[發(fā)明專(zhuān)利]一種石煤脫碳后酸解氧化轉(zhuǎn)化浸出釩的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910042526.5
• 申請(qǐng)日: 2009-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101476035A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝桂文
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 謝桂文
• 主分類(lèi)號(hào): C22B3/08
• 分類(lèi)號(hào): C22B3/08;C22B1/02;C22B34/22
• 代理公司: 長(zhǎng)沙星耀專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 寧星耀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種從石煤中提煉釩的方法，特別是涉及一種常溫常壓下石煤加硫酸濕堆氧化轉(zhuǎn)化提釩的方法。

背景技術(shù)

釩可提高鋼的強(qiáng)度、韌性、延展性和耐熱性，金屬釩還可用于磁性材料、鑄鐵、硬質(zhì)合金、超導(dǎo)材料及核反應(yīng)堆材料等領(lǐng)域，五氧化二釩和其它釩化合物主要用于玻璃與陶瓷工業(yè)的著色劑、硫酸和石油化工生產(chǎn)用的催化劑。隨著冶金、化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，釩的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。

釩主要來(lái)源于含釩磁鐵礦及石煤。我國(guó)V₂O₅總儲(chǔ)存量達(dá)135330Kt，而石煤中釩儲(chǔ)量為117960Kt，占總儲(chǔ)存量的87％。因此開(kāi)發(fā)石煤中的釩具有重大意義。

含釩石煤的物質(zhì)較繁雜，釩的賦存狀態(tài)變化多樣，按釩的賦存狀態(tài)分類(lèi)主要有含釩云母型、含釩粘土型和介于兩種類(lèi)型之間的中間類(lèi)型。釩在石煤中的價(jià)態(tài)分析的研究結(jié)果表明，各地石煤原礦中一般只有V(III)和V(IV)存在，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)V(II)和V(v)。除個(gè)別地方石煤V(IV)高于V(III)外，絕大部分地區(qū)石煤中釩都是以V(III)為主(參見(jiàn)《有色金屬冶煉·釩篇》)。釩的賦存狀態(tài)和價(jià)態(tài)分析是提釩工藝研究的基礎(chǔ)，所有提釩工藝研究都是圍繞如何破壞云母和粘土結(jié)構(gòu)，改變釩的價(jià)態(tài)，使難溶的V(III)變成易溶的V(IV)和V(V)而展開(kāi)，含釩礦物結(jié)構(gòu)破壞得越徹底，氧化越充分，浸除率越高。

傳統(tǒng)鈉法焙烤提釩工藝是石煤在氧化性氣氛下，用平窯高溫焙烤破壞釩礦物的組織結(jié)構(gòu)，將三價(jià)或四價(jià)釩氧化成五價(jià)釩氧化物，并與鈉鹽分解出來(lái)的Na₂O作用，生成易溶于水的釩酸鈉(xNa₂O·yV₂O₅)。該工藝缺點(diǎn)是資源利用率低于50％；平窯排出大量氯化氫、氯氣和二氧化硫煙氣以及粗V₂O₅沉淀后的廢液，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，正在被淘汰。

酸浸工藝的原理是在一定的時(shí)間、溫度和酸度條件下，使H+進(jìn)入云母晶格中，破壞云母的晶格，將釩釋放出來(lái)。釋放出來(lái)的V(III)與氧化劑氧化成V(IV)溶于酸中，過(guò)濾去渣，得到藍(lán)色硫酸釩酰溶液。硫酸釩酰再經(jīng)還原---中和---萃取---反萃---沉釩---煅燒等工藝處理后，可得到含量為98％的五氧化二釩產(chǎn)品。

酸浸提釩工藝是今后石煤提釩的發(fā)展方向。目前，酸浸工藝提釩技術(shù)有多種，工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)。例如，中國(guó)專(zhuān)利200610011042.0號(hào)公開(kāi)了一種壓力場(chǎng)下從石煤中氧化轉(zhuǎn)化浸出釩的方法：將石煤、氧化劑和50~98％的工業(yè)硫酸加入到加壓釜中，控制轉(zhuǎn)化溫度100~300℃，壓力1.0MPa條件下，酸浸10分至240分鐘，直接轉(zhuǎn)化石煤中的釩進(jìn)入溶液，釩的浸出指標(biāo)雖可高達(dá)95％，但設(shè)備要求高，投資大，能耗高。中國(guó)專(zhuān)利90104669.8號(hào)公開(kāi)了一種石煤灰渣硫酸加溫熟化水浸提取五氧化二釩的方法，釩浸出率為68％，該方法存在在石煤加溫熟化過(guò)程中，有大量二氧化硫氣體釋出，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，且浸出率較低等缺點(diǎn)。現(xiàn)有技術(shù)中還有異種酸浸提釩工藝，連續(xù)攪拌浸出20小時(shí)，釩浸出率為78％，該方法存在能耗大，對(duì)不同類(lèi)型的礦石適應(yīng)性較低等缺點(diǎn)。

再者，現(xiàn)有酸浸工藝均要求將石煤粉磨至相當(dāng)細(xì)的粒度，因而浸出后，過(guò)濾難度大，效率低，加之酸浸攪拌時(shí)間長(zhǎng)，因而能耗高，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高。例如，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)200710035255.1公開(kāi)了一種從石煤中常溫常壓氧化轉(zhuǎn)化浸出釩的方法，石煤粉的細(xì)度要求為80-120目，堆放后的石煤攪拌浸出時(shí)間為3-4小時(shí)；中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)200710118603.1公開(kāi)了一種從常溫常壓下石煤加硫酸濕堆氧化轉(zhuǎn)化浸出釩的方法，也需要將石煤干磨至60目以下，攪拌浸出時(shí)間為3-8小時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種設(shè)備投資少，能耗低，金屬回收率高，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，對(duì)環(huán)境污染少的常溫常壓下石煤脫碳后酸解氧化轉(zhuǎn)化浸出釩的方法。