专利名称：：一种石煤钠化焙烧提钒方法
技术领域：
：本发明涉及一种石煤钠化焙烧提钒方法。技术背景石煤是一种重要的含钒资源，石煤中的钒主要是低价钒以类质同相的形式存在于云母中，要从石煤中提取钒，必须将钒从云母晶相中解离出来。石煤提钒有多种工艺氧化焙烧一碱浸、氧化焙烧-酸浸、钙化焙烧一碳铵浸出、钠化焙烧—水浸等，其钠化焙烧一水浸工艺钒的提取率最高并且适合各种类型的石煤矿。石煤钠化焙烧提钒的传统工艺为石煤钠化焙烧——水浸——离子交换——铵盐沉钒——(i钒酸铵热分解。石煤钠化焙烧水浸液中主要含有NaV03和NaCl，离子交换后液若返回用于焙砂浸出会造成料液中cr离子浓度升高，树脂对V的交换容量下降，从而迫使离子交换后液不得不外排，导致环境污染。
发明内容本发明的目的在于为了避免cr离子对提钒工序的不良影响，减少氯化钠等试剂的耗量，降低生产成本，保护环境，提高石煤钠化焙烧提钒过程水资源的回用率，本发明提供一种石煤钠化焙烧提钒方法。本发明的技术方案是将石煤矿加入NaCl混匀磨细后团矿焙烧，得到的焙砂加水浸出，然后将浸出液经纳滤膜截留浓縮或用阴离子交换树脂吸附富集，得到富钒液和提钒后液，提钒后液经电渗析脱盐后得到的含氯化钠的浓水循环至石煤团矿焙烧，淡水循环返回至焙砂水浸。石煤矿中加入的氯化钠的量为石煤矿质量的5%~20%。焙砂加水浸出过程中，按固液质量比l:1.2~3加水浸出l~3h。所述的浸出液纳滤膜截留浓縮的压力为1.52.5MPa，纳滤膜截留相对分子质量在200以上。所述的富钒液用铵盐沉钒得沉钒母液和偏钒酸铵，将沉钒母液脱氨后进入到提钒后液进行电渗析脱盐或循环返回至焙砂浸出。本发明工艺过程中，经第一次循环加入的氯化钠为试剂氯化钠，之后使用的氯化钠是电渗析得到的浓水中的NaCl及补充添加的试剂NaCI。所述的焙砂浸出所用的水也包括电渗析得到的循环使用的淡水及补充添加的新水。本发明实施的具体工艺过程为工艺流程如图1所示，主要包括以下步骤石煤钠化焙烧、焙砂水浸、水浸液富集钒、铵盐沉钒、偏钒酸铵热解、提钒后液电渗析脱盐，其工艺过程的相应参数为石煤矿粉加入5~20%氯化钠混匀磨细至-100目，700~850°C焙烧l~4h,焙砂按固液比1:1.2~3加水浸出l~3h，浸出液中的钒经1.52.5MPa纳滤膜截留浓縮或强碱(或弱碱)阴离子交换树脂吸附富集，富钒溶液按化学计量的1~3倍加氯化铵沉偏钒酸铵，偏钒酸铵经500~550°C热解l~2h得产品五氧化二钒，提钒后液(包括脱氨后沉钒母液和纳滤膜透过液或离子交换后液)经电渗析脱盐，浓水用于石煤团矿，淡水返回焙砂浸出。本发明提供的工艺能有效提取石煤中的钒，制取冶金98级以上的V20s产品。本发明的石煤钠化焙烧水浸液中的钒用纳滤膜截留浓縮或阴离子交换树脂吸附富集，富钒溶液加铵盐沉偏钒酸铵，偏钒酸铵热解得产品五氧化二钒，提钒后液用电渗析脱除其中的NaCl，浓水用于石煤团矿，淡水用于焙砂浸出，具有工艺简单，水及氯化钠的耗量小，金属回收率高，生产成本低，废水零排放等优点。本发明与已有的技术相比具有以下优点及效果1.用电渗析脱盐，水循环利用，避免了cr积累对浸出液提钒工序的不良影响，浸出液中的钒既可用纳滤浓縮也可用离子交换富集，工艺适用性强。2.提钒后液电渗析脱盐，浓水用于石煤团矿，淡水返回焙砂浸出，工艺简单，环境友好。3.整个工艺过程水闭路循环，废水零排放，水及氯化钠试剂的耗量小，生产成本低，金属回收率高。附图为本发明的工艺流程图。具体实施方式下面结合实施例，对本发明作进一步描述，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。石煤矿5kg加入250g氯化钠混匀磨细至-120目团矿，75(fC焙烧2h，焙砂按固液比h2加水浸出1.5h，浸出液用纳滤膜(截留相对分子质量250)2.1MPa截留钒，截留液按化学计量的2.5倍加氯化铵沉偏钒酸铵，偏钒酸铵550。C热解2h得产品五氧化二钒，沉钒母液脱氨后返回浸出工序，纳滤得到的透过液经电渗析脱盐，浓盐水用于石煤团矿，淡水返回焙砂浸出。石煤钠化焙烧水浸纳滤浓縮提钒、电渗析脱盐的实验结果(g/L)如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例2石煤矿粉(-150目)5kg加入200g氯化钠，用实施例1中的浓盐水团矿800。C焙烧2h，焙砂按固液比1:2加(实施例1中的淡水+新水)浸出1.5h，浸出液用纳滤膜(截留相对分子质量300)1.9MPa截留钒，截留液按化学计量的1.5倍加氯化铵沉偏钒酸铵，偏钒酸铵53(TC热解2h得产品五氧化二钒，沉钒母液经脱氨与透过液合并为提钒后液，提钒后液经电渗析脱盐，浓盐水用于石煤团矿，淡水返回焙砂浸出。石煤钠化焙烧水浸纳滤浓縮提钒、电渗析脱盐的实验结果(g/L)如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例3石煤矿粉(-200目)5kg加入150g氯化钠，用实施例2中的浓水团矿760°C焙烧2h，焙砂按固液比l:2加(实施例2中的淡水+新水)浸出1.5h，浸出液用强碱阴树脂(D231)吸附钒，负钒树脂用氯化钠和氢氧化钠混合溶液(NaCl1.2mol，NaOH1.5mol)解吸再生，解吸液按化学计量的3.0倍加氯化铵沉偏钒酸铵，偏钒酸铵55(TC热解2h得产品五氧化二钒，沉钒母液脱氨后与交后液合并为提钒后液，提钒后液经电渗析脱盐，浓盐水用于石煤团矿，淡水返回焙砂浸出。石煤钠化焙烧水浸离子交换提钒、电渗析脱盐的实验结果(g/L)如下<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例4石煤矿粉(-180目)5kg加入150g氯化钠，用实施例3中的浓水团矿750°C焙烧2h，焙砂按固液比1:2加(实施例3中的淡水+新水)浸出1.5h,浸出液用弱碱阴树脂(D314)吸附钒，负钒树脂用氯化钠和氢氧化钠混合溶液(NaCl2.0mol，NaOHl.Omol)解吸再生，解吸液按化学计量的2.5倍加氯化铵沉偏钒酸铵，偏钒酸铵530。C热解2h得产品五氧化二钒，沉钒母液脱氨后与交后液合并为提钒后液，提钒后液经电渗析脱盐，浓盐水用于石煤团矿，淡水返回焙砂浸出。石煤钠化焙烧水浸离子交换提钒、电渗析脱盐的实验结果(g/L)如下<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求1、一种石煤钠化焙烧提钒方法，其特征在于，将石煤矿粉加入NaCl混匀磨细后团矿焙烧，得到的焙砂加水浸出，然后将浸出液经纳滤膜截留浓缩或用阴离子交换树脂吸附富集，得到富钒液和提钒后液，提钒后液经电渗析脱盐后得到的含氯化钠的浓水循环至石煤团矿焙烧，淡水循环返回至焙砂浸出。2、根据权利要求1所述的一种石煤钠化焙烧提钒方法，其特征在于，石煤矿粉加入的氯化钠的量为石煤矿粉质量的5%~20%。3、根据权利要求1所述的一种石煤钠化焙烧提钒方法，其特征在于，焙砂加水浸出过程中，按固液质量比h1.2~3加水浸出l~3h。4、根据权利要求1所述的一种石煤钠化焙烧提钒方法，其特征在于，所述的浸出液纳滤膜截留浓縮的压力为1.52.5MPa，纳滤膜截留相对分子质量在200以上。5、根据权利要求1所述的一种石煤钠化焙烧提钒方法，其特征在于，所述的富钒液用铵盐沉钒得沉钒母液和偏钒酸铵，将沉钒母液脱氨后进入到提钒后液进行电渗析脱盐。6、根据权利要求5所述的一种石煤钠化焙烧提钒方法，其特征在于，所述的沉钒母液脱氨后循环至焙砂浸出。7、根据权利要求5所述的一种石煤钠化焙烧提钒方法，其特征在于，所述的富钒液用铵盐沉钒是按化学计量的1~3倍加氯化铵沉偏钒酸铵。8、根据权利要求1所述的一种石煤钠化焙烧提钒方法，其特征在于，所得到的偏钒酸铵经500~550°C热解l~2h得五氧化二钒。9、根据权利要求1所述的一种石煤钠化焙烧提钒方法，其特征在于，石煤团矿焙烧的温度为700~850°C，焙烧l~4h。10、根据权利要求1所述的一种石煤钠化焙烧提钒方法，其特征在于，所述的阴离子交换树脂包括强碱阴离子交换树脂或弱碱阴离子交换树脂。全文摘要本发明系一种石煤钠化焙烧提钒方法，石煤矿加氯化钠混匀磨细，团矿焙烧，焙砂加水浸出，浸出液经纳滤膜截留或用阴离子交换树脂吸附富集，富钒溶液加铵盐沉偏钒酸铵，偏钒酸铵热解得产品五氧化二钒，提钒后液经电渗析脱盐，浓水用于石煤团矿，淡水返回焙砂水浸，具有工艺简单，水及氯化钠试剂的耗量小，金属回收率高，生产成本低，废水零排放等优点。文档编号C22B3/24GK101215636SQ200810030460公开日2008年7月9日申请日期2008年1月11日优先权日2008年1月11日发明者张贵清,李青刚,王学文,王明玉,肖连生申请人:中南大学