专利名称：一种含钒矿石氧化酸浸湿法提钒方法
技术领域：
本发明涉及一种含钒矿石氧化酸浸湿法提钒方法。
背景技术：
在我国的钒矿资源中，石煤和含钒粘土矿是非常重要的一部分。石煤和含钒粘土 矿中钒的总储量为钒钛磁铁矿中钒总储量的7倍，超过世界其他各国五氧化二钒储量的总 和。石煤和粘土矿提钒的传统工艺为平窑钠盐焙烧法。该工艺流程简单，生产条件要求低， 设备简陋，建厂时间短，成本低，见效快。缺点是排出大量富含对周边环境造成严重污染的 Cl2, HCl等腐蚀性废气，回收率低、资源综合利用差，环境污染严重，所以我国已经基本禁止 该法。目前，我国已着重于湿法治金提钒研究。最主要方法是直接酸浸法，尽管浸出率比 焙烧法有所提高，但一般也不理想，同时存在酸消耗量大、废水处理难度大等缺点。因此，如 何提高钒浸出率，降低酸耗，是钒湿法冶金的一个重要的课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过选择合适的氧化剂显著提高钒的浸出率的含钒矿 石氧化酸浸湿法提钒工艺。含钒石煤或粘土矿中的钒一部分在云母中以三价钒类质同象形式置换六次配位 的三价铝而存在于云母品格中，分子式为K (Al，V) 2 [AlSi3O10] (OH)2,若从云母中浸出钒必须 破坏云母的结构，并使之氧化才可能被溶剂浸出，故这部分钒难于浸出。除了采用传统的钠 化焙烧打破云母结构并转化成可溶性的钒外，也可直接用酸来破坏它的云母结构。即在一 定的温度和酸度下，氢离子进入云母晶格置换铝，使离子半径发生变化，将钒释放出来。释 放出来的三价钒被氧化剂氧化变成四价后被酸溶解。其反应式为(V2O3) · X+2H2S04+l/202 — V2O2 (SO4) 2+2H20+XV2O2 (OH) 4+2H2S04 — V2O2 (SO4) 2+2H20得到蓝色的硫酸钒酰溶液。与类质同相相比，吸咐状态的钒要易浸得多，只要钒不 是三价态存在，就可被硫酸浸出。本发明的技术方案如下在浸取池中加入工业硫酸，将含钒原矿破碎、球磨至过 80目筛，投入到浸取池，按0. 5-10 %的重量比在浸取池加入氧化剂Al (NO3) 3或AgNO3或 Ba (NO3) 2 或 Ca (NO3) 2 或 Co (NO3) 2 或 Cu (NO3) 2 或!^e (NO3) 3 或 1 (NO3) 2 或 HNO3 或 KNO3 或 Mg (NO3) 2 或Mn (NO3)2或NaNO3或NH4NO3或Ni (NO3)2，并搅拌均勻，按固液比1 0.5-5、酸矿比1 3-9 控制水的加入量，不时搅拌，在10-100°C温度下浸出1-12小时，过滤分离。在氧化酸浸后的 钒溶液中加入含钒量0. 5-1倍量的氯酸钠溶液，将四价钒氧化为五价钒，然后将含钒液用 强碱性大孔阴离子交换树脂吸附，吸附后溶液用10%的NaOH和5% NaCl混合溶液进行解 吸。将离子交换富集后的含钒洗脱液用NH4Cl沉钒生成偏钒酸铵沉淀，过滤，将偏钒酸铵滤 饼烘干后，送入煅烧炉，在400-600°C锻烧分解为V2O5产品。尾气用盐酸回收，生成的NH4Cl
3返回沉钒工序使用。本工艺生产出的产品纯度大于98 %，钒总回收率大于80 %。由于本发明含钒矿石不经过焙烧直接酸浸，工艺简化，降低了能耗和生产成本；消 除了钠化焙烧产生的CI2、HCI烟气对环境的污染和设备的腐蚀，属清洁生产工艺；大大提高 了钒浸出率、总回收率和资源利用率。
具体实施例方式实施例一(1)粉碎球磨过筛石煤矿经破碎、球磨至过80目筛。( 氧化酸浸在浸取池 中加入浓度为10-30%的硫酸，按氧化剂的用量为含钒矿粉重量的0. 5-10%配量比值加入 Ca(NO3)2并拌合均勻。按固液比1 0.5-5控制水的加入量。不时搅拌，在加热条件下(温 度10-100°C )浸出1-12小时，过滤分离。(3)深度氧化在氧化酸浸的钒溶液中加入一定 量的氯酸钠溶液，使四价钒完全氧化为五价钒。(4)离子交换将深度氧化后的含钒液用强 碱性大孔阴离子交换树脂吸附，吸附后溶液用10%的NaOH和5% NaCl混合液进行解吸。 (5)沉钒将离子交换富集后的含钒洗脱液用氯化铵沉钒生成偏钒酸铵沉淀。将沉淀出的 偏钒酸铵再用1-2%氯化铵水溶液浸洗三次除去杂质，液体经处理后循环使用。(6)煅烧分 解将偏钒酸铵滤饼烘干后，送入煅烧炉，在400-60(TC煅烧分解为五氧化二钒产品。尾气 用盐酸回收，生成氯化铵返回沉钒工序使用。用Ca(NO3)2作为氧化剂，石煤中钒的浸出率为 95%。实施例二按照上述破碎球磨过筛、氧化酸浸、深度氧化、离子交换、沉钒、煅烧等步骤依次操 作，其中在配料工序中，石煤矿粉中所加入的氧化剂为KNO3,重量为矿粉的5%，石煤的浸出 率为94%。实施例三按照上述破碎球磨过筛、氧化酸浸、深度氧化、离子交换、沉钒、煅烧等步骤依次操 作，其中在配料工序中，石煤矿粉中所加入的氧化剂为Al (NO3) 3，重量为矿粉的4%，石煤的 浸出率为96%。
权利要求
1.一种含钒矿石氧化酸浸湿法提钒方法，其特征是在浸取池中加入工业硫酸，将含钒 矿石破碎、球磨至过80目筛，投入到浸取池，按0. 5-10%的重量比在浸取池加入氧化剂并 搅拌均勻，按固液比1 0.5-5、酸矿比1 3-9控制水的加入量，不时搅拌，在10-100°C 温度下浸出1-12小时，过滤分离；在氧化酸浸后的含钒滤液中加入含钒量0. 5-1倍量的氯 酸钠溶液，然后将含钒液用强碱性大孔阴离子交换树脂吸附，吸附后溶液用10%的NaOH和 5% NaCl混合溶液进行解吸；将离子交换富集后的含钒洗脱液用NH4Cl沉钒生成偏钒酸铵 沉淀，过滤，将偏钒酸铵滤饼烘干后，送入煅烧炉，在400-600°C锻烧分解为V2O5产品。
2.根据权利要求1所说的含钒矿石氧化酸浸湿法提钒方法，其特征在于所说的氧化剂 为 Al (NO3) 3 或 AgNO3 或 Ba (NO3) 2 或 Ca (NO3) 2 或 Co (NO3) 2 或 Cu (NO3) 2 或!^e (NO3) 3 或 1 (NO3) 2 或 HNO3 或 KNO3 或 Mg (NO3) 2 或 Mn (NO3) 2 或 NaNO3 或 NH4NO3 或 Ni (NO3) 2。
全文摘要
本发明公开了一种含钒矿石氧化酸浸湿法提钒方法，它是将含钒矿石经破碎、球磨过筛、加入氧化剂氧化酸浸、氯酸钠深度氧化、离子交换、沉钒和锻烧等工序生产V2O5产品。用本发明的方法生产V2O5，钒的浸出率达到96％以上，回收率大于80％，和现有提钒工艺相比，钒的浸出率提高了15-30％。这种方法省去矿石焙烧过程，消除了Cl2、HCl气体对环境的污染，简化了工艺流程，降低了生产成本，大大提高了钒的回收率。
文档编号C22B3/08GK102146513SQ20111008167
公开日2011年8月10日 申请日期2011年3月26日 优先权日2011年3月26日
发明者华骏, 颜文斌, 高峰 申请人:吉首大学