专利名称：一种从含钒石煤矿中浸取钒的方法
技术领域：
本发明涉及一种从含钒石煤矿中浸取钒的方法，属于稀有高熔点金属的湿 法提取冶金技术领域。
背景技术：
钒是一种重要的战略资源，随着工业科技的进步和发展，钒在钢铁、有色 金属合金、石油化工和有机合成工业中有着越来越广泛的用途。我国提取钒的 资源主要有两种， 一是钒钛磁铁矿，二是含钒石煤。前者是我国生产五氧化二
钒的主要资源；而后者在我国有丰富的储量，其特点是发热量低、灰分高，往 往伴生多种金属元素，如钒、钼、银、钇、硒、钼、镍，其中钒是最具有工业 开采价值的金属元素，因而也成为提取五氧化二钒的一种重要资源。
在传统技术中，为了使石煤中的低价钒转变为可溶的高价钒，通常采用焙烧 ——浸出的方法，而石煤焙烧的目的是使石煤中的低价不溶性钒尽可能多的转 化为五价钒，并与钠盐结合生成水溶性钒酸盐， 一般认为食盐(NaCl)在焙烧 过程中的反应为
2NaCl+3/202+V203=2NaV03+Cl2 (1)
有水蒸气参加反应时可表示为
2NaCl+02+H20+V203=2NaV03+2HC1 ( 2 )
在实际焙烧过程中，由于焙烧气氛中总是含有一定量的水分，因此以上反 应往往同时发生。在焙烧时还可以加入氧化钙(钙盐)，钙盐与五价钒结合生成 可溶于硫酸溶液或碳酸盐溶液的钒酸钙。石煤提钒焙烧工序使用的添加剂有钠 盐(以NaCl为主，极少使用Na2C03和Na2S04)、钙盐(如CaO、 CaC03等)、 转盐+钠盐的混合添加剂和不加任何添加剂焙烧四种。不管采取何种添加剂， 焙烧过程不可避免地产生烟气或Cl2、 HC1等有害气体，环境污染严重，且钒的 转化浸出率低， 一般在50% 60%。
目前从石煤中提取钒也有厂家采用全湿法的方法来处理石煤矿，但多局限于 常压浸出，不能稳定地获得较高的钒浸出率，有高达85%以上，也有50%左右。 在常压下浸出石煤矿，由于反应温度较低，浸出过程反应速率较低，因此浸出 时间一般较长，通常在10小时以上，生产效率不高。
上述焙烧一浸出工艺的不足是钒浸出率低、过程产生烟气和有害气体，环境 污染严重；而常压浸出工艺的不足是浸出时间较长，生产效率较低。
发明内容
为了克服了上述已有技术方法中的不足，本发明提供了一种全新的湿法处理石煤矿的冶炼方法，本方法具有工艺流程简单、反应时间短、对环境友好的特 点，并可实现浸出过程的连续进行，钒浸出率高。 实现本发明的上述目的所采取的技术方案是
先将含钒石煤矿破碎磨细后，用硫酸调浆进行一段氧压酸浸出， 一段浸出 结束后，对浆料进行固液分离，得到一段含钒浸出液和一段浸出渣； 一段含钒
浸出液经处理后得到五氧化二钒产品，对一段浸出渣用硫酸调浆进行二段氧压 酸浸出，固液分离后得到二段浸出液和二段浸出渣，将二段浸出液返回一段浸 出工序，二段浸出渣经两级洗涤、过滤后得到终渣。
实现本发明的具体工艺步骤如下
(1) 将钒品位为0. 3% 3. 0%的含钒石煤矿破碎磨细至200目占85% 95
(2) 含钒石煤矿与浓度为180g/L 250g/L的硫酸溶液调浆，控制固液质量 体积比1: 1.2 3，调浆后泵入到压力釜中，通入工业氧气，控制釜内压力 0. 8MPa 3. 0MPa，转化温度120 180°C，浸出反应60 240分钟，进行一段氧 压酸浸出； 一段氧压酸浸出结束后，对浆料进行固液分离，得到一段含钒浸出 液和一段浸出渣；
(3) —段含钒浸出液经回收残酸-萃取-反萃-氧化沉钒-热解等工序处理后 得到五氧化二钒产品， 一段浸出渣进入二段氧压酸浸出工序；
(4) 将一段浸出渣与浓度为250g/L 340g/L的硫酸溶液调浆，控制固液质 量体积比1: 1.2 3，调浆后泵入到压力釜中，通入工业氧气，控制釜内压力 0. 8MPa 2. 5MPa，转化温度12(TC 180。C ，浸出反应60 240分钟，进行二段 氧压酸浸出；二段氧压酸浸出结束后，固液分离后得到二段浸出液和二段浸出 渣；
(5) 二段浸出液返回一段氧压酸浸出工序，二段浸出渣经两级洗涤、过滤 后得到终渣，终渣为弃渣，或成为做建筑材料的原材料。
本发明的有益效果为因含钒石煤矿直接进入压力釜进行通氧气酸浸，在 氧气和硫酸的作用下，矿样中的低价钒被氧化至可溶性的四价钒，将传统"焙 烧一浸出"工艺中的焙烧、收尘、浸出等工序集中在加压浸出过程中完成，使 工艺简化，过程强化，因此反应时间被大幅度减少，实现含钒石煤矿的高效直 接浸出。
图1是从含钒石煤矿中浸取钒的工艺流程图。
具体实施例
实施例一
4石煤含钒1.84%，矿样磨细至200目占85%。
一段氧压酸浸出含钒石煤矿与浓度为200g/L的硫酸溶液调浆，控制固液 质量体积比1: 1.2，调浆后泵入到压力釜中，通入工业氧气，控制釜内压力 1.2MPa，转化温度15(TC，浸出反应180分钟，固液分离得到一段含钒浸出液和 一段浸出渣。 一段含钒浸出液经回收残酸-萃取-反萃-氧化沉钒-热解等工序处 理后得到五氧化二钒产品， 一段浸出渣进入二段氧压酸浸出工序。
二段氧压酸浸出将一段浸出渣与浓度为300g/L的硫酸溶液调浆，控制固 液质量体积比l: 1.5，调浆后泵入到压力釜中，通入工业氧气，.控制釜内压力 1.2MPa，转化温度15(TC，浸出反应180分钟，固液分离后得到二段浸出液和二 段浸出渣。二段浸出液返回一段氧压酸浸出工序，二段浸出渣经两级洗涤、过 滤后得到终渣，终渣为弃渣，或成为做建筑材料的原材料。 钒的两段浸出率为91.7%。
实施例二
石煤含钒0.507%，矿样磨细至200目占95°%。
一段氧压酸浸出含钒石煤矿与浓度为180g/L的硫酸溶液调浆，控制固液 质量体积比1: 1.5,调浆后泵入到压力釜中，通入工业氧气，控制釜内压力 1.5MPa，转化温度120。C，浸出反应120分钟，固液分离得到一段含钒浸出液和 一段浸出渣。 一段含钒浸出液经回收残酸-萃取-反萃-氧化沉钒-热解等工序处 理后得到五氧化二钒产品， 一段浸出渣进入二段氧压酸浸出工序。
二段氧压酸浸出将一段浸出渣与浓度为250g/L的硫酸溶液调浆，控制固 液质量体积比1: 2，调浆后泵入到压力釜中，通入工业氧气，控制釜内压力 1.5MPa，转化温度12(TC，浸出反应120分钟，周液分离后得到二段浸出液和二 段浸出渣。二段浸出液返回一段氧压酸浸出工序，二段浸出渣经两级洗漆、过 滤后得到终渣，终渣为弃渣，或成为做建筑材料的原材料。
钒的两段浸出率为86. 96%。
实施例三
石煤含钒1.07%，矿样磨细至200目占85%。
一段氧压酸浸出含钒石煤矿与浓度为250g/L的硫酸溶液调浆，控制固液 质量体积比1:3，调浆后泵入到压力釜中，通入工业氧气，控制釜内压力2. 0MPa， 转化温度18(TC，浸出反应240分钟，固液分离得到一段含钒浸出液和一段浸出 渣。 一段含钒浸出液经回收残酸-萃取-反萃-氧化沉钒-热解等工序处理后得到 五氧化二钒产品， 一段浸出渣进入二段氧压酸浸出工序。
二段氧压酸浸出将一段浸出渣与浓度为300g/L的硫酸溶液调浆，控制固 液质量体积比l: 1.5，调浆后泵入到压力釜中，通入工业氧气，控制釜内压力 1.8MPa，转化温度16(TC，浸出反应180分钟，固液分离后得到二段浸出液和二段浸出渣。二段浸出液返回一段氧压酸浸出工序，二段浸出渣经两级洗涤、过 滤后得到终渣，终渣为弃渣，或成为做建筑材料的原材料。
钒的两段浸出率为95. 05%。 实施例四
石煤含钒1. 55%，矿样磨细至200目占90%。
一段氧压酸浸出含钒石煤矿与浓度为220g/L的硫酸溶液调浆，控制固液 质量体积比1: 1.2，调浆后泵入到压力釜中，通入工业氧气，控制釜内压力 1.8MPa，转化温度15(TC，浸出反应240分钟，固液分离得到一段含钒浸出液和 一段浸出渣。 一段含钒浸出液经回收残酸-萃取-反萃-氧化沉钒-热解等工序处 理后得到五氧化二钒产品， 一段浸出渣进入二段氧压酸浸出工序。
二段氧压酸浸出将一段浸出渣与浓度为320g/L的硫酸溶液调浆，控制固 液质量体积比l: 1.5，调浆后泵入到压力釜中，通入工业氧气，控制釜内压力 1.2MPa，转化温度15(TC，浸出反应240分钟，固液分离后得到二段浸出液和二 段浸出渣。二段浸出液返回一段氧压酸浸出工序，二段浸出渣经两级洗涤、过 滤后得到终渣，终渣为弃渣，或成为做建筑材料的原材料。
钒的两段浸出率为96. 74%。
权利要求
1. 一种从含钒石煤矿中浸取钒的方法，其特征在于先将含钒石煤矿破碎磨细后，用硫酸调浆进行一段氧压酸浸出，一段浸出结束后，对浆料进行固液分离，得到一段含钒浸出液和一段浸出渣；一段含钒浸出液经处理后得到五氧化二钒产品，对一段浸出渣用硫酸调浆进行二段氧压酸浸出，固液分离后得到二段浸出液和二段浸出渣，将二段浸出液返回一段浸出工序，二段浸出渣经两级洗涤、过滤后得到终渣。
2. 根据权利要求1所述的一种从含钒石煤矿中浸取钒的方法,其特征在于 (l)所述的一段氧压酸浸出的工艺条件为，含钒石煤矿与浓度为180g/L 250g/L 的硫酸溶液调浆，控制固液质量体积比l: 1.2 3，调浆后泵入到压力釜中，通 入工业氧气，控制釜内压力0.8MPa 3.0MPa，转化温度120 180°C，浸出反 应60 240分钟，固液分离得到一段含钒浸出液和一段浸出渣；(2)所述的二段 氧压酸浸出的工艺条件为，将一段浸出渣与浓度为250g/L 340g/L的硫酸溶液 调浆，控制固液质量体积比1: 1.2 3，调浆后泵入到压力釜中，通入工业氧气， 控制釜内压力0.8MPa 2.5MPa，转化温度120°C 180°C，浸出反应60 240 分钟，固液分离后得到二段浸出液和二段浸出渣。
3. 根据权利要求2所述的一种从含钒石煤矿中浸取钒的方法，其特征在于 含钒石煤矿原料的钒品位为0.3% 3.0%，破碎磨细的粒度为200目占85% 95%。
4. 根据权利要求2所述的一种从含钒石煤矿中浸取钒的方法，其特征在于 所述的一段含钒浸出液采用回收残酸-萃取-反萃-氧化沉钒-热解的工序处理后 得到五氧化二钒产品。
5. 根据权利要求3或4所述的一种从含钒石煤矿中浸取钒的方法，其特征 在于所述的二段浸出渣经两级洗涤、过滤后得到终渣，终渣作为弃渣或作为 建筑材料的原材料。
全文摘要
本发明涉及一种从含钒石煤矿中浸取钒的方法，属于稀有高熔点金属的湿法提取冶金技术领域。该方法采用两段氧压酸浸的工艺通过将石煤矿磨细处理后，与硫酸溶液调浆，进入压力釜中进行通氧气酸浸，在氧气和硫酸的作用下，矿样中的低价钒被氧化转化至可溶性的四价钒，将传统“焙烧—浸出”工艺中的焙烧、收尘、浸出等工序集中在加压浸出过程中完成，使工艺简化，过程强化，因此反应时间被大幅度减少，实现含钒石煤矿的高效直接浸出，经两段氧压酸浸出后钒浸出率可达86％以上。
文档编号C22B3/00GK101481755SQ20091009410
公开日2009年7月15日 申请日期2009年2月17日 优先权日2009年2月17日
发明者李存兄, 李旻廷, 刚 樊, 昶 魏 申请人:昆明理工大学