本发明属于含钒石煤提钒技术领域。具体涉及一种从含钒石煤中浸出钒的方法。
背景技术：
含钒石煤是我国一种独特的钒矿资源，储量巨大，从含钒石煤中提取五氧化二钒是含钒石煤综合利用的重要组成部分。由于含钒石煤中仅有少部分钒以吸附形式存在，大部分钒均以类质同象形式赋存于铝硅酸盐矿物中，提钒难度大，难以得到有效利用。
采用常规的直接浸出处理含钒石煤时，钒的浸出率很低。何东升等(何东升，徐雄依，池汝安，魏党生，张丽敏，骆任，韦祖华.石煤直接酸浸实验研究[J].无机盐工业，2012，44(8):22-24.)对湖南省某含钒石煤采用直接酸浸提钒工艺，在体积浓度为19%的H2SO4、90°C、液固比为4mL/g条件下浸出6h，虽省去了焙烧过程，消除了烟气污染，但消耗大量的酸，且钒浸出率仅为63.48%。
在含钒石煤提钒的酸浸过程中加入助浸剂，在一定程度上可以提高钒的浸出率，取得良好的浸出效果。冯雅丽等(冯雅丽，蔡震雷，李浩然，等.循环流态化焙烧-加压浸出从极难浸石煤中提取钒[J].中国有色金属学报，2012，22(7):2052-2060.)采用循环流态化焙烧-加压浸出工艺处理广西某难浸含钒石煤，虽然钒浸出率可达98%，但是焙烧过程能耗高，在高压下浸出，对设备要求高，操作复杂，且浸出过程中二氧化锰的用量较大，氢氟酸易挥发，有腐蚀性，危害身体健康。“一种氧化剂协同硫酸浸取石煤中钒的工艺”(CN102899487A)专利技术，采用亚硝酸盐作为氧化剂协同硫酸浸钒，浸出时间为1~15h，钒浸出率可达95%。“一种含钒矿石氧化酸浸湿法提钒方法”(CN102146513A)专利技术，采用硝酸盐作氧化剂氧化酸浸，浸出时间为1~12h，钒浸出率可达96%以上。虽然硝酸盐和亚硝酸盐的加入提高了钒的浸出率，但在浸出过程中会产生一氧化氮等有害气体，危害环境。“一种高钙镁型含钒石煤酸浸助浸剂及其应用”(CN104141041A)专利技术，采用无机铵盐和有机钠盐的混合物作助浸剂酸浸提钒，酸耗量大，浸出时间在12h以上，而且钒浸出率仅78%左右。
综上所述，现有的含钒石煤酸浸提钒过程存在钒浸出率低、浸出时间长、操作复杂和环境污染等问题。
技术实现要素：
本发明旨在克服现有技术的不足，目的是提供一种钒浸出率高、浸出时间短、操作简单和污染小的从含钒石煤中浸出钒的方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是：
步骤一、将含钒石煤破碎，再细磨至粒径小于0.074mm占70~90wt%，得到含钒石煤粉料。
步骤二、将硫酸溶液和所述含钒石煤粉料按液固比为2000~2500L/吨调浆，得到含钒矿浆。
步骤三、按复合助浸剂∶所述含钒石煤粉料的质量比为(0.05~0.09)∶1，向所述含钒矿浆加入复合助浸剂，得到含钒混合矿浆。
所述复合助浸剂为氟化物与二氧化锰的混合物，所述氟化物与所述二氧化锰的质量比为1∶(0.05~0.50)。
步骤四、将所述含钒混合矿浆在85~105℃的条件下搅拌4~6h，得到含钒酸浸浆。
步骤五、将所述含钒酸浸浆进行固液分离，得到含钒酸浸液和浸出渣。
所述硫酸溶液的体积浓度为15~20%。
所述氟化物为氟化氢铵、氟化钙和氟化铵中的一种以上。
所述含钒石煤的V2O5品位为0.6~1.2 wt %，含钒石煤中CaO含量为2.0~8.0 wt %。
由于采用上述方法，本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：
1、浸出过程中，在氟化物的作用下含钒石煤中的含钒矿物的结构遭到了破坏，增加了含钒矿物的裸露表面，而少量二氧化锰的引入强化了裸露表面上低价钒向高价钒的转化，进一步促进了含钒矿物结构的破坏，增强了钒的释放，提高了钒的转化速率。浸出时间可缩短至4~6h，所制得的含钒酸浸液经测定：钒的浸出率可达78~93%，故钒浸出率高，浸出时间短；
2、本发明对含钒石煤直接酸浸，不需焙烧，方法简单，流程短，易在生产中实现；
3、本发明中的复合助浸剂常规易得，用量少，且浸出过程中无有害气体和物质产生，污染小。
因此，本发明具有钒浸出率高、浸出时间短、操作简单和污染小的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
为避免重复，先将本具体实施方式中的含钒石煤统一描述如下，实施例中不再赘述：所述含钒石煤的V2O5品位为0.6~1.2 wt %，含钒石煤中CaO含量为2.0~8.0wt%。
实施例1
一种从含钒石煤中浸出钒的方法。所述方法的具体步骤是：
步骤一、将含钒石煤破碎，再细磨至粒径小于0.074mm占70~80wt%，得到含钒石煤粉料。
步骤二、将硫酸溶液和所述含钒石煤粉料按液固比为2000~2300L/吨调浆，得到含钒矿浆。
步骤三、按复合助浸剂∶所述含钒石煤粉料的质量比为(0.05~0.07)∶1，向所述含钒矿浆加入复合助浸剂，得到含钒混合矿浆。
所述复合助浸剂为氟化物与二氧化锰的混合物，所述氟化物与所述二氧化锰的质量比为1∶(0.05~0.30)。
步骤四、将所述含钒混合矿浆在85~95℃的条件下搅拌4~5h，得到含钒酸浸浆。
步骤五、将所述含钒酸浸浆进行固液分离，得到含钒酸浸液和浸出渣。
所述硫酸溶液的体积浓度为15~18%。
所述氟化物为氟化氢铵。
本实施例所制得的含钒酸浸液经测定：钒浸出率为80~87%。
实施例2
一种从含钒石煤中浸出钒的方法。除所述氟化物外，其余同实施例1：
所述氟化物为氟化氢铵和氟化钙的混合物。
本实施例所制得的含钒酸浸液经测定：钒浸出率为78~85%。
实施例3
一种从含钒石煤中浸出钒的方法。所述方法的具体步骤是：
步骤一、将含钒石煤破碎，再细磨至粒径小于0.074mm占75~85wt%，得到含钒石煤粉料。
步骤二、将硫酸溶液和所述含钒石煤粉料按液固比为2100~2400L/吨调浆，得到含钒矿浆。
步骤三、按复合助浸剂∶所述含钒石煤粉料的质量比为(0.06~0.08)∶1，向所述含钒矿浆加入复合助浸剂，得到含钒混合矿浆。
所述复合助浸剂为氟化物与二氧化锰的混合物，所述氟化物与所述二氧化锰的质量比为1∶(0.15~0.40)。
步骤四、将所述含钒混合矿浆在90~100℃的条件下搅拌5~6h，得到含钒酸浸浆。
步骤五、将所述含钒酸浸浆进行固液分离，得到含钒酸浸液和浸出渣。
所述硫酸溶液的体积浓度为16~19%。
所述氟化物为氟化钙。
本实施例所制得的含钒酸浸液经测定：钒浸出率为83~89%。
实施例4
一种从含钒石煤中浸出钒的方法。除所述氟化物外，其余同实施例3：
所述氟化物为氟化钙和氟化铵的混合物。
本实施例所制得的含钒酸浸液经测定：钒浸出率为84~90%。
实施例5
一种从含钒石煤中浸出钒的方法。所述方法的具体步骤是：
步骤一、将含钒石煤破碎，再细磨至粒径小于0.074mm占80~90wt%，得到含钒石煤粉料。
步骤二、将硫酸溶液和所述含钒石煤粉料按液固比为2200~2500L/吨调浆，得到含钒矿浆。
步骤三、按复合助浸剂∶所述含钒石煤粉料的质量比为(0.07~0.09)∶1，向所述含钒矿浆加入复合助浸剂，得到含钒混合矿浆。
所述复合助浸剂为氟化物与二氧化锰的混合物，所述氟化物与所述二氧化锰的质量比为1∶(0.25~0.50)。
步骤四、将所述含钒混合矿浆在95~105℃的条件下搅拌5~6h，得到含钒酸浸浆。
步骤五、将所述含钒酸浸浆进行固液分离，得到含钒酸浸液和浸出渣。
所述硫酸溶液的体积浓度为17~20%。
所述氟化物为氟化铵。
本实施例所制得的含钒酸浸液经测定：钒浸出率为86~92%。
实施例6
一种从含钒石煤中浸出钒的方法。除所述氟化物外，其余同实施例5：
所述氟化物为氟化氢铵、氟化钙和氟化铵的混合物。
本实施例所制得的含钒酸浸液经测定：钒浸出率为86~93%。
本具体实施方式与现有技术相比所产生的有益效果是：
1、浸出过程中，在氟化物的作用下含钒石煤中的含钒矿物的结构遭到了破坏，增加了含钒矿物的裸露表面，而少量二氧化锰的引入强化了裸露表面上低价钒向高价钒的转化，进一步促进了含钒矿物结构的破坏，增强了钒的释放，提高了钒的转化速率。浸出时间可缩短至4~6h，本具体实施方式所制得的含钒酸浸液经测定：钒的浸出率可达78~93%，故钒浸出率高，浸出时间短；
2、本具体实施方式对含钒石煤直接酸浸，不需焙烧，方法简单，流程短，易在生产中实现；
3、本具体实施方式中的复合助浸剂常规易得，用量少，且浸出过程中无有害气体和物质产生，污染小。
因此，本具体实施方式具有钒浸出率高、浸出时间短、操作简单和污染小的优点。