[發明專利]一種焙燒釩礦先脫硫后提釩工藝

無效

• 申請號: 200910042918.1
• 申請日: 2009-03-20
• 公開（公告）號: CN101503762A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 甘海明;陳芳;楊春平;張惠英;陳海林;吳婷;孟蕾
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C22B34/22
• 分類號: C22B34/22;C22B1/02;C22B1/11;C22B3/04
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏 勇

技術領域

本發明屬于煙氣脫硫除塵、濕法冶金技術領域，尤其涉及一種用不含氯離子的鈉鹽作添加劑，焙燒后的含鈉釩礦先用于回收焙燒過程中產生的SO₂氣體，再用稀酸浸取提釩的新工藝。

背景技術

五氧化二釩及其它釩的化合物廣泛應用于鋼鐵、有色合金、化工、石油、航天航空、醫療等行業部門。目前，釩的市場需求量逐年增加，處于供不應求的局面，釩產品銷售市場前景良好。

我國釩資源較為豐富，其中：釩鈦磁鐵礦中V₂O₅儲量為1260萬t，分布在湖南、湖北、浙江、江西等省的石煤中V₂O₅預測儲量約為5211萬t。我國從石煤釩礦中提取V₂O₅已有三十余年的歷史，使用最普遍的方法是鈉化法，即用一種或幾種鈉鹽與礦石混合焙燒，生成能溶于水的釩酸鈉，再用水或酸或堿溶解浸出，然后用銨鹽沉釩法，使釩以釩酸銨或多釩酸銨的形式沉淀，最后將沉淀物灼燒制得五氧化二釩產品。這類方法存在的主要問題有：焙燒過程中產生大量的Cl₂、HCl、SO₂、SO₃等有害氣體，污染環境，腐蝕設備；同時后續沉釩工序中有大量高濃度的氨氮廢水排出，造成嚴重的水污染；不僅如此，V₂O₅提取率一般只有50％左右，資源利用率低，浪費大。

目前，國內外許多業內人士、高等院校及科研單位針對以上問題進行了大量的探索和實踐，研究出了空白焙燒、鈣化焙燒、中間鹽法等石煤釩礦提釩方法。這些方法，盡管避免了Cl₂和HCl氣體的產生，但存在轉化率不高、SO₂污染和沉釩后的氨氮廢水處理困難等問題，難以在實際生產中推廣應用。比如，湖南省煤炭研究所曾經采用了無鈉空白焙燒、N₂₆₃溶劑萃取等新工藝，但由于生產工藝條件不成熟，產品收率低等原因而未能實現工業化生產。中國發明專利申請20061003913.5中公開了一種從石煤釩礦中提取V₂O₅的方法，該工藝使用熟石灰為固硫劑和NH₃-N廢水吸收劑，以減少SO₂和NH₃-N廢水污染，但存在釩提取率低且生產成本高，工藝流程冗長復雜，廢氣、廢水、廢渣未能加以綜合治理和循環利用等缺點。因此，在釩產品銷售市場前景良好的今天，研究開發一種生產成本低、產品收率和資源利用率高、污染小的環保型石煤釩礦提釩新工藝具有很大的現實意義。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種以不含氯離子的鈉鹽作釩礦的焙燒添加劑使之成型，焙燒后的含鈉釩礦先用于回收焙燒過程中產生的SO₂氣體，再用稀酸浸取提釩的新工藝。此工藝最大特點是含鈉釩礦作為堿性脫硫物質循環到脫硫塔中，釩礦中的Na⁺離子是以中間載體的形式進行重復循環利用，當循環吸收液中的Na⁺離子濃度達到一定值后，即可提高焙燒過程中產生的SO₂氣體的回收率，減少稀酸浸取提釩工序中硫酸的用量，亦可代替不含氯離子的鈉鹽作釩礦的焙燒添加劑，同時解決了傳統工藝路線生產中大量的鈉鹽廢水和SO₂氣體對環境造成的嚴重污染。本工藝是一種以廢制廢、資源利用率高、生產成本低、環境污染小甚至無污染的環保型石煤提釩新工藝。

本發明的目的是通過以下方式實現的。

一種焙燒釩礦先脫硫后提釩工藝包括以下步驟：

1)將石煤或釩礦與NaOH或Na₂CO₃中的一種、CaCO₃和煤，一起混磨均勻后，壓制成型，焙燒成熟料；

2)焙燒熟料粉碎、加水混合后形成釩礦漿液進入釩礦漿液槽，由泵送到噴射鼓泡脫硫除塵吸收塔，經噴淋裝置噴入塔下部與焙燒產生的煙氣接觸反應，得到反應后的釩礦漿液從塔底排出到釩礦沉淀池，得下層的濕渣；上層的清液進入脫硫塔外循環水池，按鈣/硫比1～1.05加入CaCO₃，中和硫酸根置換出鈉離子，生成含鈉廢水，含鈉廢水一部分進入釩礦漿液槽與新鮮焙燒釩礦混合后，作為脫硫劑參與下一輪脫硫反應，另一部分在料球成型工序中做添加劑。

3)將所述的濕渣酸浸、集釩、凈化、沉釩得到偏釩酸銨沉淀；