专利名称：用于石煤矿焙烧提钒的添加剂、制备方法及石煤矿焙烧提钒的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于矿石提取金属氧化物的添加剂及制备方法和相应的提取金
属氧化物的方法，具体涉及矿石提取钒的添加剂及制备方法和相应的提取五氧化二钒的方 法。
背景技术：
我国南方广泛分布有大量的石煤，其中富含大量的五氧化二钒。我国从石煤中提 取钒工艺绝大多数采用钠化焙烧工艺，在焙烧过程中产生大量的氯气，氯化氢气体，废水中 含有大量的盐分，对环境造成严重的污染，矿石中的五氧化二钒的总回收率低。而采用的焙 烧_酸浸工艺则酸耗巨大，不仅污染大，能耗大，而且提取率低，后续处理困难。
发明内容
本发明旨在提供一种可提高钒的提取率、工艺简洁、环保清洁的石煤矿提钒方法。
本发明采用以下方案 添加剂制备方法之一 将按质量比为1 : 0. 5 3的硝酸钾或/和硝酸钠以及氢 氧化铝混合物混合均匀、磨细后，于500 70(TC焙烧3 7小时。 添加剂制备方法之二 将一定质量的硝酸铝配成溶液，按硝酸盐与硝酸铝质量比
为i : 2 i : 4投入适量的硝酸钾或/和硝酸钠后，加入氨水搅拌至凝胶形成，干燥后，
于500 70(TC焙烧3 7小时。硝酸铝跟氨水反应得到氢氧化铝和硝酸铵，焙烧后，硝酸
铵分解成氨气，氮气，氧气等气体逸出，只剩下硝酸盐和氢氧化铝混合物固体。
采用上述制备方法之一制备得到用于石煤矿焙烧提钒的添加剂，添加剂中包含碱 金属硝酸盐和铝的氢氧化物，且硝酸盐与铝的氢氧化物质量百分比为1 : 0.5 3。
石煤矿焙烧提钒的方法如下 粉碎矿石得到矿粉，按质量比3 5%的添加量往矿粉中加入上述添加剂，混和均 匀后，加水团球，制成混合矿粒；再将上述制得的混合矿粒于500 80(TC焙烧2 4小时， 自然冷却至室温得焙砂；焙砂再经酸浸、提取、沉淀、分解等工序，制得五氧化二钒。
所述石煤原矿石粉碎至80 120目，混合矿粒的粒径为1. 2 1. 5cm。
为改善酸浸工序，其工艺条件为用质量浓度为3 5^的硫酸在40 10(TC之间 浸出3 12小时，浸出固液比为1 : 1 1 : 4。 酸浸后的各工序可采用以下方案浸出液用吸钒树脂吸附分离后得到富钒溶液，
富钒溶液加入铵盐得到偏钒酸铵沉淀，偏钒酸铵沉淀加热分解可得五氧化二钒。 本发明从石煤钒矿空白焙烧_酸浸提钒工艺出发，通过对石煤钒矿中添加特制的
添加剂后，进行高温焙烧，对焙烧物料的焙烧条件进行控制，由于高温焙烧过程中超强碱能
活化形成K20或Na20的多层叠合结构，从而使石煤钒矿中含钒矿物的硅酸盐结构遭到强力
破坏，导致矿石中包合的五氧化二钒裸露于矿物表面，因此在酸浸时能够得到很好的浸出，可实现五氧化二钒的高转化率和浸出率。酸浸步骤可使五氧化二钒的浸出率达85%以上， 提钒总回收率在80%以上。与传统方法相比较，能明显地提高五氧化二钒的总回收率；废 水排放量也大大降低。并且在提钒过程中基本做到无废气排放，提钒后的矿渣还可用于水 泥，机制砖等建筑材料的生产。所需焙烧高温由石煤自身燃烧供给，不需添加其他燃料，大 大降低了能耗。由此可见，本发明达到了新型环保工艺技术要求。
具体实施例方式以下结合实例对本发明进行进一步说明而非对本发明的进一步限制。
实施例1 : 取硝酸钾10克，氢氧化铝30克，混匀，研磨成粉。于马弗炉中70(TC焙烧5小时，
得到添加剂，该添加剂中包含硝酸钾和氢氧化铝，硝酸钾氢氧化铝质量百分比为i : 3。 取湖南某地石煤矿样100克，经测定五氧化二钒品味为1. 2%，粉碎至粒度为80 120目之间；往其中加入上述添加剂3克，添加量相当于3%，搅拌均匀后，加水团成直径为 1. 2 1. 5厘米的小球，制得混合矿粒；将上述混合矿粒置于马弗炉中70(TC焙烧3小时， 自然冷却至室温得焙砂，将上述焙砂加入到150毫升质量浓度为4%的硫酸溶液中，浸出固 液质量比为l : 2，在75t:加温浸出3小时后，固液分离，水洗矿渣，将洗水并入到浸出液 中。得到浓度为3. 5g/L的钒水溶液300ml，浸出率达87% ，经吸钒树脂交换吸附，解吸，铵 盐沉钒后得偏钒酸铵沉淀，加热分解沉淀的纯度为99%五氧化二钒1. 02克，总回收率达 84. 2%。 实施例2: 取氢氧化铝30克，硝酸钾9克，硝酸钠6克，混匀，研磨成粉。于马弗炉中65(TC焙 烧7小时，得到添加剂，该添加剂中包含硝酸钾、硝酸钠和氢氧化铝，硝酸盐(含硝酸钾和硝 酸钠总质量)氢氧化铝质量百分比为l : 2。 采用上述添加剂，其它条件与实施例1基本相同的方法从石煤矿石中提取五氧化
二钒，其总回收率可达81.6%。 实施例3 将30克的硝酸铝配成溶液，按硝酸钠与硝酸铝质量比为1 : 3投入10克的硝酸 钠后，加入氨水搅拌至凝胶形成，干燥后，50(TC焙烧7小时。得到添加剂，该添加剂中包含
硝酸钠和氢氧化铝，硝酸钠氢氧化铝质量百分比约为i : i.i。 取上述矿样200g，粉碎至粒度为80 120目之间；之后添加质量分数为5%的实 施例1中的添加剂，搅拌均匀后，加水团成直径为1. 2 1. 5厘米的小球，制得混合矿粒； 将上述混合矿粒置于马弗炉中50(TC焙烧4小时，自然冷却至室温得焙砂，将上述焙砂用 300ml质量浓度为4%的硫酸进行浸出，浸出固液质量比为1 : 2，加温5(TC浸出IO小时， 固液分离，水洗矿渣，将洗水并入到浸出液中。得到浓度为4. lg/L钒水溶液500mL。浸出率 为85. 4%，经吸钒树脂交换吸附，解吸，铵盐沉钒后得偏钒酸铵沉淀，加热分解沉淀得到纯 度为99%五氧化二钒2. 02克，总回收率达83. 3% 。
实施例4 将30克的硝酸铝配成溶液，按硝酸钾与硝酸铝质量比为1 : 1. 5投入20克的硝 酸钾后，加入氨水搅拌至凝胶形成，干燥后，60(TC焙烧6.5小时。得到添加剂，该添加剂中
4包含硝酸钾和氢氧化铝，硝酸钾氢氧化铝质量百分比约为i : o.55。 取石煤矿样500克，经测定五氧化二钒品味为1. 2%，粉碎至粒度为80 120目之 间；往其中加入上述添加剂20克，添加量相当于4%，搅拌均匀后，加水团成直径为1. 2 1. 5厘米的小球，制得混合矿粒；将上述混合矿粒置于马弗炉中80(TC焙烧2小时，自然冷却 至室温得焙砂，将上述焙砂加入到1000毫升质量浓度为5%的硫酸溶液中，浸出固液质量 比为l : 2.5，在IO(TC加温浸出12小时后，水洗矿渣，将洗水并入到浸出液中。得到浓度 为3. 3g/L的钒水溶液1600ml，浸出率达88% ，经吸钒树脂交换吸附，解吸，铵盐沉钒后得偏 钒酸铵沉淀，加热分解沉淀得纯度为99%五氧化二钒4. 87克，总回收率达81. 2%。
权利要求
一种用于石煤矿焙烧提钒的添加剂，特征在于添加剂中包含硝酸钾或/和硝酸钠以及铝的氢氧化物，且硝酸盐与铝的氢氧化物质量百分比为1∶0.5～3。
2. —种制备如权利要求1所述的用于石煤矿焙烧提钒添加剂的制备方法，其特征是将按质量比为1 : 0. 5 3的硝酸钾或/和硝酸钠以及氢氧化铝混合物混合均匀、磨细后，于500 70(TC焙烧3 7小时。
3. —种制备如权利要求1所述的用于石煤矿焙烧提钒添加剂的制备方法，其特征是将一定质量的硝酸铝配成溶液，按硝酸盐与硝酸铝质量比为i : 2 i : 4投入适量的硝酸钾或/和硝酸钠后，加入氨水搅拌至凝胶形成，干燥后，于500 70(TC焙烧3 7小时。
4. 一种石煤矿焙烧提钒的方法，其特征是粉碎矿石得到矿粉；采用权利要求1或2所 述的用于石煤矿焙烧提钒添加剂的制备方法制得添加剂；按质量比3 5%的添加量往矿 粉中加入上述添加剂，混和均匀后，加水团球，制成混合矿粒；再将上述制得的混合矿粒于 500 80(TC焙烧2 4小时，自然冷却至室温得焙砂；焙砂再经酸浸、提取、沉淀、分解等工 序，制得五氧化二钒。
5. 如权利要求4所述的石煤矿焙烧提钒的方法，其特征是所述焙砂酸浸工艺条件 为用质量浓度为3 5%的硫酸在40 IO(TC之间浸出3 12小时，浸出固液质量比为i : i i : 4。
6. 如权利要求4或5所述的石煤矿焙烧提钒的方法，其特征是所述矿石须粉碎至 80 120目，混合矿粒的粒径为1. 2 1. 5cm。
全文摘要
本发明提供了一种用于石煤矿焙烧提钒的添加剂、制备方法及石煤矿焙烧提钒的方法。添加剂中包含碱金属硝酸盐和铝的氢氧化物，且碱金属硝酸盐与铝的氢氧化物质量百分比为1∶0.5～3。将该添加剂加入粉碎后的石煤矿石中共同焙烧；焙砂再经酸浸、提取、沉淀、分解等工序，制得五氧化二钒。该方法可明显提高五氧化二钒的总回收率，并且在提钒过程中做到基本无废气，废渣排放，与传统方法相比废水排放量也大大降低；降低了能耗，体现了新型环保工艺技术要求。
文档编号C22B34/22GK101693947SQ200910044599
公开日2010年4月14日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者曹继, 蔡炳新, 詹拥共 申请人:湖南大学;