粉煤灰酸浸综合回收钒、钾工艺的方法技术

本发明专利技术涉及一种粉煤灰酸浸回收钒、钾工艺的方法。包括以下步骤：(1)浸出-飞灰中和作业，(2)硫酸铝钾结晶作业，(3)石灰中和作业，(4)还原作业，(5)萃取-反萃取作业，(6)结晶-沉钒作业，(7)红钒煅烧作业。本发明专利技术使用浸出上清液结晶回收钾、有效地利用部分杂质铝；从反水中结晶制备铵明矾，除进一步回收利用杂质铝外，也是最终产出合格精钒质量的保障；萃余液经处理返回浸出作业，无废水排放外，同时还提高了钾的回收率。本方法运行成本低，保障提钒整体工艺流畅，环境污染小。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种粉煤灰酸浸回收钒、钾工艺的方法。包括以下步骤：(1)浸出-飞灰中和作业，(2)硫酸铝钾结晶作业，(3)石灰中和作业，(4)还原作业，(5)萃取-反萃取作业，(6)结晶-沉钒作业，(7)红钒煅烧作业。本专利技术使用浸出上清液结晶回收钾、有效地利用部分杂质铝；从反水中结晶制备铵明矾，除进一步回收利用杂质铝外，也是最终产出合格精钒质量的保障；萃余液经处理返回浸出作业，无废水排放外，同时还提高了钾的回收率。本方法运行成本低，保障提钒整体工艺流畅，环境污染小。【专利说明】
本专利技术属于湿法冶金领域，具体涉及含钒型石煤燃烧发电、。
技术介绍
石煤提钒是石煤资源综合利用的一个重要方面，我国从60年代起开始石煤提钒的相关研究与生产，石煤提钒技术水平已取得很大的提升，但提钒工艺中存在钒总回收率低、试剂消耗大、成本高、易产生污染等问题依然比较突出；并且石煤提钒理论研究较少，研究方法单一，尤其是对于焙烧过程、浸出过程的相关理论研究比较薄弱，这严重制约了提钒技术的发展。 石煤资源在陕西省安康地区十分丰富，与国内同类资源相比，其特点表现为:①发热值高，用来燃煤发电的热效率高；②燃煤飞灰钒、钾含量高，可以有价提取该元素；③提取后的废渣还可部分用做建材等行业。④整个项目的工艺技术路线符合国家《矿产资源节约与综合利用“十二五”规划》的“资源节约优先战略，加强矿产资源节约与综合利用，提高资源开发利用效率和水平”精神，和重点项目领域范畴。 目前全国利用石煤型钒矿提炼五氧化二钒的厂家，其生产工艺流程是将原矿直接冶炼，原矿五氧化二钒品位0.9— I %，冶炼回收率在60%左右，回收率低，资源浪费较大，耗用的材料多，成本较高。如果将石煤型钒矿进行高酸浸出，使五氧化二钒回收率提高到80%以上，又会出现杂质离子和伴生有益组分在浸出液中富集、进一步除杂和综合回收有益组分等一系列问题。
技术实现思路
本专利技术针对粉煤灰提钒工艺上必须高酸浸出带来的一系列问题，提供一种，其使工艺流畅，同时回收其他有价元素钾。 本专利技术的技术解决方案是:，包括以下步骤: (I)浸出一粉煤灰中和作业 粉煤灰用硫酸和助浸剂氟化钙直接酸浸，硫酸用量为与粉煤灰质量百分比30%~50%,助浸剂氟化钙用量为与粉煤灰质量百分比3.5~5%、浸出时间7~12h、浸出温度90±5°C、浸出液体体积与固体重量的比2.5~3:1 ;浸出作业完成进行过滤固液分离，浸出上清液采用粉煤灰中和，其用量为酸浸粉煤灰用量的30~60%，粉煤灰中和温度50~60°C，中和时间3~4h ;对浸出渣进行逆流浆化洗涤四次，每次洗水量与浸出作业液体体积相同，第四次洗涤水为石灰和洗水配制，每次洗水逆流返回，浸渣过滤堆存； (2)硫酸铝钾结晶作业 粉煤灰中和上清液搅拌结晶，得到十二水硫酸铝钾结晶，结晶温度5~10°C ； (3)石灰中和作业 硫酸铝钾结晶尾液常温下进行石灰中和，pH = 1.8±0.2，合并石灰中和上清液及一次洗水进入还原作业；中和渣堆存； ⑷还原作业 石灰中和上清液加入铁屑还原时间1.5~2h，铁屑加入量为还原溶液中V2O5金属量的5.5~6倍，温度38~42°C 土，电位305~315mv左右，加入聚丙烯酰胺类絮凝剂用量20~30g/t-粉煤灰，沉降并静置2~3h，固液分离，还原上清液作为萃取原液，还原渣堆存； (5)萃取一反萃取作业 中和液萃取采用7级逆流萃取，8级逆流反萃、3级逆流再生、I级逆流洗涤，有机相组成12.5% 2-乙基己基磷酸+5%磷酸三丁酯+82.5%磺化煤油，反萃剂为1.5mol的硫酸溶液，再生剂为3mol的硫酸溶液；萃余液的废水处理是用石灰中和得到石灰渣和再生水，再生水返回浸出作业，反萃后贫有机相经过有机相再生返回萃取作业中； (6)结晶一沉钒作业 反萃液常温下加氨水调pH值至2.0~2.2结晶，结晶时间4~5h，结晶析出铵明帆，固液分离后结晶尾液加氯酸钠氧化至溶液电位1050~110011^，氧化温度60±51:，氧化时间I~2h，加氨水至pH值2.2~2.5沉钒，沉钒温度92~95°C，沉钒时间2~4h，得到红钒； (7)红钒煅烧作业 红钒烘干后的入煅烧炉在530~560°C下煅烧2~3h，产出精钒产品。 所述的粉煤灰为低热值3500大卡以下含钒型石煤矿或低热值2000大卡以下石煤型钒矿燃烧后的飞灰。 本专利技术的优点和积极效果是:本专利技术使用浸出上清液结晶回收钾、有效地利用部分杂质铝；从反水中结晶制备铵明矾，除进一步回收利用杂质铝外，也是最终产出合格精钒质量的保障；萃余液经处理返回浸出作业，无废水排放外，同时还提高了钾的回收率。采用本方法后: (I)在硫酸用量不变的情况下，添加适量的助浸剂量，提高V2O5浸出率；浸出上清液采纳粉煤灰中和使石灰消耗量大大降低，。 (2)从粉煤灰中和液提取十二水硫酸铝钾、从反水中提取十二水硫酸铝铵等副产品，这种设置不仅确保了整个工艺的畅通，主钒产品的合格，还在该环节得到副产品，提高了产品的利润空间。 (3)结晶-沉钒作业能保证产出合格的精钒产品。 (4)工艺过程无废水排放。萃余液净化再生返回对提钒指标不产生影响，还可提高了钾的回收率。 (5)沉钒尾水中和，中和渣堆存，中性水可循环使用；沉钒氧化的氯气、浸出逸出气体经碱液吸收可达标。对环境污染很小。 【专利附图】【附图说明】 附图为本专利技术的工艺流程图。 【具体实施方式】 以下实施例旨在进一步说明本专利技术，而非限制本专利技术。 实施例: 采用本方法陕西某地粉煤灰。该矿主要矿物为石英、粘土矿物，V2O5含量0.92%。所述的粉煤灰为低热值3500大卡以下含钒型石煤矿或低热值2000大卡以下石煤型钒矿燃烧后的飞灰。 (I)浸出一飞灰中和作业 加入粉煤灰40%的硫酸及3.50%的助浸剂氟化钙，液固比(浸出液体体积与固体重量的比值)2.5:1，在90°C，浸出反应7h。浸出作业完成进行固液分离，浸出上清液采用粉煤灰中和，其用量为浸出粉煤灰用量的55%，粉煤灰中和温度50°C，中和时间4h。固液分离通畅。中和液含V2O5含量5.5g/L左右。V2O5浸出率为82.90%，K2O浸出率51.30%。 浸出渣进行逆流浆化洗涤四次，每次洗水量与浸出作业液体体积相同，第四次洗涤为石灰水，洗水逆流返回，浸渣堆存；第四次用萃余液再生水洗涤并加石灰中和至PH大于5。浸出渣中V2O5含0.15%，渣产率为102%。 (2)硫酸铝钾结晶作业 浸出上清液加入粉煤灰中和，其用量为浸出粉煤灰用量的30— 60%，粉煤灰中和上清液搅拌结晶，得到十二水硫酸铝钾结晶，结晶温度5 — 10°C。飞灰中和上清液进行硫酸铝钾结晶是保障整个提钒工艺畅通的前提，结晶温度5 — 10°C，结晶产品中氧化钾回收率占飞灰中和后液金属量的45%以上。广品十二水硫Ife招钟符合国标。 (3)石灰中和作业 硫酸铝钾结晶尾液常温下进行石灰中和，pH = 1.8±0.2。合并石灰中和上清液及一次洗水进入下步作业。石灰中和作业钒回收率为97.09%、渣产率4.7%。石灰中和过程中必须严格控制溶液pH < 2，否则V2O5损失快速上升。本文档来自技高网...

【技术保护点】
粉煤灰酸浸综合回收钒、钾工艺的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)浸出—粉煤灰中和作业粉煤灰用硫酸和助浸剂氟化钙直接酸浸，硫酸用量为与粉煤灰质量百分比30％～50％，助浸剂氟化钙用量为与粉煤灰质量百分比3.5～5％、浸出时间7～12h、浸出温度90±5℃、浸出液体体积与固体重量的比2.5～3:1；浸出作业完成进行过滤固液分离，浸出上清液采用粉煤灰中和，其用量为酸浸粉煤灰用量的30～60％，粉煤灰中和温度50～60℃，中和时间3～4h；对浸出渣进行逆流浆化洗涤四次，每次洗水量与浸出作业液体体积相同，第四次洗涤水为石灰和洗水配制，每次洗水逆流返回，浸渣过滤堆存；(2)硫酸铝钾结晶作业粉煤灰中和上清液搅拌结晶，得到十二水硫酸铝钾结晶，结晶温度5～10℃；(3)石灰中和作业硫酸铝钾结晶尾液常温下进行石灰中和，pH＝1.8±0.2，合并石灰中和上清液及一次洗水进入还原作业；中和渣堆存；(4)还原作业石灰中和上清液加入铁屑还原时间1.5～2h，铁屑加入量为还原溶液中V2O5金属量的5.5～6倍，温度38～42℃±，电位305～315mv左右，加入聚丙烯酰胺类絮凝剂用量20～30g/t‑粉煤灰，沉降并静置2～3h，固液分离，还原上清液作为萃取原液，还原渣堆存；(5)萃取—反萃取作业中和液萃取采用7级逆流萃取，8级逆流反萃、3级逆流再生、1级逆流洗涤，有机相组成12.5％2‑乙基己基磷酸+5％磷酸三丁酯+82.5％磺化煤油，反萃剂为1.5mol的硫酸溶液，再生剂为3mol的硫酸溶液；萃余液的废水处理是用石灰中和得到石灰渣和再生水，再生水返回浸出作业，反萃后贫有机相经过有机相再生返回萃取作业中；(6)结晶—沉钒作业反萃液常温下加氨水调pH值至2.0～2.2结晶，结晶时间4～5h，结晶析出铵明矾，固液分离后结晶尾液加氯酸钠氧化至溶液电位1050～1100mV，氧化温度60±5℃，氧化时间1～2h，加氨水至pH值2.2～2.5沉钒，沉钒温度92～95℃，沉钒时间2～4h，得到红钒；(7)红钒煅烧作业红钒烘干后的入煅烧炉在530～560℃下煅烧2～3h，产出精钒产品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡选锋，马晶，赵笑益，齐建云，刘子延，
申请(专利权)人：陕西煤业化工集团陕南投资开发有限公司，西北有色地质研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61