[發(fā)明專利]一種礦漿電解法從含釩石煤礦中提釩的工藝

有效

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• 申請日: 2014-06-10
• 公開（公告）號: CN104017988A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫偉;王麗;胡岳華;劉佳鵬;劉潤清
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: C22B3/04
• 分類號: C22B3/04;C22B34/22
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 顏勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種礦漿電解法從含釩石煤礦中提釩的工藝，屬于釩的濕法冶煉技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

釩，銀白色金屬，在元素周期表中屬VB族，原子序數(shù)23，原子量50.94，體心立方晶體，常見化合價為+5、+4、+3、+2。釩的熔點很高，常與鈮、鉭、鎢、鉬并稱為難熔金屬。有延展性，質(zhì)堅硬，無磁性。具有耐鹽酸和硫酸的本領(lǐng)，并且在抗氣-鹽-水腐蝕的性能要比大多數(shù)不銹鋼好。于空氣中不被氧化，可溶于氫氟酸、硝酸和王水。

釩在自然界分布很廣，但分布相當分散，無單獨開采的富礦，主要與各種金屬礦、碳質(zhì)礦、磷礦等共生，其中有磁鐵礦、釩鉛礦、釩云母、粘土釩礦等。在開采或加工這些礦石時，釩作為共產(chǎn)品或副產(chǎn)品予以回收。我國生產(chǎn)釩的原料主要是石煤和釩鈦磁鐵礦在冶煉過程中副產(chǎn)的釩渣。

我國從釩礦資源中提釩主要采用鈉化焙燒-水浸-酸沉釩的工藝流程，V₂O₅總的回收率低，產(chǎn)業(yè)化程度不高，且焙燒過程中產(chǎn)生大量的氯氣、氯化氫等有害氣體，嚴重污染環(huán)境。對此，我國積極研發(fā)新的提釩工藝。

在環(huán)境保護和資源的綜合利用方面，濕法冶金比火法冶金更具有優(yōu)越性，主要是濕法冶金所需能量低，對環(huán)境污染小，特別是針對分離提取復雜多金屬礦方面，有著廣泛的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的濕法冶金提釩的工藝主要有酸法和堿法直接浸出工藝，但是這兩個工藝浸出提釩工藝藥劑消耗大，成本比較高，且釩的浸出率比較低。尤其是堿法直接浸時，必須要用到價格昂貴的氧化劑，如次氯酸鹽等，由于在這一過程中次氯酸鹽屬于消耗品，導致該工藝的生成成本極高，從而不利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

礦漿電解是將礦石浸出和電解沉積結(jié)合在一個裝置中進行，具有流程短，能耗低，金屬分離好，環(huán)境友好等優(yōu)點，所以優(yōu)越性很明顯。目前，礦漿電解法在金、銀、鉛鋅礦方面都取得了重大的突破，但是還沒有應(yīng)用于含釩石煤礦的例子。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種流程短，效率高、成本低、資源利用率高、環(huán)保、安全的從含釩石煤礦中提釩的工藝。

本發(fā)明一種礦漿電解法從含釩石煤礦中提釩的工藝，在電解槽內(nèi)，以堿性含釩石煤礦漿為原料，按摩爾比Cl^-：V＝2-3:1，優(yōu)選為2.5-2.8:1，將水溶性氯鹽加入礦漿中，攪拌、在通入含氧氣體的條件下進行電解；電解時控制槽電壓為4.5-6V，優(yōu)選為4.6-5.5V，進一步優(yōu)選為4.8-5.3V，電流密度為10-40A/dm²優(yōu)選為12-30A/dm²進一步優(yōu)選為15-25A/dm²。

本發(fā)明一種礦漿電解法從含釩石煤礦中提釩的工藝，以細度為-0.074mm的顆粒占原礦總質(zhì)量的70-80％的含釩石煤礦為原料，按液固質(zhì)量比為3-5:1，將含釩石煤礦加入到水中，得到混合液，然后往混合液中加入分散劑、氫氧化鈉或氫氧化鉀、攪拌均勻，得到所述堿性含釩石煤礦漿；所述分散劑按每升混合液加入3-4mg的比例加入；所述堿性含釩石煤礦漿的pH值為8.5-11.5。所述分散劑選自水玻璃、氟硅酸鈉、六偏磷酸鈉中的一種。攪拌并輔以分散劑水玻璃的作用，使石煤礦顆粒保持懸浮狀態(tài)。

本發(fā)明一種礦漿電解法從含釩石煤礦中提釩的工藝，所述堿性含釩石煤礦漿的pH值優(yōu)選為9.2-11，進一步優(yōu)選為9.5-10.5。

本發(fā)明一種礦漿電解法從含釩石煤礦中提釩的工藝，所述含釩石煤礦中，釩的質(zhì)量百分含量大于等于0.5％；優(yōu)選為0.5％-1.2％。

本發(fā)明一種礦漿電解法從含釩石煤礦中提釩的工藝，所述水溶性氯鹽選自NaCl、KCl、NH₄Cl中的至少一種。優(yōu)選為NaCl。

本發(fā)明一種礦漿電解法從含釩石煤礦中提釩的工藝，電解所用的陽極為惰性電極。優(yōu)選為石墨電極或鉑電極。考慮到生產(chǎn)成本，進一步將陽極優(yōu)選為石墨電極。

本發(fā)明一種礦漿電解法從含釩石煤礦中提釩的工藝，電解所用陰極的材質(zhì)無嚴格要求，優(yōu)選為石墨電極。

本發(fā)明一種礦漿電解法從含釩石煤礦中提釩的工藝，往陰極區(qū)通入含氧氣體；所述含氧氣體中，氧的體積百分含量為20-30％；優(yōu)選為空氣。

本發(fā)明一種礦漿電解法從含釩石煤礦中提釩的工藝，為確保陰極不會產(chǎn)生氫氣發(fā)生爆炸，通入的含氧氣體需過量；以含氧量為21％的空氣為例，每噸含釩石煤礦每小時需通入大于等于200L空氣，優(yōu)選為200-300L/t。