专利名称：一种硫酸熟化分解石煤钒矿的方法
技术领域：
本发明属矿产资源加工技术领域，具体涉及一种硫酸熟化分解石煤钒矿的方法。
背景技术：
钒的熔点很高，常与铌、钽、钨、钥并称为难熔金属。钒具有良好的延展性，质坚硬，耐盐酸和硫酸的性能，并且在耐气-盐-水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好。因此钒在冶金、化工、钢铁的行业具有十分广泛的用途。随着我国现代化建设的高速发展，钒及其化合物的需求量越来越大。我国钒资源主要蕴藏于钒钛磁铁矿和石煤钒矿中。我国南方石煤钒矿分布较广泛，石煤储量为618. 8亿吨，蕴藏于石煤中的V2O5储量为11797万吨，其中V2O5品位彡O. 5% 的储量为7707. 5万吨，是我国钒钛磁铁矿中V2O5储量的2. 7倍。因此，从石煤中提钒成为 了我国利用钒资源的一个重要发展方向。我国石煤提钒研究和生产是从上世纪60年代开始，经历了钠化焙烧-水浸、空白焙烧-酸浸和直接酸浸等阶段。钠化焙烧-水浸工艺存在焙烧转化率和水浸回收率低，一般焙烧转化率小于55%，水浸回收率小于50%，资源综合回收率低，产生严重的烟气污染；空白焙烧-酸浸和直接酸浸虽然无含酸烟气排放，但同样存在焙烧转化率低，资源浪费严重，浸出液杂质分离困难等问题；目前石煤提钒产业需求高回收率、低成本、低能耗和清洁环保的生产技术。传统的焙烧工艺资源利用率低，环境污染大，已逐步被淘汰。利用硫酸浸出提钒是石煤发展的方向。钒在石煤中赋存状态复杂，钒以多种价态氧化物存在，直接酸浸时必须加入2(Γ40%的浓硫酸才能使包裹在矿粒深部的钒转价浸出。但随之伴生的问题是浸出液中的残酸过高，铁浸出率高，在后续的处理时需加入大量的碱中和，酸碱消耗量大，成本高，钒夹带损失严重。2011年11月25日国家能源局发布国能电力(2011)396号文件《国家能源局关于促进低热值煤发电产业健康发展的通知》中的基本原则是分类利用、高效环保，合理布局、就近消纳，突出重点、统筹规划，政策支持、加强管理。中国专利公开号CN102260792A中公布了一种含钒石煤加浓硫酸及添加剂堆浸的方法，该方法要求筑堆矿粉厚度不小于2米，反应周期2飞天，反应结束的矿粉进行水浸。该方法存在反应周期长，筑堆难度大，不能开展大规模的连续生产，生产工艺指标难控制，产品质量不稳定等因素。因此，在保证钒较高回收率和控制铁浸出的同时，确保连续生产是实现石煤钒矿高效综合利用的关键。
发明内容
本发明的目的是针对前述工艺的不足，提供一种能大规模连续生产，缩短浸出周期，在提高钥;浸出率的同时、抑制铁浸出的一种石煤钥;矿浸出技术。上述目的是通过下述方案实现的一种硫酸熟化分解石煤钒矿的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤
(1)矿石细磨将石煤钒矿破碎并细磨至一定粒度，得细矿粉；
(2)干燥/增湿通过往上述细矿粉中加水或干燥的方式，控制矿粉含水量，得熟化前矿样；
(3)硫酸熟化往上述熟化前矿样中配入硫酸钠的条件下进行硫酸熟化；
(4)搅拌水浸将熟化后的物料在水中进行搅拌浸出。根据上述的方法，其特征在于步骤(I)中石煤钒矿细磨后粒径小于O. 074mm占65%以上。根据上述的方法，其特征在于步骤(2)中控制细矿粉含水质量百分含量为3 8%。
根据上述的方法，其特征在于步骤(3)中硫酸钠的加入量为物料重量的3 8%。根据上述的方法，其特征在于步骤(3)中硫酸熟化时硫酸为质量百分含量93 98%的浓硫酸，加入量为物料重量的15 30%。根据上述的方法，其特征在于步骤(3)中硫酸熟化时熟化时间12 48h。根据上述的方法，其特征在于步骤(4)中浸出温度为85 10(TC，浸出液固比ml/g为I. 5: f 3:1，浸出时间为2 10h，浸出终点pH为广2。本发明的有益效果
1.利用浓硫酸遇水放热的性质，将熟化料堆积保存热量，不再消耗外界能量即可达到150°C以上的熟化温度，节省了能源消耗；
2.硫酸钠的加入使烟灰中铁的浸出得到抑制，铁的浸出率小于5%，从而使浸出液更加纯净，容易处理。3.可进行大规模连续生产，缩短了浸出周期，提高了生产能力。
图I是本发明的工艺流程图。
具体实施例方式参见图1，本发明的硫酸熟化分解石煤钒矿的方法包括以下步骤
(1)矿石细磨将石煤钒矿破碎并细磨至一定粒度，得细矿粉，石煤钒矿细磨后粒径小于O. 074mm占65%以上；
(2)干燥/增湿通过往上述细矿粉中加水或干燥的方式，控制矿粉含水量，得熟化前矿样，控制细矿粉含水质量百分含量为3 8%。；
(3)硫酸熟化往上述熟化前矿样中配入物料重量3 8%的硫酸钠的条件下进行硫酸熟化，硫酸用量为物料重量的15% 30%，熟化时间12 48h ；
(4)搅拌水浸将熟化后的物料在液固比ml/gl.5:1 3:1之间进行水浸，浸出温度85 100°C，浸出时间2 10h，浸出终点pH为I 2。下面结合具体实例，对本发明进行进一步说明
实施例I:
参见附图1，取来自贵州某地的石煤钒矿lOOOg，细磨至O. 074mm以下65%后，控制含水质量百分含量为7%，混入50g硫酸钠，然后加入126ml 98%的浓硫酸混合均匀，测得物料升温至161 °C，随后将熟化物料放置于密封盒内，保存24h之后，取出后将熟化料敲碎，采用液固比ml/g2:1，95°C条件下水浸6h。实验测得钒浸出率84. 37% (洛计)，铁浸出率3. 12% (洛计)，浸出液中含钒3. 39g/L，含铁O. 61g/L。实施例2:
取来自陕西某地的石煤钒矿lOOOg，细磨至O. 074mm以下70%后，控制含水质量百分含量为5%，混入60g硫酸钠，然后加入140ml 98%的浓硫酸混匀熟化，测得物料升温至168°C，随后将熟化物料放置于密封盒内，保存36h，取出后将熟化料敲碎，采用液固比ml/gl. 8:1，90°C条件下水浸6h。实验测得钒浸出率80. 06% (渣计)，铁浸出率3. 88% (渣计)浸出液中含钒 4. 23g/L，含铁 O. 44g/L。实施例3
取来自湖北十堰某地的石煤钒矿lOOOg，细磨至0. 074mm以下70%后，控制物料含水质 量百分含量为5%，混入60g硫酸钠，然后加入82ml 98%的浓硫酸混合均匀，测得物料升温至155°C，随后将物料放置于密封盒内，熟化48h之后，取出后将熟化料敲碎，采用液固比ml/g2:l，95°C条件下水浸6h。实验测得钒浸出率84. 12% (渣计)，铁浸出率2. 57% (渣计)，浸出液中含钒3. 12g/L，含铁O. 65g/L。实施例4
取来自陕西某地的石煤钒矿lOOOg，细磨至0. 074mm以下90%后，控制含水质量百分含量为3%，混入30g硫酸钠，然后加入130ml 93%的浓硫酸混匀熟化，测得物料升温至165°C，随后将熟化物料放置于密封盒内，保存48h，取出后将熟化料敲碎，采用液固比ml/gl. 5:1，85°C条件下水浸10h。实验测得钒浸出率81. 06% (渣计)，铁浸出率3. 93% (洛计)浸出液中含钒 4. 28g/L，含铁 0. 49g/L。实施例5
取来自湖北十堰某地的石煤钒矿lOOOg，细磨至0. 074mm以下80%后，控制物料含水质量百分含量为8%，混入80g硫酸钠，然后加入165ml 93%的浓硫酸混合均匀，测得物料升温至151°C，随后将物料放置于密封盒内，熟化12h之后，取出后将熟化料敲碎，采用液固比ml/g3:l, 100°C条件下水浸2h。实验测得钒浸出率83. 12% (洛计)，铁浸出率2. 67% (渣计)，浸出液中含钒3. 22g/L，含铁0. 69g/L。
权利要求
1.一种硫酸熟化分解石煤钒矿的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 (1)矿石细磨将石煤钒矿破碎并细磨至一定粒度，得细矿粉； (2)干燥/增湿通过往上述细矿粉中加水或干燥的方式，控制矿粉含水量，得熟化前矿样； (3)硫酸熟化往上述熟化前矿样中配入硫酸钠的条件下进行硫酸熟化； (4)搅拌水浸将熟化后的物料在水中进行搅拌浸出。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤(I)中石煤钒矿细磨后粒径小于O.074mm 占 65% 以上。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤(2)中控制细矿粉含水质量百分含量为3 8%。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤(3)中硫酸钠的加入量为物料重量的3 8%。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤(3)中硫酸熟化时硫酸为质量百分含量93、8%的浓硫酸，加入量为物料重量的15 30%。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤(3)中硫酸熟化时熟化时间12 48h。
7.根据权利I所述的方法，其特征在于步骤(4)中浸出温度为85 10(TC，浸出液固比ml/g为1.5:广3:1，浸出时间为2 1011，浸出终点？!1为广2。
全文摘要
本发明公开了一种硫酸熟化分解石煤钒矿的方法。首先将石煤钒矿破碎并细磨至65%在0.074mm以下，控制物料含水质量百分含量为3%～8%，然后配入物料重量3~8%的硫酸钠，然后加入物料重量15~30%的浓硫酸进行熟化，熟化时间为12~48h，熟化料用水浸出，浸出液固比ml/g在1.5:1~3:1之间，浸出反应在85~100℃温度范围内进行2~6h，石煤钒矿中钒浸出率大于80%，铁浸出率小于5%。该工艺可以实现铁的控制浸出，具有流程短，钒浸出率高，铁浸出率低等优点。
文档编号C22B34/22GK102912123SQ201210335049
公开日2013年2月6日 申请日期2012年9月12日 优先权日2012年9月12日
发明者王成彦, 尹飞, 居中军, 陈永强, 阮书锋, 杨永强, 揭晓武, 杨卜, 马保中, 张永禄, 邢鹏, 郜伟, 李强, 袁文辉, 杨玮娇 申请人:北京矿冶研究总院