专利名称：一种提高石煤钒矿中钒浸出率的方法
技术领域：
本发明涉及湿法冶金技术领域，具体地说是一种提高石煤钒矿中钒的浸出率的方法。
背景技术：
钒金属由于质地坚硬，熔点高，无磁性，韧性较好，因而其用途十分广泛。钒金属最大用途在于炼制高强度合金钢，含钒合金钢，具有强度大，韧性好，耐磨耐腐蚀等特点，其产量在日益扩大，目前约占到了钒用量的80%以上。此外钒金属还是多种合金的重要组成部分，如钒(80)铬(15)钛(5)合金、钛6铝4钒合金等等，都有着十分优异的理化性能，含钒的超导材料也有着优异的性能，合金被作为高效的超导材料。除此外，含钒化合物V205、 NH4V03、NaVO3及KVO3在化学工业及冶金工业中也有广泛的用途，可作为生产合成氨的作催化剂、陶瓷的着色剂、显影剂、干燥剂及生产高纯氧化钒或钒铁的原料。钒的矿石主要是钒钛磁铁矿，国外主要从钒钛磁铁矿、钒土矿、含钒铀矿、浙青页岩、石油等矿物中提取钒，国内主要是从攀枝花的钒钛磁铁矿和石煤中来提取钒。另外从石煤钒矿中来提取也是钒的一个重要来源。在我国有着十分丰富的石煤钒矿资源，含碳量少、发热值低的劣质无烟煤，又是一种低品位多金属共生矿，其储量占到了国内钒储量的90%以上，但由于提取技术及提取成本的限制，产量较低。石煤钒矿一般采用加食盐焙烧一水浸取或酸浸一沉淀粗钒一粗钒碱溶一沉偏钒酸铵一热分解的工艺来提取五氧化二钒。该工艺流程简短，操作简单，成本较低，但会产出大量的HC1、Cl2等污染环境的废气，存在回收率低于45%，已被国家列入淘汰的生产工艺。 此外，还有无盐焙烧法、钙盐焙烧法、酸浸法、碱浸法等提取方法，但大都存在转化率低、回收成本高等问题。
发明内容
本发明采用氢氟酸作为助浸剂来提高钒的浸出率，由于此类石煤钒矿为高硅高碳型的矿体，二氧化硅的含量占到70%左右，且因石煤钒矿的硬度大和各矿物间排列致密，大量的二氧化硅及碳包裹吸附了钒，因二氧化硅、碳与硫酸、氯酸钠等都不反应，使得被包裹的钒无法释放出来与硫酸反应，导致了浸出率偏低，因此本发明采用加入氢氟酸，利用氢氟酸中氟化氢的强穿透性和与钒的优先络合性，能与二氧化硅反应而破坏包裹钒的硅的性质，使被二氧化硅包裹的钒的氧化物能够与氢氟酸反应，形成氟络离子而进入到溶液中，而得到较好的浸出效果，因而能大大提高此类石煤钒矿中钒的浸出率。本发明一种提高石煤钒矿中钒浸出率的方法，该方法是通过将石煤钒矿粉碎，用酸浸出后将浸出液净化，经萃取、反萃、沉钒后制得五氧化二钒的，其特征在于该方法具体是通过以下的工艺步骤实现的
第一步，将石煤钒矿石破碎至粒度小于IOmm后，再粉碎至粒度小于0. 075mm的石煤钒矿粉；第二步，在石煤钒矿粉中其重量的15 30%的质量百分含量为98%的工业硫酸和2 5%的质量百分含量为40%的氢氟酸，然后再加入钒矿粉重量1 2倍的水，搅拌均勻后静置陈化反应4 他，使硫酸、氢氟酸与石煤钒矿充分接触反应；
第三步，陈化完成以后升温至95 100°C，以110 120转/分钟的速度搅拌浸出6 8小时，浸出过程中补充水以保持液固比恒定，浸出完后采用真空泵过滤，得到浸出液和浸出渣，；
第四步，浸出液净化后经萃取、反萃、沉钒后制得五氧化二钒。上述第三步所得的浸出渣中再加入石煤钒矿粉重量0.5倍的水，升温至沸腾后， 搅拌洗涤15min，静止池，抽取出上清液后，重复洗涤2 3次，直至洗水的pH值为6 7， 然后再用真空泵过滤，得到的滤液作为第二步中的浸出用水，浸渣则作为生产建筑用砖及水泥的原料。本发明工艺中主要涉及的化学反应方程式如下
(1)V205+10HF=2VF5+5H20 ；
(2)V02+4HF=VF4+2H20 ；
(3)V203+6HF=2VF3+3H20 ；
(4)V203+NaC103 =V2O5 +NaClO ；
(5)4V02+NaC103=2V205 +NaClO ；
(6)V2O5+ 5H2S04=V2 (SO4) 5 +5H20 ；
(7)Si02+4HF=SiF4 +2H20。本发明的工艺采用氢氟酸作为助浸剂后，利用产生的氢氟酸对二氧化硅的穿透性与对钒的络合性，能够使被二氧化硅包裹的石煤中的钒由氧化物转变成氟钒络离子而进入到浸出液中，从而比常规的硫酸浸出的浸出率提高了 30 40%，达到90%以上，是处理此类石煤钒矿较为有效的工艺方法。
具体实施例方式实施例1 某地石煤钒矿床为近2年来发现的多金属石煤钒矿床，含有十分丰富的钒、钛、锌、铜、银等有价金属。综合回收其中的有价金属对于充分利用资源十分有利。但由于受石煤钒矿中含量过高的硅、碳、铝、铁等的影响，用常规方法来提取时，钒的回收率很难达到70%以上，且生产成本较高，不适用于大批量的生产。从化学成分来看，该石煤钒矿为碳质硅酸盐型低品位钒矿，二氧化硅的质量百分含量高达63. 429Γ73. 56%，碳的质量百分含量达到13. 57%_18. ，五氧化二钒的质量百分含量在0. 40% 1. 20%,锌的质量百分含量在0. 239Π). 57%，银的质量百分含量在6 20 (g/ t)。采用本发明的工艺来提高该石煤钒矿中钒的浸出率。第一步，取破碎至粒度小于0. 075mm的、均勻混合的石煤钒矿粉250g于IOOOmL的四氟烧杯中，其中V2O5含量0.51%，含有V2O5重量为1.275g，SiO2含量67. 45%。第二步，然后在煤钒矿粉中加入37. 5g的质量百分含量为98%的工业硫酸和5g 的质量百分含量为40%的氢氟酸，再加入250ml的水，搅拌混勻后静置陈化4h。第三步，陈化完成后升温至95°C，以每分钟115转的速度搅拌浸出6小时，浸出过程实时补水保证液固比恒定，浸出完成后真空过滤，得到浸出液306mL和浸出渣，其中五氧化二钒含量为3. 76g/L，浸出率为90. 23%。第四步，将得到的浸出液净化后经萃取、反萃、沉钒、烘干焙烧后，制备得到五氧化二钒1. 074g,回收率为84. 23%。第五步，将得到的浸出渣返回原容器内，加入125mL水加热至沸腾洗涤3次后，洗水的PH值为6. 51，合并3次的洗涤液作为下次浸出用水，洗涤后的浸出渣作为生产建筑用砖及水泥的原料。实施例2:—种石煤钒矿，其中V2O5含量1.07%，含有V2O5重量为2. 675g，二氧化硅含量71. 72%，采用本发明的工艺来提高该石煤钒矿中钒的浸出率。第一步，取石煤钒矿250g，将其用颚式破碎机粗破碎至粒度小于IOmm后，再经制样粉碎机粉碎至粒度小于0. 075mm后，将该石煤钒矿粉放于IOOOmL的四氟烧杯中。第二步，然后在石煤钒矿粉中加入75g的质量百分含量为98%的工业硫酸和 12. 5g的质量百分含量为40%的氢氟酸，加入500ml的水，搅拌混勻后静置陈化他。第三步，陈化完成后升温至100°C，以每分钟115转的速度搅拌浸出8小时，浸出过程实时补水保证液固比恒定，浸出完成后真空过滤，得到浸出液526mL，其中五氧化二钒含量为4. 86g/L，浸出率为95. 56%ο第四步，将得到的浸出液净化后经萃取、反萃、沉钒、烘干焙烧后，制备得到五氧化二钒2. 317g，从石煤钒矿到五氧化二钒的综合回收率为86. 62%。第五步，将得到的浸出渣返回原容器内，加入125mL自来水加热至沸腾洗涤3次后，洗水的PH值为6. 51，合并3次的洗涤液作为下次浸出用水，洗涤后的浸出渣作为生产建筑用砖及水泥的原料。
权利要求
1.一种提高石煤钒矿中钒浸出率的方法，该方法是通过将石煤钒矿粉碎，用酸浸出后将浸出液净化，经萃取、反萃、沉钒后制得五氧化二钒的，其特征在于该方法具体是通过以下的工艺步骤实现的第一步，将石煤钒矿石破碎至粒度小于IOmm后，再粉碎至粒度小于0. 075mm的石煤钒矿粉；第二步，在石煤钒矿粉中其重量的15 30%的质量百分含量为98%的工业硫酸和2 5%的质量百分含量为40%的氢氟酸，然后再加入钒矿粉重量1 2倍的水，搅拌均勻后静置陈化反应4 他，使硫酸、氢氟酸与石煤钒矿充分接触反应；第三步，陈化完成以后升温至95 100°C，以110 120转/分钟的速度搅拌浸出6 8小时，浸出过程中补充水以保持液固比恒定，浸出完后采用真空泵过滤，得到浸出液和浸出渣；第四步，浸出液净化后经萃取、反萃、沉钒后制得五氧化二钒。
2.如权利要求1所述的一种提高石煤钒矿中钒浸出率的方法，其特征在于第三步所得的浸出渣中再加入石煤钒矿粉重量0. 5倍的水，升温至沸腾后，搅拌洗涤15min，静止池，抽取出上清液后，重复洗涤2 3次，直至洗水的pH值为6 7，然后再用真空泵过滤，得到的滤液作为第二步中的浸出用水，浸渣则作为生产建筑用砖及水泥的原料。
全文摘要
一种提高石煤钒矿中钒浸出率的方法，涉及湿法冶金技术领域，具体地说是一种提高石煤钒矿中钒的浸出率的方法。本发明的方法是通过石煤钒矿石破碎、陈化反应、真空泵过滤和浸出液净化后经萃取、反萃、沉钒后制得五氧化二钒实现的。本发明的工艺能较好的浸出效果，因而能大大提高此类石煤钒矿中钒的浸出率。
文档编号C22B3/08GK102560104SQ201210025809
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月7日 优先权日2012年2月7日
发明者普世坤, 李巴克, 葛启明 申请人:九江佰盾钒技术贸易有限公司