[發明專利]從含釩粘土礦中提取五氧化二釩的方法

有效

• 申請號: 201210295170.8
• 申請日: 2012-08-20
• 公開（公告）號: CN102766761A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 黃臻高;寧順明;王文娟;佘宗華;陳文勇;邢學勇;李肇佳;封志敏;萬洪強;趙強;劉建忠;蒙在吉;吳江華
• 申請（專利權）人: 長沙礦冶研究院有限責任公司
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B3/08;C22B34/22
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪;楊斌

技術領域

本發明涉及一種稀有金屬的冶煉方法，尤其涉及一種從釩礦中提取五氧化二釩的方法。

背景技術

含釩粘土礦是我國提取五氧化二釩的主要原料之一。從目前研究和工業應用來看，從含釩粘土礦中提取五氧化二釩的工藝一般包括下面技術手段的多個組合：釩礦原料的準備（例如釩礦干燥、破碎、細磨、制球或制塊等）；釩礦焙燒（例如空白氧化焙燒（無鹽）、添加劑氧化焙燒（單一和復合添加劑焙燒）、硫酸化焙燒等）；釩礦浸出（水浸、酸浸、堿浸）；溶液釩提取（例如化學沉淀法、樹脂交換法、萃取法）；釩產品制備（例如釩酸鹽、粉狀或片狀五氧化二釩等）。

在以上提取五氧化二釩工藝的各種工藝操作步驟中，有兩項技術手段對釩的提取至關重要：一是釩礦焙燒技術，二是釩礦浸出技術。

釩礦焙燒技術中，釩礦焙燒的目的一是破壞釩礦石礦物結構，二是使釩元素由低價態V（III）轉變為高價態V（IV、V）進而被有效浸出。采用釩礦焙燒技術提取五氧化二釩，目前研究和應用較多的主要有以下幾種：1.鈉化焙燒：該焙燒技術研究最早，應用最廣，焙燒溫度一般在850℃左右，焙燒時間2h～4h，由于焙燒時主要添加NaCl鹽，焙燒過程中產生大量的Cl₂和HCl等氣體，嚴重污染環境，現已被環保部門禁止使用；但由于工藝比較成熟，效果比較好，目前仍有相關研究在開展，其研究目的主要是通過添加新的助劑降低NaCl用量，同時提高焙燒轉化率，降低焙燒溫度至800℃左右；改水浸為酸浸，以提高釩浸出率等。2.?鈣化焙燒：焙燒溫度為900℃～1000℃，使釩礦結構得到更有效地破壞，焙燒時間3h～6h，甚至更長，焙燒后的出料有采用堿浸的（碳酸鹽浸出），也有采用酸浸的（酸耗較大）；該技術沒有使用NaCl，可避免環境污染，減少SO₂排放。3.?空白氧化焙燒：又稱無鹽氧化焙燒，焙燒溫度一般在850℃～950℃，焙燒時間2h～4h，焙燒后的出料采用硫酸浸出，該焙燒產生的廢氣容易處理，但適用礦種較少。

不管采用上述的哪種焙燒方式，一般需先將礦石細磨到-200目>80%，焙燒料有采用粉料的，也有采用球料或塊料的，采用球料或塊料的焙燒效果一般要好于粉料，但增加了制造成本，而且焙燒后的球料或塊料需再細磨；焙燒溫度要達到800℃～1000℃，不同釩礦的焙燒溫度存在差異，某些釩礦的焙燒溫度范圍較窄，只有約50℃，難控制；焙燒時間一般在2h～4h或者更長，焙燒能耗高；此外，焙燒需要保證良好的氧化氣氛，有的還要添加一種或幾種添加劑。由此可見，釩礦焙燒的主要技術缺陷包括：礦石需要細磨，焙燒需高溫，焙燒時間較長，添加劑的選擇困難等；有的焙燒方式還會帶來Cl₂（NaCl焙燒）、SO₂等廢氣污染。

釩礦浸出技術中，釩礦的浸出一般分為兩類：原礦直接浸出和焙燒后浸出。

原礦直接浸出大多需要高溫（>90℃）、高酸（礦料用量的20%～40%）和長時間（>20h）攪拌，有的還需要采用高壓，礦石一般要細磨到-200目>90%；浸出劑一般是硫酸，也有研究用堿浸的（釩主要以V（V）存在），有的還需添加助浸劑（氧化劑或還原劑）。直接浸出適用的礦種較少，一般是風化較好的釩礦，釩主要以V（IV）形式存在，否則提釩成本會增加更多。可見，原礦直接浸出主要技術缺陷是：礦石需要細磨、酸用量大、長時間高溫攪拌（有的還要高壓）、有的礦浸出后固液分離困難等；優勢是不產生廢氣污染。

焙燒后浸出則根據浸出試劑的不同一般分為三種：酸（H₂SO₄等）浸、堿（NaOH、碳酸鹽等）浸和水浸。目前研究和應用最廣的是硫酸浸出，因為浸出率高（70%～80%以上），適合空白（無鹽）氧化焙燒、添加劑氧化焙燒等所有焙燒釩礦。浸出時硫酸用量一般為礦石質量的12%～20%，但酸浸由于沒有選擇性，浸出液雜質較多，后續處理較困難，有的酸浸固液分離困難。堿浸研究和應用相對較少，主要應用于鈣化焙燒和一些氧化較好（大部分釩以V（IV）存在）時的無鹽焙燒，浸出率一般在60%～80%左右。水浸主要用于鈉化焙燒，浸出率不高（60%左右），浸出液雜質少，有的輔助以酸浸來提高浸出率，但增加了工藝成本。這三種焙燒后的浸出方法中，其技術缺陷主要包括：浸出物料一般都要細磨到-200目以下才有較好的浸出率，而焙燒料的細磨較為困難；另外浸出試劑的用量較大，有的需要高溫浸出，攪拌浸出時間較長，酸浸浸出液雜質較多，后續處理較困難；礦漿過濾也存在困難。?

發明內容