專利名稱：一種含釩石煤的堿浸液提釩方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含釩石煤提釩的工藝，適用于所有從含釩的礦石中采用空白焙燒浸出液直接提釩的場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
石煤提釩，通常指以含釩碳質(zhì)頁巖、含釩煤矸石、含釩粘土礦等為原料提取釩化合物的工業(yè)過程。以往的石煤提釩工藝主要為兩大工藝路線，即焙燒浸出提釩工藝和直接酸浸提釩工藝。焙燒浸出提釩工藝，指的是礦石經(jīng)過高溫氧化焙燒，低價(jià)釩氧化轉(zhuǎn)化為五價(jià)釩，再進(jìn)行濕法浸出得到含釩液體實(shí)現(xiàn)礦石提釩的工藝過程。直接酸浸提釩工藝指的是對(duì)含釩原礦直接進(jìn)行酸浸，包括在較高濃度酸性條件下，甚至是加熱加壓及氧化劑存在的環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)礦物含釩的溶解，得到含釩液體的工藝過程。(一 )焙燒浸出提釩工藝是根據(jù)焙燒過程添加劑的不同或焙燒機(jī)理的區(qū)別，分為加鹽焙燒提釩工藝、空白焙燒提釩工藝、鈣化焙燒提釩工藝等。上述焙燒提釩工藝或多或少存在下述問題焙燒廢氣污染嚴(yán)重，廢氣處理成本高，廢氣經(jīng)過處理后轉(zhuǎn)變?yōu)閺U水污染，廢水循環(huán)利用率低、廢水排放量大，環(huán)境污染嚴(yán)重，及過程需考慮設(shè)備防腐。( 二)直接酸浸提釩工藝直接酸浸提釩技術(shù)，指對(duì)礦石不進(jìn)行焙燒而采用較高濃度的酸對(duì)礦石中的釩進(jìn)行浸出，酸，通常為硫酸，有些單位混配鹽酸，甚至價(jià)格高、危險(xiǎn)性、腐蝕性很強(qiáng)的氫氟酸(氟化鹽)，還常常添加一些氧化劑。浸出過程通常在加熱加壓條件下進(jìn)行，若不加壓，代價(jià)是提高氧化劑用量或采用氧化性更強(qiáng)的氧化劑。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是無焙燒過程無煙氣污染問題，但是由于生產(chǎn)過程腐蝕性很強(qiáng)，對(duì)設(shè)備要求高，因此投資很大，生產(chǎn)成本也高，該工藝的另外一個(gè)大的缺點(diǎn)是廢水量大，因?yàn)橛盟崃看?，礦石中的一些重金屬大量溶出，廢水組成復(fù)雜。該技術(shù)對(duì)礦石也有一定的選擇性。近來發(fā)展起來的石煤提釩新工藝有堿法石煤提釩。堿法石煤提釩是一種高效、清潔的焙燒浸出提釩工藝，相對(duì)于濕法酸浸具有釩浸出率高、浸出液重金屬離子少、環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)。但堿浸出液中會(huì)含有大量的硅雜質(zhì)離子，影響后續(xù)提釩工藝，需要增加除硅工序。 傳統(tǒng)除硅工藝是通過加酸調(diào)節(jié)pH、添加絮凝劑生成聚硅酸沉淀(石煤提釩堿浸液的除硅實(shí)驗(yàn)研究，《稀有金屬與硬質(zhì)合金》2010年3月，第38卷第一期)或者其添加無機(jī)鹽生成硅酸鹽沉淀來達(dá)到除硅的目的。這種除硅方法需要消耗大量的酸、鹽和能量。除硅后液為提高釩濃度、除去雜質(zhì)離子，一般還有離子交換工序，導(dǎo)致工藝流程長。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述的缺點(diǎn)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種不需除硅、工藝簡化的石煤堿浸液提釩方法。
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種含釩石煤的堿浸液提釩方法，包括焙燒和浸出工序，其特征在于所述含釩石煤的堿浸液提釩方法包括如下步驟(1)將含釩石煤礦石粉碎，在80(TC -950°C下焙燒，焙燒好后，用所述礦石粉質(zhì)量 0. 7-2倍的摩爾濃度為0. 7-1. 8mol/L的堿液浸出，得浸出礦漿；(2)將上述浸出礦漿進(jìn)行固液分離，得到浸出液和浸出渣；(3)在步驟⑵所得浸出液中過量添加質(zhì)量濃度為15-25%的銅鐵試劑，充分?jǐn)嚢?，靜置；(4)將步驟C3)靜置所得溶液進(jìn)行固液分離，所得沉淀即為釩的化合物。所述銅鐵試劑即為N-亞硝基-N-苯基羥胺銨鹽，分子式C6H9N302。步驟⑵得到的浸出液是含有釩和硅的堿溶液；步驟(3)添加了銅鐵試劑后得到的溶液是含有釩、硅和釩銅鐵試劑絡(luò)合物的NaOH溶液。利用銅鐵試劑在石煤堿浸液中提取釩的技術(shù)原理是銅鐵試劑N-亞硝基-N-苯基羥胺銨鹽中的銨根基團(tuán)對(duì)釩酸根離子有絡(luò)合作用，可以與釩結(jié)合成穩(wěn)定的沉淀，而銅鐵試劑與硅不反應(yīng)。經(jīng)過此反應(yīng)，堿浸液中絕大部分的釩可以沉淀下來，從而無需經(jīng)過除硅和離子交換等步驟，就可通過固液分離直接分離到釩的化合物。銅鐵試劑與堿浸液中釩的反應(yīng)時(shí)間在10分鐘左右。步驟(1)所用的堿液的摩爾濃度為0. 7-1. 8mol/L，所用的堿液的質(zhì)量是焙燒后礦石粉質(zhì)量的0. 7-2倍。優(yōu)選的是，所述石煤礦石粉粉碎至30-60目。當(dāng)然，也可粉碎得更細(xì)，如達(dá)到 30-200目。不過目數(shù)過大，相應(yīng)的工業(yè)應(yīng)用成本也會(huì)增加。優(yōu)選的是，所述石煤礦石粉碎后造成礦塊或造成礦球后再焙燒。將粉碎的石煤礦石粉造成礦塊或者礦球后，由于礦塊或者礦球間的間隙比粉末狀礦石粉的間隙大，可供更多氧氣進(jìn)入，所以焙燒效果更好。進(jìn)一步地，所述礦塊或者礦球的直徑為6mm-12mm。保持在該直徑范圍，礦球焙燒氧化更充分，焙燒后用堿液浸提時(shí)，更容易浸出。根據(jù)本發(fā)明所述一種含釩石煤的堿浸液提釩方法，較好的是，所述焙燒溫度為 850°C-90(TC;所述焙燒時(shí)間為1-4小時(shí)。更優(yōu)選地是，所述焙燒時(shí)間為2_3小時(shí)。優(yōu)選的焙燒溫度和焙燒時(shí)間可以使焙燒效果更好。優(yōu)選的是，所述堿液質(zhì)量為礦石粉質(zhì)量的0. 8-1倍；所述堿液濃度為1-1. 5mol/L。進(jìn)一步地，所述堿選自氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種。優(yōu)選的是，所述銅鐵試劑添加量為步驟( 所得浸出液所含V2O5質(zhì)量的10-25倍。 更優(yōu)選的是，所述銅鐵試劑添加量為步驟( 所得浸出液所含V2O5質(zhì)量的10-15倍。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述攪拌后靜置時(shí)間為6-20分鐘。進(jìn)一步地，所述攪拌后靜置時(shí)間為8-15分鐘。靜置的目的是使沉淀生成。本發(fā)明的含釩石煤的堿浸液提釩方法系在浸出液中直接沉釩的方法，通過上述步驟在堿浸液里添加有機(jī)試劑使釩沉淀下來，實(shí)現(xiàn)釩硅分離，制取釩的化合物，克服目前堿法石煤提釩浸出液中釩硅分離的難題，減少了傳統(tǒng)堿法提釩堿浸液除硅和離子交換這兩道工序，簡化工藝流程；降低了能耗和生產(chǎn)成本；廢水循環(huán)利用率高、減輕環(huán)境污染。本發(fā)明的沉釩率為95%以上，提釩效率大大提高。
具體實(shí)施例方式以下，舉具體實(shí)施例，詳細(xì)說明本發(fā)明。實(shí)施例11、將礦石粉碎至30目，然后做成直徑8mm礦球，850°C焙燒2小時(shí)，焙燒好礦球用其質(zhì)量0. 8倍的NaOH溶液(lmol/L)浸出，得浸出礦漿；2、礦漿進(jìn)行固液分離，得浸出液和浸出渣；3、將第二步所得浸出液按溶液所含V2O5質(zhì)量的10倍添加20%質(zhì)量濃度的銅鐵試劑，充分?jǐn)嚢?，放置十分鐘；所述銅鐵試劑即為N-亞硝基-N-苯基羥胺銨鹽，分子式 C6H9N3O2 ；4、將第三步所得溶液進(jìn)行常規(guī)固液分離，所得沉淀即為釩的化合物，沉釩率為 95%。實(shí)施例21、將礦石粉碎至60目，然后做成直徑12mm礦球，900°C焙燒2_3小時(shí)，焙燒好礦球用其質(zhì)量1倍的NaOH溶液(1. 5mol/L)浸出，得浸出礦漿；2、礦漿進(jìn)行固液分離，得浸出液和浸出渣；3、將第二步所得浸出液按溶液所含V2O5質(zhì)量的15倍添加18%質(zhì)量濃度的銅鐵試劑，充分?jǐn)嚢?，放置十分鐘；所述銅鐵試劑即為N-亞硝基-N-苯基羥胺銨鹽，分子式 C6H9N3O2 ；4、將第三步所得溶液進(jìn)行常規(guī)固液分離，所得沉淀即為釩的化合物，沉釩率為 96%。實(shí)施例31、將礦石粉碎至50目，然后做成直徑IOmm礦塊，950°C焙燒2_3小時(shí)，焙燒好礦球用其質(zhì)量2倍的NaOH溶液(0. 8mol/L)浸出，得浸出礦漿；2、礦漿進(jìn)行固液分離，得浸出液和浸出渣；3、將第二步所得浸出液按溶液所含V2O5質(zhì)量的20倍添加15%質(zhì)量濃度的銅鐵試劑，充分?jǐn)嚢瑁胖昧昼?；所述銅鐵試劑即為N-亞硝基-N-苯基羥胺銨鹽，分子式 C6H9N3O2 ；4、將第三步所得溶液進(jìn)行常規(guī)固液分離，所得沉淀即為釩的化合物，沉釩率為 96%。實(shí)施例41、將礦石粉碎至100目，然后做成直徑9mm礦球，920°C焙燒1小時(shí)，焙燒好礦球用其質(zhì)量0. 8倍的NaOH溶液Qmol/L)浸出，得浸出礦漿；2、礦漿進(jìn)行固液分離，得浸出液和浸出渣；3、將第二步所得浸出液按溶液所含V2O5質(zhì)量的25倍添加質(zhì)量濃度20%的銅鐵試劑，充分?jǐn)嚢瑁胖?5分鐘；所述銅鐵試劑即為N-亞硝基-N-苯基羥胺銨鹽，分子式 C6H9N3O2 ；4、將第三步所得溶液進(jìn)行常規(guī)固液分離，所得沉淀即為釩的化合物，沉釩率為97%。實(shí)施例51、將礦石粉碎至150目，然后做成直徑6mm礦球，800°C焙燒3小時(shí)，焙燒好礦球用其質(zhì)量2倍的KOH溶液(lmol/L)浸出，得浸出礦漿；2、礦漿進(jìn)行固液分離，得浸出液和浸出渣；3、將第二步所得浸出液按溶液所含V2O5質(zhì)量的15倍添加25%質(zhì)量濃度的銅鐵試劑，充分?jǐn)嚢瑁胖?0分鐘；所述銅鐵試劑即為N-亞硝基-N-苯基羥胺銨鹽，分子式 C6H9N3O2 ；4、將第三步所得溶液進(jìn)行常規(guī)固液分離，所得沉淀即為釩的化合物，沉釩率為 96%。實(shí)施例61、將礦石粉碎至20目，然后做成直徑4mm礦塊，820°C焙燒1. 5小時(shí)，焙燒好礦球用其質(zhì)量2倍的KOH溶液(1. 2mol/L)浸出，得浸出礦漿；2、礦漿進(jìn)行固液分離，得浸出液和浸出渣；3、將第二步所得浸出液按溶液所含V2O5質(zhì)量的15倍添加22%質(zhì)量濃度的銅鐵試劑，充分?jǐn)嚢?，放?0分鐘；所述銅鐵試劑即為N-亞硝基-N-苯基羥胺銨鹽，分子式 C6H9N3O2 ；4、將第三步所得溶液進(jìn)行常規(guī)固液分離，所得沉淀即為釩的化合物，沉釩率為 96%。根據(jù)本發(fā)明的含釩石煤的堿浸液提釩方法，沉釩率為95%以上，克服目前堿法石煤提釩浸出液中釩硅分離的難題，減少了傳統(tǒng)堿法提釩堿浸液除硅和離子交換這兩道工序，簡化工藝流程；降低了能耗和生產(chǎn)成本；廢水循環(huán)利用率高、減輕環(huán)境污染。
權(quán)利要求
1.一種含釩石煤的堿浸液提釩方法，包括焙燒和浸出工序，其特征在于所述含釩石煤的堿浸液提釩方法包括如下步驟(1)將含釩石煤礦石粉碎，在80(TC-950°C下焙燒，焙燒好后，用所述礦石粉質(zhì)量0. 7-2 倍的摩爾濃度為0. 7-1. 8mol/L的堿液浸出，得浸出礦漿；(2)將上述浸出礦漿進(jìn)行固液分離，得到浸出液和浸出渣；(3)在步驟( 所得浸出液中過量添加質(zhì)量濃度為15-25%的銅鐵試劑，充分?jǐn)嚢?，靜置；(4)將步驟C3)靜置所得溶液進(jìn)行固液分離，所得沉淀即為釩的化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含釩石煤的堿浸液提釩方法，其特征在于，所述石煤礦石粉碎至30-60目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含釩石煤的堿浸液提釩方法，其特征在于，所述石煤礦石粉碎后造成礦塊或造成礦球后再焙燒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種含釩石煤的堿浸液提釩方法，其特征在于，所述礦塊或礦球的直徑為6mm-12mmο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含釩石煤的堿浸液提釩方法，其特征在于，所述焙燒溫度為850°C -900°C ；所述焙燒時(shí)間為1-4小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種含釩石煤的堿浸液提釩方法，其特征在于，所述焙燒時(shí)間為2-3小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含釩石煤的堿浸液提釩方法，其特征在于，所述堿液質(zhì)量為礦石粉質(zhì)量的0. 8-1倍；所述堿液摩爾濃度為1-1. 5mol/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述一種含釩石煤的堿浸液提釩方法，其特征在于，所述堿選自氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含釩石煤的堿浸液提釩方法，其特征在于，所述銅鐵試劑添加量為步驟( 所得浸出液所含V2O5質(zhì)量的10-25倍；所述銅鐵試劑即為N-亞硝基-N-苯基羥胺銨鹽，分子式=C6H具02。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含釩石煤的堿浸液提釩方法，其特征在于，所述攪拌后靜置時(shí)間為6-20分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種含釩石煤的堿浸液提釩方法，將含釩石煤礦石粉碎，在800℃-950℃下焙燒，焙燒好后，用所述礦石粉質(zhì)量0.7-2倍的摩爾濃度為0.7-1.8mol/L的堿液浸出，得浸出礦漿；將上述礦漿進(jìn)行固液分離，得到浸出液和浸出渣；在上一步所得浸出液中過量添加15-25％質(zhì)量濃度的銅鐵試劑，充分?jǐn)嚢?，靜置后將所得溶液進(jìn)行固液分離，所得沉淀即為釩的化合物。本發(fā)明克服目前堿法石煤提釩浸出液中釩硅分離的難題，減少了傳統(tǒng)堿法提釩堿浸液除硅和離子交換這兩道工序，大大簡化了堿法石煤提釩工藝，且沉釩率為95％以上，有很大的市場(chǎng)推廣前景。
文檔編號(hào)C22B34/22GK102321801SQ201110301249
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者喻華, 葛廣凱 申請(qǐng)人:南通漢瑞實(shí)業(yè)有限公司