专利名称：一种对原矿进行熟化预处理的石煤酸法提钒工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种石煤酸法提钒工艺，具体涉及一种对原矿进行熟化预处理的石煤
酸法提钒工艺。
背景技术：
含钒石煤是我国特有的丰富钒资源之一。因此，工业上用含钒石煤提取V205的工 艺也很多。以往对石煤物质组成的研究结果表明，含钒石煤的物质组成比较复杂，钒的赋存 状态和赋存价态变化多样、分散细微。 一般认为石煤中的钒大部分是以V"形态存在于云母 类及高岭土等粘土矿物中，钒在云母中是以类质同象置换硅氧四面体"复网层"和铝氧八面 体"单网层"中A1+3而存在于云母晶格中，可用K(Al. V) [AlSi2016] (0H)2表示。为使钒能被 浸出出来，必须破坏云母结构，并使其氧化成V"或V+s才能被酸或水溶浸，故属难浸钒，除了 采用钠法焙烧及钙法焙烧打破云母结构并将钒转化成水溶性或酸溶性的工艺外，也可直接
用酸来破坏云母结构，在一定的酸度和温度等工艺条件下，氢离子进入云母结构置换Ar3，
使离子半径发生变化从而把钒释放出来被Fe+3氧化成V+4后被酸溶解，其反应式为
(V203) X+2H2S04+l/202 — V202 (S04) 2+2H20+X
得到蓝色的硫酸钒酰溶液。 另外还有一部分钒可以金属络合物和钒卟啉的形态存在，有时也以络合阴离子呈 吸附状态存在，只要其V+4或V+5则可被酸或水溶浸出来，故属易浸钒。 在不同地区的石煤中难浸钒和易浸钒的存在比例各不相同。如甘肃方口山钒 矿中，难浸矿即云母矿占74. 9% ;而陕南中村钒矿碳质岩难浸矿只占33. 6%，附吸状态占 66. 3%。就酸法而言，采用常规酸浸工艺处理中村钒矿就能获得较好的工艺指标，相反，常 规酸浸工艺处理难浸矿时，^05浸出率最多50%，甚至20 30%。目前较常见是一种污染 相对较小的石煤酸法提钒工艺，石煤酸法提钒工艺一般包括原矿破磨、酸浸、溶液予处理、 液固分离、萃取与反萃取以及沉钒脱氨等工业步骤。实际中，石煤的种类很多，特别是特别 难酸浸过滤及沉降性能不佳的石煤在应用上述石煤酸法提钒工艺提取V205浸出率非常低， 极大地浪费了含钒资源。
发明内容
本发明的目的在于针对特别难酸浸、过滤及沉降性能不佳的石煤提供一种对原矿 进行熟化预处理的石煤酸法提钒工艺，其大大提高V205浸出率，改善酸浸矿浆的过滤及沉 降性能，并综合利用石煤本身热能完成熟化步骤的同时产出蒸汽可满足生产用汽之需要， 达到"节能减排"的目的，提高了单位产量且节约了单位成本，应当指出的是熟化步骤没有 添加任何化学试剂。该步骤是一个利用石煤中所含碳与空气进行反应的氧化过程，在一定 的工艺条件下(包括熟化气氛)以去除矿石中的某些有害成分和改变矿石结构和性能，达 到破坏难浸矿钒云母的结构、增加矿石空隙率的目的。熟料酸浸时，酸溶液由孔隙中进入晶 格，从而提高了 V205浸出率，由溶液中Fe+3将V+3氧化成V+4后被溶浸。
本发明的技术解决方案是 —种对原矿进行熟化预处理的石煤酸法提钒工艺，主要包括原矿破磨、酸浸、液固 分离、溶液予处理、萃取与反萃取、氧化沉钒以及红钒脱氨步骤，其特殊之处在于，在所述酸 浸步骤前还包括原矿熟化预处理步骤，所述原矿熟化预处理步骤具体包括
1将破碎至1 4mm原矿装入熟化炉内； 2对熟化炉进行熟化加热，熟化加热的温度控制在600 900°C，熟化时间2 4小时；当熟化温度低于60(TC时，由于石煤没有被充分燃烧，熟化炉炉温无法维持而熄灭； 当熟化温度高于85(TC时，V205浸出率有所下降，当熟化温度高于90(TC时，V205浸出率出现 锐减，这是由于熟化温度高于85(TC时，部分物料被烧结，钒又一次被包裹影响其浸出；当 熟化时间小于2小时时，钒云母晶格的破坏程度达不到要求，、05浸出率不能满足要求；当 熟化温度大于4小时时，不仅V205浸出率不再提高，而且降低了熟化炉的矿石处理能力，熟 化温度的控制会变得非常困难。 3熟化后的熟料从熟化炉中溢出，融水制浆后进入球磨机。 4再将熟化后熟料湿磨至酸浸工艺要求的粒度。 上述熟化加热的温度控制在650 85(TC较佳。 上述熟化时间2. 5 3. 5小时较佳。 上述将原矿破碎的粒径大小为2 3mm较佳。 上述熟化加热的温度控制在700 80(TC较佳。 上述熟化加热的温度控制在75(TC最佳。 上述熟化时间3小时最佳。 本发明可以破坏钒的类质同象，明显提高V205浸出率，能把V205浸出率从30 % 50%提高到65% 75%，溶液中铁含量降低了二分之一至三分之一，改善酸浸矿浆的过滤 及沉降性能，由于熟化步骤没有添加任何化学试剂，故不会对环境产生污染，同时综合利用 石煤本身热能达到"节能减排"的目的。具体表现在
1去除有机碳 钒常被石煤中有机碳所吸附，有机碳的存在会给过滤、沉降、洗涤乃至溶剂萃取带 来困难，当熟化温度高于450°C ，就可去除有机碳。
2将杂质转变成难溶状态 石煤中含有氧化铝(A1203)、氧化铁(Fe203)、氧化亚铁(FeO)以及二氧化硅(Si02)，
这些杂质经熟化后对酸的反应变得更加稳定，特别是氧化亚铁(FeO)，经经熟化后变成氧化
铁(F^O》，铁的浸出率明显下降。 3将石煤中"氧化成圹4 即将钒从难溶状态转化为酸溶状态。 4改变石煤的物理性能 石煤中混杂的粘土，经熟化后去除粘土的化合水，可以克服矿浆难于沉降和过滤 的困难。
图l为本发明工艺流程图。
具体实施例方式
参见图l，一种对原矿进行熟化预处理的石煤酸法提钒工艺，主要包括原矿破磨、
酸浸、液固分离、溶液予处理、萃取与反萃取、氧化沉钒以及红钒脱氨步骤，在所述酸浸步骤
前还包括原矿熟化预处理步骤，具体包括 1将破碎至1 4mm原矿装入熟化炉内； 2对熟化炉进行熟化加热，熟化加热的温度控制在600 900°C ，熟化时间2 4小时；当熟化温度低于60(TC时，由于石煤没有被充分燃烧，熟化炉炉温无法维持而熄灭； 当熟化温度高于85(TC时，V205浸出率有所下降，当熟化温度高于90(TC时，V205浸出率出现 锐减，这是由于熟化温度高于85(TC时，部分物料被烧结，钒又一次被包裹影响其浸出；当 熟化时间小于2小时时，钒云母晶格的破坏程度达不到要求，、05浸出率不能满足要求；当 熟化温度大于4小时时，不仅V205浸出率不再提高，而且降低了熟化炉的矿石处理能力，熟 化温度的控制会变得非常困难。本发明熟化加热的温度控制在650 85(TC较佳。熟化时 间2. 5 3. 5小时较佳。熟化加热的温度控制在700 80(TC较佳。熟化加热的温度控制 在75(TC最佳。熟化时间3小时最佳。本发明将原矿破碎的粒径大小为2 3mm较佳。
3连续进料以保持熟化炉炉温，熟料从熟化炉中溢出后，融水制浆进球磨机；
4再将熟化后熟料湿磨至酸浸工艺要求的粒度。
实施例1 : 将破碎至lmm原矿装入熟化炉内；对熟化炉进行熟化加热，熟化加热的温度控制 在60(TC，熟化时间2小时；停止加热，将熟化后熟料从熟化炉中取出，静置降温到湿磨适 宜温度；再将熟化后熟料湿磨至酸浸工艺要求的粒度；之后进行其余程序，、05浸出率为 65%。
实施例2 : 将破碎至4mm原矿装入熟化炉内；对熟化炉进行熟化加热，熟化加热的温度控制 在90(TC，熟化时间4小时；停止加热，将熟化后熟料从熟化炉中取出，静置降温到湿磨适 宜温度；再将熟化后熟料湿磨至酸浸工艺要求的粒度；之后进行其余程序，、05浸出率为 66%。 实施例3 : 将破碎至2mm原矿装入熟化炉内；对熟化炉进行熟化加热，熟化加热的温度控制 在65(TC，熟化时间2. 5小时；停止加热，将熟化后熟料从熟化炉中取出，静置降温到湿磨 适宜温度；再将熟化后熟料湿磨至酸浸工艺要求的粒度；之后进行其余程序，、05浸出率为 68%。 实施例4: 将破碎至3mm原矿装入熟化炉内；对熟化炉进行熟化加热，熟化加热的温度控制 在70(TC，熟化时间3. 5小时；停止加热，将熟化后熟料从熟化炉中取出，静置降温到湿磨 适宜温度；再将熟化后熟料湿磨至酸浸工艺要求的粒度；之后进行其余程序，、05浸出率为 69%。 实施例5 : 将破碎至3mm原矿装入熟化炉内；对熟化炉进行熟化加热，熟化加热的温度控制在75(TC，熟化时间3小时；停止加热，将熟化后熟料从熟化炉中取出，静置降温到湿磨适 宜温度；再将熟化后熟料湿磨至酸浸工艺要求的粒度；之后进行其余程序，、05浸出率为 75%。
实施例6 : 将破碎至3mm原矿装入熟化炉内；对熟化炉进行熟化加热，熟化加热的温度控制 在80(TC，熟化时间3小时；停止加热，将熟化后熟料从熟化炉中取出，静置降温到湿磨适 宜温度；再将熟化后熟料湿磨至酸浸工艺要求的粒度；之后进行其余程序，、05浸出率为 71%。
实施例7 : 将破碎至3mm原矿装入熟化炉内；对熟化炉进行熟化加热，熟化加热的温度控制 在85(TC，熟化时间3小时；停止加热，将熟化后熟料从熟化炉中取出，静置降温到湿磨适 宜温度；再将熟化后熟料湿磨至酸浸工艺要求的粒度；之后进行其余程序，、05浸出率为 70%。
实施例8 : 将破碎至2mm原矿装入熟化炉内；对熟化炉进行熟化加热，熟化加热的温度控制 在90(TC，熟化时间3小时；停止加热，将熟化后熟料从熟化炉中取出，静置降温到湿磨适 宜温度；再将熟化后熟料湿磨至酸浸工艺要求的粒度；之后进行其余程序，、05浸出率为 67%。 实施例9: 将破碎至2mm原矿装入熟化炉内；对熟化炉进行熟化加热，熟化加热的温度控制 在75(TC，熟化时间3. 5小时；停止加热，将熟化后熟料从熟化炉中取出，静置降温到湿磨 适宜温度；再将熟化后熟料湿磨至酸浸工艺要求的粒度；之后进行其余程序，、05浸出率为 68%。
实施例10 : 将破碎至2mm原矿装入熟化炉内；对熟化炉进行熟化加热，熟化加热的温度控制 在75(TC，熟化时间2. 5小时；停止加热，将熟化后熟料从熟化炉中取出，静置降温到湿磨 适宜温度；再将熟化后熟料湿磨至酸浸工艺要求的粒度；之后进行其余程序，、05浸出率为 66%。
权利要求
一种对原矿进行熟化预处理的石煤酸法提钒工艺，主要包括原矿破磨、酸浸、液固分离、溶液予处理、萃取与反萃取、氧化沉钒以及红钒脱氨步骤，其特征在于，在所述酸浸步骤前还包括原矿熟化预处理步骤，所述原矿熟化预处理步骤具体包括1将破碎至1～4mm原矿装入熟化炉内；2对熟化炉进行熟化加热，熟化加热的温度控制在600～900℃，熟化时间2～4小时；3停止加热，将熟化后熟料从熟化炉中取出，静置降温到湿磨适宜温度；4再将熟化后熟料湿磨至酸浸工艺要求的粒度。
2. 根据权利要求1所述对原矿进行熟化预处理的石煤酸法提钒工艺，其特征在于所 述熟化加热的温度控制在650 850°C。
3. 根据权利要求1所述对原矿进行熟化预处理的石煤酸法提钒工艺，其特征在于所 述熟化时间2. 5 3. 5小时。
4. 根据权利要求1 3所述对原矿进行熟化预处理的石煤酸法提钒工艺，其特征在于 所述将原矿破碎的粒径大小为2 3mm。
5. 根据权利要求4所述对原矿进行熟化预处理的石煤酸法提钒工艺，其特征在于所 述熟化加热的温度控制在700 800°C。
6. 根据权利要求5所述对原矿进行熟化预处理的石煤酸法提钒工艺，其特征在于所 述熟化加热的温度控制在750°C。
7. 根据权利要求6所述对原矿进行熟化预处理的石煤酸法提钒工艺，其特征在于所 述熟化时间3小时。
全文摘要
一种对原矿进行熟化预处理的石煤酸法提钒工艺，主要包括原矿破磨、酸浸、液固分离、溶液预处理、萃取与反萃取、氧化沉钒以及红钒脱氨步骤，在所述酸浸步骤前还包括原矿熟化预处理步骤，具体包括将破碎装炉、熟化加热、熟料取出、熟料湿磨几个步骤。本发明可以破坏钒的类质同象，明显提高V2O5浸出率，能把V2O5浸出率从30％～50％提高到65％～75％，溶液中铁含量降低了二分之一至三分之一，改善酸浸矿浆的过滤及沉降性能，由于熟化步骤没有添加任何化学试剂，故不会对环境产生污染，同时综合利用石煤本身热能达到“节能减排”的目的。
文档编号C22B34/22GK101696473SQ20091021848
公开日2010年4月21日 申请日期2009年10月23日 优先权日2009年10月23日
发明者杜怀亭 申请人:陕西正道投资有限公司;