[發明專利]一種石煤酸浸提釩工藝

無效

• 申請號: 201010117287.8
• 申請日: 2010-03-04
• 公開（公告）號: CN101760651A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 王學文;王明玉
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B34/22
• 分類號: C22B34/22;C22B3/08;C22B3/42;C22B3/24
• 代理公司: 中南大學專利中心 43200
• 代理人: 胡燕瑜

技術領域

本發明涉及一種石煤酸浸提釩工藝。

背景技術

石煤是一種含釩、鐵、鋁等多金屬復雜難選難冶礦物原料，目前主要用于生產五氧化二釩。以石煤為原料生產精釩(V₂O₅)的工藝可分為酸浸法、堿浸法和氯化鈉焙燒法。氯化鈉焙燒是石煤提釩的傳統工藝，由于焙燒過程產生HCl、Cl₂等有害氣體，環境污染嚴重，許多地方都禁止采用石煤鈉化焙燒提釩工藝。石煤堿浸提釩工藝雖然不產生HCl等酸性氣體，但堿浸過程大量的硅進入溶液，浸出液中硅的分離回收利用還有待進一步研究。目前石煤提釩主要采用酸浸工藝，石煤酸浸提釩工藝又分為：石煤常壓酸浸、石煤氧壓酸浸、石煤低溫硫酸化焙燒——水浸、石煤鈣化焙燒——酸浸等。釩在石煤常壓酸浸、氧壓酸浸及低溫硫酸化焙燒——水浸得到的溶液中以V(III)和V(IV)的形式存在，酸浸過程，石煤中的鐵、鋁等雜質與釩一起進入溶液，這種溶液若加堿直接調pH值，當pH值調到1.5以上并將V(III)和V(IV)氧化成V(V)就會析出大量沉淀物，不僅釩的損失嚴重，而且溶液極不穩定，采用離子交換吸附其中的釩無法正常運行，因此這類石煤酸浸液目前都是采用溶劑萃取法分離回收其中的釩，即先將溶液中的鐵全部還原成^-Fe²⁺，與此同時溶液中的釩也被還原成V(III)，然后采用溶劑萃取法分離溶液中的釩，負載有機相再用酸反萃，反萃液氧化后沉釩。雖然釩在石煤鈣化焙燒——酸浸得到的溶液中含有部分V(V)，理論上可采用離子交換法回收其中的釩，但石煤鈣化焙燒酸浸液在調pH值過程會形成大量沉淀物，嚴重影響釩的回收率，因此工業生產過程石煤鈣化焙燒——酸浸得到的溶液也不得不將V(V)還原成V(III)，再用萃取法分離回收其中的釩。石煤酸浸液溶劑萃取提釩存在工藝流程長，試劑耗量大，生產成本高等缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種有效縮短石煤酸浸提釩工藝流程，減少試劑耗量，保護環境，降低生產成本的方法。

本發明的技術方案是：

工藝過程包括以下步驟：石煤酸浸液結晶硫酸鋁銨礬除鋁；除鋁后液選擇性氧化調pH值除鐵；除鐵后液釩氧化轉型；離子交換回收釩，離子交換后液返回石煤酸浸工序循環使用；離子交換得到的解吸液銨鹽沉釩；偏釩酸銨熱解得產品V₂O₅；硫酸鋁銨礬轉型，轉型后液返回除鋁工序循環使用。

所述的結晶硫酸鋁銨礬是指在石煤酸浸液中加入(NH₄)SO₄、NH₄Cl、NH₄NO₃、NH₃·H₂O、NH₄HCO₃、(NH₄)₂CO₃中的一種或幾種，使溶液中的鋁以NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O形式結晶析出。

所述的除鋁后液選擇性氧化調pH值除鐵是指加入空氣、氧氣、NaClO₃、H₂O₂、V(V)中的一種或幾種做氧化劑，并加入CaO、CaCO₃、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃、NH₃·H₂O、NH₄·HCO₃、(NH₄)₂CO₃中的一種或幾種調節溶液的pH值使其中的鐵選擇性氧化沉淀析出。

所述的除鐵后液釩氧化轉型是指加入過硫酸銨、雙氧水、氯酸鈉、空氣、氧氣中的一種或幾種，使溶液中的低價釩轉變成V(V)。

所述的離子交換回收釩是指除鐵后液中的釩經氧化轉型后，用大孔型或凝膠型的強堿或弱堿陰離子交換樹脂吸附，離子交換后液返回石煤酸浸工序循環使用。

所述的銨鹽沉釩是指加NH₄Cl使解吸液中的釩以偏釩酸銨的形式沉淀析出。

所述的偏釩酸銨熱解是指偏釩酸銨受熱分解得V₂O₅產品。