基于含钒石煤的内循环二级逆流浸出提钒方法与流程

本发明涉及石煤提钒技术领域，更具体地说，它涉及基于含钒石煤的内循环二级逆流浸出提钒方法。

背景技术：

钒是一种重要的合金元素，有着广泛的用途。石煤是我国重要的含钒资源，储量巨大且分布广泛。钒在石煤中的价态分析研究结果表明，石煤中钒主要以四种形式存在：(1)v(iii)以类质同象取代al(iii)存在于云母类矿物中，其为石煤中钒的最主要的存在形式；(2)钒以吸附态形式存在于粘土矿物和铁氧化物胶体的表面；(3)钒以金属有机络合物形式存在；(4)钒以单矿物形式存在。正因为钒在石煤中的存在形式多样化，所以给石煤提钒大大增加了困难。

目前，国内传统提钒工艺采用钠盐焙烧-水浸工艺,但由于焙烧时产生大量cl2、hcl、so2等气体，对周围环境造成严重的破坏，且回收率一般在45％左右,资源浪费严重，国家已明令禁止采用此工艺。近年来，在国际市场上钒产品供不应求和市场价格猛涨形势下，许多科研单位和厂家进行了大量新工艺的研究，后又陆续发展了多元钠盐焙烧-水浸出或酸浸出，钙化焙烧-碱浸出，钒原料直接酸浸出，其他无污染添加剂焙烧-酸浸出，无盐焙烧-酸浸出等工艺。

现有提钒工艺存在环境污染大、回收率低、成本高等缺陷。因此如何设计一种环境污染小、回收率高、成本低的基于含钒石煤的内循环二级逆流浸出提钒方法是我们目前迫切需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供基于含钒石煤的内循环二级逆流浸出提钒方法，达到既减少了气相污染，同时降低浸出剂用量、提高浸出率的目的，具有较好的经济效益和有效的改善环境污染。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：基于含钒石煤的内循环二级逆流浸出提钒方法，包括以下步骤：

s1：选取含钒矿样，将矿样粉碎后进行造球，并焙烧后形成焙烧熟料；

s2：利用碱浸出剂对焙烧熟料进行碱浸内循环逆流处理，并对溶液进行固液分离，得到碱浸出液和碱浸渣；

s3：利用酸浸出剂对碱浸渣进行酸浸内循环逆流处理，并对溶液进行固液分离，得到酸浸出液和酸浸渣；

s4：将酸浸出液与碱浸出液汇合，然后对混合浸出液进行分离净化处理，进入后续工序。

本发明进一步设置为：所述碱浸内循环逆流处理和酸浸内循环逆流处理均包括第一浸出装置和第二浸出装置；

所述碱浸内循环逆流处理的具体步骤如下：

s21：将焙烧熟料作为固相输入和将一次碱浸出剂作为液相输入加入第一浸出装置中；充分反应后，对第一浸出装置中的溶液进行固液分离；

s22：收集一次滤液，然后将第一浸出装置中分离后的一次钒渣加入到第二浸出装置中，并向第二浸出装置中加入二次碱浸出剂；

s23：充分反应后，对第二浸出装置中的溶液进行固液分离；

s24：收集分离后的二次钒渣，然后将第二浸出装置中分离后的二次滤液加入到第一浸出装置中；循环操作s21-s24，直至一次滤液中钒达到平衡；

所述酸浸内循环逆流处理的具体步骤如下：以碱浸循环中的一次钒渣作为酸浸循环的固相输入，并按照碱浸内循环逆流处理过程进行处理，直至酸浸一次滤液中钒达到平衡。

本发明进一步设置为：所述碱浸出剂为氢氧化钠溶液，所述酸浸出剂为稀硫酸溶液。

本发明进一步设置为：在所述酸浸内循环逆流处理过程中，选取与碱浸出液中平衡碱量等当的酸进行浸出，酸碱浸出液汇合时，出口液相ph值范围为6.8-7.5。

综上所述，本发明具有以下有益效果：采用空白焙烧方式，从根本上解决了气相污染；利用内循环二级逆流处理，提高了浸出剂的利用率，降低试剂耗量，进而降低成本；同时提高了石煤中钒的浸出率；最后将酸浸出液与碱浸出液汇合，出口液相中ph值范围为6.8-7.5，便于进入下一道工序。工艺具有较好的经济效益和有效的改善环境污染。

附图说明

图1是本发明实施例中的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：基于含钒石煤的内循环二级逆流浸出提钒方法，如图1所示，包括以下步骤：

s1，选取含钒矿样，将矿样用破碎机粉碎,通过80-100目筛进行筛分后进行配样、造球，并在800-900℃的条件下空白氧化焙烧2-3h后形成焙烧熟料。在本实施例中，采用在850℃的条件下空白焙烧2h。

s2，在钒浸出之前，通过实验获取含钒矿样浸出的基本参数，基本参数包括但不限于：浸出剂浓度、浸出温度、浸出时间、浸出的固液比例。将按固液比例为1.5:1加入30-50g/l的氢氧化钠碱浸出剂和焙烧熟料，在90-95℃的浸出温度下进行碱浸内循环逆流处理，并对溶液进行固液分离，得到碱浸出液和碱浸渣。在本实施例中，采用40g/l的氢氧化钠，在95℃的浸出温度下循环浸出。

s3，选取与碱浸出液中平衡碱量等当的稀硫酸酸浸出剂对碱浸渣进行酸浸内循环逆流处理，并对溶液进行固液分离，得到酸浸出液和酸浸渣。酸碱浸出液汇合时，出口液相ph值范围为6.8-7.5。稀硫酸酸浸出剂的浸出条件与常规酸浸提钒工艺条件相同。

s4，将酸浸出液与碱浸出液汇合，然后对混合浸出液进行分离净化处理，进入后续工序。

碱浸内循环逆流处理和酸浸内循环逆流处理均包括第一浸出装置和第二浸出装置。

在s2中，碱浸内循环逆流处理的具体步骤如下：

s21，将焙烧熟料作为固相输入和将一次碱浸出剂作为液相输入加入第一浸出装置中。充分反应后，对第一浸出装置中的溶液进行固液分离。

s22，收集一次滤液，然后将第一浸出装置中分离后的一次钒渣加入到第二浸出装置中，并向第二浸出装置中加入二次碱浸出剂。二次碱浸出剂与一次碱浸出剂相比，会随着碱浸循环次数的增加将不断调整组成成分。

s23，充分反应后，对第二浸出装置中的溶液进行固液分离。

s24，收集分离后的二次钒渣，然后将第二浸出装置中分离后的二次滤液加入到第一浸出装置中。循环操作s21-s24，直至一次滤液中钒达到平衡。

在s3中，酸浸内循环逆流处理的具体步骤如下：以碱浸循环中的一次钒渣作为酸浸循环的固相输入，并按照碱浸内循环逆流处理过程进行处理，直至酸浸一次滤液中钒达到平衡。

工作原理：采用空白焙烧方式，减少了气相污染；利用内循环二级逆流处理，提高了浸出剂的利用率，降低试剂耗量，进而降低成本；同时提高了石煤中钒的浸出率；最后将酸浸出液与碱浸出液汇合，到达碱浸出剂和酸浸出剂合理利用，出口液相ph值范围为6.8-7.5。工艺具有较好的经济效益和有效的改善环境污染。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：

技术总结
本发明公开了基于含钒石煤的内循环二级逆流浸出提钒方法，涉及石煤提钒技术领域，解决了现有工艺污染大、回收率低、成本高的问题，其技术方案要点是：选取含钒矿样，将矿样粉碎后进行造球，焙烧后形成焙烧熟料；利用碱浸出剂对焙烧熟料进行碱浸内循环逆流处理，并对溶液进行固液分离，得到碱浸出液和碱浸渣；利用酸浸出剂对碱浸渣进行酸浸内循环逆流处理，并对溶液进行固液分离，得到酸浸出液和酸浸渣；将酸浸出液与碱浸出液汇合，然后对混合浸出液进行分离净化处理，进入后续工序，达到既减少了气相污染，同时提高了浸出率的目的，具有较好的经济效益和有效的改善环境污染。

技术研发人员：曾美云;魏立;杨梅;张萍;汤志勇
受保护的技术使用者：中国地质调查局武汉地质调查中心(中南地质科技创新中心)
技术研发日：2019.05.31
技术公布日：2019.09.10