提高 V2O5浸出率和回收率的前提下，如何降低消耗和避免環(huán)境污染，研究方向應(yīng)該是開發(fā)低消耗 低成本的清潔生產(chǎn)工藝。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以過硫酸銨協(xié)同混合堿從含釩頁巖中浸出釩的方法，實 現(xiàn)濕法提釩。
本發(fā)明的目的是通過如下方式實現(xiàn)的一種從含釩頁巖礦中浸出釩的方法，其特 征在于首先將含釩頁巖礦破碎、磨細(xì)，加入用過硫酸銨和混合堿配制好的浸出溶液，在常 溫常壓下浸出，浸出后經(jīng)固液分離得到含釩浸出液，浸出液經(jīng)凈化和PH值調(diào)節(jié)后，對釩離 子進(jìn)行富集而得到沉釩母液，沉釩母液通過除硅、磷等雜質(zhì)后加入氨水或銨鹽，得到多釩酸 銨沉淀，多釩酸銨經(jīng)煅燒得到五氧化二釩。
所述含釩頁巖礦采用濕磨方法，將礦石磨成粒度小于0. 21mm(120目)的礦漿，礦 漿水固體積比為1.2-1.5 1。
所述混合堿由氨水、碳酸銨組成。
所述浸出溶液加入礦石中所形成的液固比為2.5-3.5 1，過硫酸銨濃度為 20-30g/L、氨水濃度為 2. 8-3. 5mol/L、銨離子濃度為 4. 3-5. Omo 1/L, PH 值為 9-12。
所述浸出過程輔以勻速攪拌，浸出時間2-6小時。
所述浸出液經(jīng)凈化，用稀硫酸將PH值調(diào)整到6. 5 7. 0后，采用離子交換法進(jìn)行釩離子富集。
所述離子交換法選用D318等同類型樹脂。
本發(fā)明具有如下的有益效果1、用過硫酸銨協(xié)同混合堿浸出含釩頁巖礦中的釩， 與使用硫酸浸出含釩頁巖礦中釩的工藝比較，物耗下降，工藝流程縮短，雜質(zhì)處理操作簡 單，可以降低生產(chǎn)成本15% 25%;2、用過硫酸銨協(xié)同混合堿浸出含釩頁巖礦中的釩，由于 過硫酸銨水解產(chǎn)生的氧能有效破壞含釩云母等硅鋁礦物的晶體結(jié)構(gòu)，為浸出釩創(chuàng)造條件， 含釩頁巖礦中釩的浸出率較高且穩(wěn)定。3、用過硫酸銨協(xié)同混合堿浸出含釩頁巖礦中的釩， 所產(chǎn)生的廢水為中性溶液，更有利實現(xiàn)于清潔生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明所述方法的工藝流程圖具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
實施例1取釩品位(以V2O5計)為1. 05%的含釩石煤礦石，破碎、濕式磨礦至粒 度0.21mm(120目)，磨礦得到的礦漿中水與含釩石煤礦的體積質(zhì)量比為1.5 1，加入由過 硫酸銨和混合堿配制好的溶液仍按液固比2. 5 1進(jìn)行釩的浸出；在配制好的溶液中過 硫酸銨濃度為20g/L、氨水濃度為2. 8mol/L、銨離子濃度為4. 3mol/L (銨離子濃度加入少量 碳酸銨來微調(diào))。浸出過程在常溫常壓下進(jìn)行，并輔以160rpm的速度攪拌，浸出時間池，浸 出后經(jīng)液固分離得到含釩浸出液，釩浸出率(以V2O5計)為78.9%。浸出液經(jīng)凈化，用稀 硫酸將PH值調(diào)整到6. 5后，采用離子交換法進(jìn)行釩離子富集，選用D318樹脂吸附、解析等 工序，得到沉釩母液；沉釩母液通過除硅、磷等雜質(zhì)后加入氨水，得到多釩酸銨沉淀，多釩酸 銨經(jīng)煅燒制備粉狀五氧化二釩產(chǎn)品。V2O5的回收率為69. 2%。
實施例2取釩品位(以V2O5計)為0. 93%的含釩石煤礦石，破碎、濕式磨礦至粒度0.21mm(120目)，磨礦得到的礦漿中水與含釩石煤礦的體積質(zhì)量比為1.5 1，加入由過 硫酸銨和混合堿配制好的溶液仍按液固比3.0 1進(jìn)行釩的浸出；在配制好的溶液中過 硫酸銨濃度為26g/L、氨水濃度為3. 2mol/L、銨離子濃度為4. 7mol/L (銨離子濃度加入少量 碳酸銨來微調(diào))。浸出過程在常溫常壓下進(jìn)行，并輔以160rpm的速度攪拌，浸出時間池，浸 出后經(jīng)液固分離得到含釩浸出液，釩浸出率(以V2O5計)為82.4%。浸出液經(jīng)凈化，用稀 硫酸將PH值調(diào)整到7. O后，采用離子交換法進(jìn)行釩離子富集，選用D318樹脂吸附、解析等 工序，得到沉釩母液；沉釩母液通過除硅、磷等雜質(zhì)后加入氨水，得到多釩酸銨沉淀，多釩酸 銨經(jīng)煅燒制備粉狀五氧化二釩產(chǎn)品。V2O5的回收率為72. 6%。
實施例3取釩品位(以V2O5計)為0. 93%的含釩石煤礦石，破碎、濕式磨礦至粒 度0.21mm(120目)，磨礦得到的礦漿中水與含釩石煤礦的體積質(zhì)量比為1.5 1，加入由過 硫酸銨和混合堿配制好的溶液仍按液固比3. 5 1進(jìn)行釩的浸出；在配制好的溶液中過 硫酸銨濃度為30g/L、氨水濃度為3. 4mol/L、銨離子濃度為5. Omol/L (銨離子濃度加入少量 碳酸銨來微調(diào))。浸出過程在常溫常壓下進(jìn)行，并輔以160rpm的速度攪拌，浸出時間池，浸 出后經(jīng)液固分離得到含釩浸出液，釩浸出率(以V2O5計)為85.7%。浸出液經(jīng)凈化，用稀 硫酸將PH值調(diào)整到7. 0后，采用離子交換法進(jìn)行釩離子富集，選用D318樹脂吸附、解析等 工序，得到沉釩母液；沉釩母液通過除硅、磷等雜質(zhì)后加入氨水，得到多釩酸銨沉淀，多釩酸 銨經(jīng)煅燒制備粉狀五氧化二釩產(chǎn)品。V2O5的回收率為74. 3%。
實施例4取釩品位(以V2O5計)為1. 2%的含釩風(fēng)化礦石，破碎、濕式磨礦至粒度 0.21mm(120目)，磨礦得到的礦漿中水與含釩石煤礦的體積質(zhì)量比為1.5 1，加入由過硫 酸銨和混合堿配制好的溶液仍按液固比3. 5 1進(jìn)行釩的浸出；在配制好的溶液中過硫 酸銨濃度為30g/L、氨水濃度為3. 4mol/L、銨離子濃度為5. Omol/L (銨離子濃度加入少量碳 酸銨來微調(diào))。浸出過程在常溫常壓下進(jìn)行，并輔以160rpm的速度攪拌，浸出時間池，浸出 后經(jīng)液固分離得到含釩浸出液，釩浸出率(以V2O5計)為89.2%。浸出液經(jīng)凈化，用稀硫 酸將PH值調(diào)整到7. 0后，采用離子交換法進(jìn)行釩離子富集，選用D318樹脂吸附、解析等工 序，得到沉釩母液；沉釩母液通過除硅、磷等雜質(zhì)后加入氨水，得到多釩酸銨沉淀，多釩酸銨 經(jīng)煅燒制備粉狀五氧化二釩產(chǎn)品。V2O5的回收率為78. 7%。
權(quán)利要求
1.一種從含釩頁巖礦中浸出釩的方法，其特征在于首先將含釩頁巖礦破碎、磨細(xì)，加 入用過硫酸銨和混合堿配制好的浸出溶液，在常溫常壓下浸出，浸出后經(jīng)固液分離得到含 釩浸出液，浸出液經(jīng)凈化和PH值調(diào)節(jié)后，對釩離子進(jìn)行富集而得到沉釩母液，沉釩母液通 過除硅、磷等雜質(zhì)后加入氨水或銨鹽，得到多釩酸銨沉淀，多釩酸銨經(jīng)煅燒得到五氧化二 釩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種從含釩頁巖礦中浸出釩的方法，其特征在于含釩頁巖礦 采用濕磨方法，將礦石磨成粒度0. 17-0. 21mm的礦漿，礦漿水固體積比為1. 2-1. 5:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種從含釩頁巖礦中浸出釩的方法，其特征在于所述混合堿 由氨水、碳酸銨組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述一種從含釩頁巖礦中浸出釩的方法，其特征在于浸出 溶液加入礦石中所形成的液固比為2. 5-3. 5 1，過硫酸銨濃度為20-30g/L、氨水濃度為 2. 8-3. 5mol/L、銨離子濃度為 4. 3-5. Omol/L，PH 值為 9-12。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種從含釩頁巖礦中浸出釩的方法，其特征在于浸出過程輔 以勻速攪拌，浸出時間2-6小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種從含釩頁巖礦中浸出釩的方法，其特征在于浸出液經(jīng)凈 化，用稀硫酸將PH值調(diào)整到6. 5 7. 0后，采用離子交換法進(jìn)行釩離子富集。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種從含釩頁巖礦中浸出釩的方法，其特征在于離子交換法 選用D318等同類型樹脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以過硫酸銨協(xié)同混合堿從含釩頁巖中浸出釩的方法，屬于濕法冶金范疇。首先將含釩頁巖礦破碎、磨細(xì)，加入用過硫酸銨和混合堿配制好的浸出溶液，在常溫常壓下浸出，浸出后經(jīng)固液分離得到含釩浸出液，浸出液經(jīng)凈化和PH值調(diào)節(jié)后，對釩離子進(jìn)行富集而得到沉釩母液，沉釩母液通過除硅、磷等雜質(zhì)后加入氨水或銨鹽，得到多釩酸銨沉淀，多釩酸銨經(jīng)煅燒得到五氧化二釩。采用本發(fā)明方法物耗下降，工藝流程縮短，雜質(zhì)處理操作簡單，可以降低生產(chǎn)成本15％～25％，含釩頁巖礦中釩的浸出率較高且穩(wěn)定。
文檔編號C22B3/24GK102031367SQ201010571630
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者丁一剛, 全喆, 王亞池 申請人:全喆