[發(fā)明專(zhuān)利]一種從石煤中同時(shí)提取釩和硅的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210046321.6
• 申請(qǐng)日: 2012-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102583402A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喻華;李娟;黃金萍;張彩霞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南通漢瑞實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01B33/12
• 分類(lèi)號(hào): C01B33/12;C22B34/22;C22B3/12
• 代理公司: 上海三和萬(wàn)國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31230
• 代理人: 劉立平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石煤提取領(lǐng)域，具體涉及一種從石煤中提取附加產(chǎn)物的工藝。

背景技術(shù)

石煤是一種碳質(zhì)頁(yè)巖，其特點(diǎn)是發(fā)熱量低、灰分高，含有多種金屬元素和非金屬元素。我國(guó)石煤的蘊(yùn)藏量極為豐富，僅湖南、湖北、江西、浙江、安徽、貴州、陜西等7省的石煤中，V₂O₅的儲(chǔ)量就已經(jīng)超過(guò)世界上各國(guó)V₂O₅儲(chǔ)量的總和。因此，含釩石煤是一種可用于提取釩的重要礦產(chǎn)資源。礦石中的釩主要分布在含釩云母中，其次為含釩電氣石、含釩高嶺石，少量分布在針鐵礦、赤鐵礦、碳酸鹽等礦物中。石煤中的三價(jià)釩和四價(jià)釩以類(lèi)質(zhì)同相形式存在于粘土礦的硅氧四面體中，結(jié)合堅(jiān)固，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(jià)釩。

當(dāng)前，我國(guó)石煤提釩工藝的研究和生產(chǎn)發(fā)展迅速，然而目前主要投產(chǎn)中的石煤提釩工藝仍存在很多不足，與此同時(shí)，石煤中釩的品位較低，石煤中提釩產(chǎn)生的廢渣量大，從石煤提釩廢渣資源的實(shí)際出發(fā)，開(kāi)展廢渣資源綜合利用，對(duì)提高資源利用效率具有十分重要的意義。

現(xiàn)有的石煤提釩工藝主要有鈉化焙燒浸出和直接酸浸出提釩兩種工藝(張劍等，石煤提釩的現(xiàn)狀與研究，河南化工，2010第27卷：27-30)。鈉化焙燒工藝存在提取率低，有氯氣，氯化氫等廢氣排出，環(huán)境污染嚴(yán)重，廢氣處理成本高，同時(shí)占石煤絕大部分的二氧化硅直接作為廢渣排放等不足；直接酸浸出提釩工藝則存在生產(chǎn)過(guò)程需考慮設(shè)備防腐，廢水量大且難處理等缺點(diǎn)。近年提出一種石煤提釩清潔工藝，即空白焙燒堿浸出提釩工藝，該工藝釩浸出率高，廢氣、廢水排放少等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)在該工藝中，會(huì)產(chǎn)生大量石煤渣，此渣中SiO₂含量高達(dá)53％～79％。為了充分利用這些高附加值的二氧化硅，現(xiàn)在逐步發(fā)展了從此硅渣中提取白炭黑的工藝。因此石煤堿浸提釩同時(shí)生產(chǎn)白炭黑的工藝不僅避免了環(huán)境污染，而且實(shí)現(xiàn)了石煤的綜合開(kāi)發(fā)和循環(huán)利用。但是，目前發(fā)展的工藝需要加大堿的用量(甚至高達(dá)30％的堿含量)來(lái)提高硅的浸出率，才能保證較高的白炭黑產(chǎn)率，這無(wú)疑大大增加了生產(chǎn)成本，同時(shí)釩的浸出率卻有所下降，得到的白炭黑產(chǎn)品的分散性和穩(wěn)定性也不高，可盈利空間很小。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種從石煤堿浸提釩中同時(shí)提高釩和硅的浸出率，得到分散性良好的白炭黑產(chǎn)品的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種從石煤中同時(shí)提取釩和硅的方法，包括石煤的粉碎和焙燒，該方法包括以下步驟：

a.在所述焙燒工序后，加入占石煤粉質(zhì)量比為0.4％～4％的鈉或鉀的鹵化鹽，再用1-4mol/L的堿液浸出，壓力為0.2～0.8Mpa，溫度為130～190℃，攪拌，常規(guī)過(guò)濾得浸出液；

b.將步驟a所得浸出液放入反應(yīng)釜中加熱至60-90℃，同時(shí)緩慢加入酸調(diào)節(jié)pH至7.5～8.5，攪拌均勻，得到乳濁液，將所述乳濁液常規(guī)壓濾，并用熱水在壓濾機(jī)中洗滌濾餅；

c.將步驟b所得濾液和水洗液進(jìn)行提釩；所得濾餅則制漿，噴霧干燥，即得白炭黑。

根據(jù)本發(fā)明的從石煤中同時(shí)提取釩和硅的方法，優(yōu)選的是，所述鈉或鉀的鹵化鹽的添加量為1.2％～2％。

進(jìn)一步地，步驟a所述鈉或鉀的鹵化鹽選自NaCl、NaF或KF中的一種。

鈉或鉀的鹵化鹽在浸出過(guò)程中將破壞石煤礦的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不僅對(duì)釩的浸出有促進(jìn)作用，硅的浸出率也將得到大大的提高，與此同時(shí)，由于加入的這些離子會(huì)影響二氧化硅的聚合狀態(tài)，在下階段沉淀法得到的白炭黑產(chǎn)品的分散性和穩(wěn)定性也將得到改善。作為優(yōu)選，此類(lèi)鹽選自NaCl、NaF或KF中的一種。

步驟a所述堿通常選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸銨、碳酸氫銨中的一種。也可以根據(jù)需求采用其他的堿。更優(yōu)選的是，所述堿選自氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀中的一種。

進(jìn)一步地，步驟a所述的攪拌時(shí)間為3～5小時(shí)；該時(shí)間為優(yōu)選的時(shí)間。攪拌的原則是攪拌均勻即可。

進(jìn)一步地，步驟b中所述的攪拌時(shí)間為0.5-2小時(shí)。該時(shí)間為優(yōu)選的時(shí)間。由于需要邊攪拌邊加酸，所以有一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施時(shí)間。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟a所述壓力為0.4～0.6Mpa；步驟a所述溫度為150～170℃。這兩個(gè)優(yōu)選的實(shí)施范圍可以使反應(yīng)更平穩(wěn)、快速。

優(yōu)選的是，步驟b所述酸選自硫酸、硝酸、鹽酸中的一種。也可以采用其他的酸，只要能將pH調(diào)節(jié)在上述范圍即可。

優(yōu)選的是，步驟b所述熱水的溫度為30-90℃。