专利名称：无炉氧化从粘土矿中提取五氧化二钒的方法
技术领域：
本发明属于提取稀有金属技术领域，具体涉及一种无炉氧化从粘土矿中提取五氧化二钒的方法。
背景技术：
现有的从粘土矿中提取五氧化二钒的方法采用的是将原矿粉碎后制粒，再经高温氯化钠的焙烧，其工艺流程为原矿粉碎→矿料和食盐混合→制球或制砖→850℃高温钠化焙烧→水浸→钒溶液澄清，当粘土矿中含钒质量分数较低时，采用离子交换树脂吸附工艺离子吸咐→解吸→澄清→沉钒→过滤→偏钒酸铵→粉片钒当粘土矿中含钒质量分数较高时，采用沉钒法的工艺沉钒→过滤→偏钒酸铵→粉钒或片钒。这种传统的以高温焙烧提取五氧化二钒的工艺，无论是直接沉钒，还是离子交换树脂吸附法提钒，总的回收率仅在35～55％之间，钒收得率低。而且在高温钠化焙烧过程消耗大量能源且排出的烟气中含大量的氯气和氯化氢，严重污染空气，甚至对所能接触到的植物都是具有致死的杀伤力。采用现有的提取方法排出的废水中氯化铵的含量高于一般水质中含量的6-7倍，并且还含有较多的铁、铝、硅、磷等有害杂质，废水处理负担重。
我国粘土矿分布主要在湖南、湖北、河南、陕西等，河南省淅川县的粘土矿藏非常丰富，并且粘土矿中钒的含量可达3％左右。钒是高熔点稀有金属，具有许多优良性能，在冶金、化工等行业有广泛的用途，随着建设的调整发展，钒及其化合物的需求量越来越大。而对含钒量达3％的粘土矿是较少的，采用这种粘土矿提取钒的收取率较高。但是在河南省渐川县采用现有的方法提取，排出的废气、废水将给南水北调的中线工程的水源地丹江水库造成大气和水质污染，致使这种高品位的含钒粘土矿不能得到开发利用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种成本低廉，无废气废水排放，环保无污染，操作方便，提取率高的无炉氧化从粘土矿中提取五氧化二钒的方法。
本发明的技术方案是按下列工艺方法1、原矿粉碎至过60目筛制成矿粉；2、矿粉含量80-91％与硫酸6-10％，硫酸氢钠1-5％，氯酸钠1-5％，经搅拌机混合均匀；3、将搅拌均匀的物料装入密封保温的池子进行池化，时间8-20小时，反应温度30℃-150℃；4、在反应后的池子里加入水，按固液1∶5的比例把池化后的物料浸泡2小时，进行搅拌5-10分钟；5、搅拌后的物料装入加滤机进行固液分离，分离的末渣用作建筑材料；6、分离的钒溶液加入氢氧化钠调整PH值到2-6，钒溶液中的铁、铝、硅、磷一部分形成不可溶的沉淀物质沉淀澄清；7、取澄清液入萃取器进行萃取，萃取溶剂用15％三辛胺，10％正辛醇，75％煤油萃取6级，每级7-8分钟，转速为200r/min，水相PH1.9-2.1，萃取比为1∶3水相，油为1，水为3，萃取率达98％，萃取后的贫水加入生石灰，使贫水相中的铁、铝、硅、磷元素生成氢氧化物沉淀，处理后的贫水相返回到浸泡搅拌步骤的水浸泡池中；8、用10％氨水溶液3级反萃取，相比为油水比为5∶1，时间10-20分钟，搅拌机转速为200r/min，在反萃取过程的同时，使贫有机相中的铁、铝、硅、磷元素生成氢氧化物沉淀，达到贫有机相再生，重新返回到萃取步骤使用；9、加入氢氧化钠调整反萃取的纯钒溶液的PH值，调整PH值到8-12并澄清；10、在纯钒澄清液中加入钒含量的4倍的氯化铵，形成偏钒酸铵沉钒，沉钒后的上清液加入生石灰，使含在上清液中的氨生成碳酸氢铵沉淀，再返回到浸泡步骤；11、用过滤机过滤所沉淀的偏钒酸铵；12、过滤后的偏钒酸铵经450℃烘干制成粉状V2O5；过滤后的偏钒酸铵在690℃下热分解溶化制成片状V2O5；13、包装有益效果根据上述V2O5的提取工艺可看出，本发明操作方便，生产成本比钠法更低，工艺中节省了制砖或制球和高温焙烧的工艺，减少了人力并节省了大量燃料，降低了成本，且无废气、毒气产生。采用萃取法节省了树脂解吸时的反冲洗时所排出的大量废水，萃取所排的贫水相水，经处理沉淀即可回流使用，实现了零排放，节省了大量的用水。避免了污水排放对环境造成的污染，通过溶剂萃取是一种分离提纯物质的有效方法，具有选择性强，分离效果好、回收率高、成本低易连续操作和实现自动化等优点，萃取率达98％，总回收率达60-70％，基本上完全回收了钒溶液中的钒。废渣经处理后可作为建材材料，充分利用了提取中的副产品。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，一种无炉氧化从粘土矿中提取五氧化二钒的方法具体如下1、将粘土矿或矿石粉碎至过60目筛，制成矿粉；2、在矿粉中加入硫酸、硫酸氢钠、氯酸钠经搅拌机混合均匀，其按重量百比为矿粉80-91％，硫酸6-10％，硫酸氢钠1-5％，氯酸钠1-5％，具体实施例1矿粉80％，硫酸10％，硫酸氢钠5％，氯酸钠5％相混合搅拌均匀；实施例2矿粉91％，硫酸7％，硫酸氢钠1％，氯酸钠1％相混合搅拌均匀；实施例3矿粉86％，硫酸8％，硫酸氢钠3％，氯酸钠3％相混合搅拌均匀；3、将搅拌均匀的物料装入密封保温的池子进行池化，时间8-20小时，反应温度30℃-150℃；4、在反应后的池子里加入水，按固液1∶5的比例把池化后的物料浸泡2小时，进行搅拌5-10分钟；5、搅拌后的物料装入板框过滤机进行固液分离，分离出的固体末渣用于建材；6、分离的钒溶液加入氢氧化钠调整PH值到2-6，钒溶液中的铁、铝、硅、磷一部分形成不可溶的沉淀物质沉淀澄清；7、取澄清液入萃取器进行萃取，萃取溶剂用15％三辛胺，10％正辛醇，75％煤油萃取6级，每级7-8分钟，转速为200r/min，水相PH1.9-2.1，萃取比为1∶3水相，油为1，水为3，萃取率达98％，萃取后的贫水相每100ml中加入5g的生石灰，使贫水相中的铁、铝、硅、磷元素生成氢氧化物沉淀，处理后的贫水相返回到浸泡搅拌步骤的水浸泡池中；8、用10％氨水溶液3级反萃取，相比为油水比为5∶1，时间10-20分钟，搅拌机转速为200r/min，在反萃取过程的同时，使贫有机相中的铁、铝、硅、磷元素生成氢氧化物沉淀，达到贫有机相再生，重新返回到萃取步骤使用；9、加入氢氧化钠调整反萃取的纯钒溶液的PH值，调整PH值到8-12并澄清，调整PH值到9为最佳；10、纯钒澄清液用钒含量4倍的氯化铵形成偏钒酸铵沉淀，沉钒后的上清液含钒在0.05-0.2g/L，总回收率在60-70％，每100ml的上清液中加入10g生石灰，使含在上清液中的氨生成碳酸氢铵沉淀，沉氨后的清水返回浸泡步骤；11、用离心过滤机过滤所沉淀的偏钒酸铵；12、过滤后的偏钒酸铵经450℃烘干制成粉状V2O5；过滤后的偏钒酸铵在690℃下热分解溶化制成片状V2O5；13、包装。
权利要求
1.一种无炉氧化从粘土矿中提取五氧化二钒的方法，其工艺步骤如下1)原矿粉碎至过60目筛制成矿粉；2)矿粉含量80-91％与硫酸6-10％，硫酸氢钠1-5％，氯酸钠1-5％，经搅拌机混合均匀；3)将搅拌均匀的物料装入密封保温的池子进行池化，时间8-20小时，反应温度30℃-150℃；4)在反应后的池子里加入水，按固液1∶5的比例把池化后的物料浸泡2小时，进行搅拌5-10分钟；5)搅拌后的物料装入加滤机进行固液分离，分离的末渣用作建筑材料；6)分离的钒溶液加入氢氧化钠调整PH值到2-6，钒溶液中的铁、铝、硅、磷一部分形成不可溶的沉淀物质沉淀澄清；7)取澄清液入萃取器进行萃取，萃取溶剂用15％三辛胺，10％正辛醇，75％煤油萃取6级，每级7-8分钟，转速为200r/min，水相PH1.9-2.1，萃取比为1∶3水相，油为1，水为3，萃取率达98％，萃取后的贫水相加入生石灰，使贫水相中的铁、铝、硅、磷元素生成氢氧化物沉淀，处理后的贫水相返回到浸泡搅拌步骤的水浸泡池中；8)用10％氨水溶液3级反萃取，相比为油水比为5∶1，时间10-20分钟，搅拌机转速为200r/min，在反萃取过程的同时，使贫有机相中的铁、铝、硅、磷元素生成氢氧化物沉淀，贫有机相再生，重新返回到萃取步骤；9)加入氢氧化钠调整反萃取的纯钒溶液的PH值，调整PH值到8-12并澄清；10)在纯钒澄清液中加入钒含量的4倍的氯化铵，形成偏钒酸铵沉钒，上清液加入生石灰，使含在上清液中的氨生成碳酸氢氨沉淀，沉氨后的上清液返回到浸泡步骤；11)用过滤机过滤所沉淀的偏钒酸铵；12)过滤后的偏钒酸铵经450℃烘干制成粉状V2O5；过滤后的偏钒酸铵在690℃下热分解溶化制成片状V2O5；13)包装。
全文摘要
本发明涉及一种无炉氧化从粘土矿中提取五氧化二钒的方法，它是将粘土矿破碎，并加入硫酸、硫酸氢钠、氯酸钠保温池化，经水浸泡、搅拌、固液分离，钒溶液调pH值，用三辛胺、正辛醇、煤油六级萃取，氨水三级反萃取，纯钒溶液调pH值，用氯化铵沉钒，生成的偏钒酸铵过滤、热解得到精钒。本发明的生产过程实现了零排放，完全消除了废气、废水、废渣对环境的污染，钒的回收率达到60％～70％，生产成本低，见效快，是一种理想的无炉氧化从粘土矿中提取五氧化二钒的方法。
文档编号C22B3/04GK1872701SQ20061001804
公开日2006年12月6日 申请日期2006年6月22日 优先权日2006年6月22日
发明者姚林, 姚明峰 申请人:姚明峰