一种石煤提钒全湿法工艺中浸出余酸的中和方法技术

一种石煤提钒全湿法工艺中浸出余酸的中和方法，石煤钒矿依次经过破碎、磨矿、硫酸浸出、固液分离得到浸出液。将浸出液进行中和，中和是用石灰石矿物，经过破碎、球磨机制成石灰石浆，再利用石灰石浆中和含酸、钒的浸出液，使PH=2～3.5再进行萃取、反萃取及沉钒步骤。本发明专利技术在保证中和达到萃取的前提下，大大降低了碱的用量，而且石灰石易于开采，资源丰富，价格低廉，石灰石不用煅烧为氧化钙，消除了煅烧对环境的危害，本发明专利技术具有中和速度快、操作简单、成本低、连续性生产强和环境友好的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种浸出余酸的中和方法，具体涉及一种石煤提钒全湿法工艺中浸出 余酸的中和方法。
技术介绍
我国绝大多数石煤中的钒主要赋存于云母类粘土矿物中，并且绝大部分以V(III) 形式存在于粘土矿物夹心层中，部分取代Al (III )，这种硅铝酸盐结构较为稳定，通常石煤 中V(III)难以被水、酸或碱溶解；在石煤原生样中V(IV)存在甚少。石煤提钒的基本原理 为：通过浸出使钒由固相（石煤或石煤焙烧渣）进入到液相（浸出液）中，采用萃取或离子 交换等手段使钒富集后，利用沉淀和结晶技术，使钒由液相转化为固相，煅烧后得到五氧化 二钒产品。从工艺流程来看，涉及到焙烧、浸出、富集（萃取或离子交换）和沉钒四个工艺步 骤，这四个步骤的效率决定了钒总回收率的高低。萃取、离子交换和沉钒三个工艺步骤在技 术上相对较为成熟，钒损失不大，因此，钒浸出率的高低成为钒总回收率的关键决定因素。 目前提高钒浸出率的方法主要有两种，一种是对钒矿进行焙烧预处理，而后进行 酸浸或者碱浸；另一种是高温高酸直接浸出。这两种方法的选用取决于石煤矿中钒的存在 形式。石煤中的钒主要是以类质同相形式赋存于钒云母、水云母、黑云母、白云母和伊利石 等云母类矿物中，其次是以吸附状态赋存于一些有机碳质矿物中。石煤矿中钒如果主要以 云母类矿物为主要赋存形式时，就采用焙烧预处理一浸出工艺；如果钒主要以有机碳质为 主要赋存形式时，就采用高温高酸直接浸出工艺。 石煤焙烧预处理方法主要有钠盐焙烧、氧化焙烧和钙化焙烧，钠盐焙烧方法主要 是焙烧过程中加入钠盐，将石煤矿中难浸出的低价钒转变为易浸出的高价钒酸钠。氧化焙 烧是焙烧过程中利用空气中的氧将石煤矿中的低价钒转变为高价的V2O5。钙盐焙烧是是将 钒转变为高价的钒酸钙。在焙烧过程中，除了钒的价态和存在形式转变以外，矿物中的云母 类矿物的结构也会发生变化，使钒的类质同相结构得到破坏。 目前焙烧法均采用燃料进行加热，消耗大量的燃料，同时排放出大量的有毒废气 和废渣，对环境造成严重污染。 参见图1，石煤高温高酸直接浸出工艺主要适用于以吸附状态为主要赋存形式的 石煤钒矿，对以类质同相为主要赋存状态的钒矿基本不适用，该方法对矿物的适应性比较 差。另外该方法浸出过程酸耗较高，通常酸耗在15~20%范围内，而且后续工序中，需要用 大量的氢氧化钙乳进行中和，氢氧化钙价格较贵，生产成本大。中和后的浸出液浑浊，不易 澄清，而且夹带金属损失，造成金属回收率低，为防止金属损失，不能一次性中和到满足萃 取条件的PH范围，仍需要用氨水中和，造成浸出液及工艺废水氨氮含量高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现用氢氧化钙乳中和的缺陷，提供一种金属损失低、回收 率高、操作简单、连续性生产强和环境友好的石煤提钒全湿法工艺中浸出余酸的中和方法。 本专利技术的技术解决方案是： ，原矿依次经过破碎磨矿、硫酸浸出、 固液分离、中和、萃取、反萃取及沉钒步骤，最终得到五氧化二钒产品；其特殊之处在于：所 述中和是用石灰石矿物，经过破碎、经磨球机制成石灰石浆，再利用石灰石浆中和含酸、钒 的料液至PH=2~3. 5进行萃取、反萃取及沉钒步骤。 上述石灰石添加的比例，是根据浸出后的含酸、钒的料液的酸度决定的，最终中和 的PH=2~3. 5,满足含钒料液的H+浓度大约为0· lmol/L~I. 5mol/L，石灰石浆添加时重 量百分比浓度为15%~40%。 上述经过石灰石浆中和后的料液能将四价钒的化合物，经过萃取反萃取工艺分 离、富集、提纯，最后将富集后的高含钒料液经沉钒工艺转化为五价钒，形成沉淀即为红钒， 红钒经过煅烧即可得到钒片。 上述石灰石破碎20mm以下，经球磨机细磨后，要求-100目80%以上，重量百分比 浓度为15%~40%。 上述中和在50立方大中和槽中进行，动力为22kw电机，转速为45转，反应时间大 于30分钟。 上述原矿与制得浆液的质量比例约为170:1000。 上述石灰石是不经煅烧的原生石灰石，经破碎、湿磨后制浆，直接用于中和，反应 速度快，生产连续性强，石灰石易于获得。 石煤钒矿全湿法硫酸浸出提钒工艺，是在高温、高酸的条件下进行，工艺过程中硫 酸的用量很大，余酸需要大量的氢氧化钙乳、氨水中和，这是造成工艺高成本和氨氮超标的 根本原因。本项目旨在设法收利用石灰石替代氢氧化钙乳和液氨中和浸出液，每年减少氢 氧化钙用量约64800吨，杜绝氨水使用，达到氨氮零排放的目的。 整个方法过程环保、经济，没有煅烧释放的有毒有害气体，而且五氧化二钒的金属 回收率高，目前在陕西五洲矿业股份有限公司五氧化二钒的回收率能达到85%，在国际上属 于领先水平。 本专利技术用石灰石替代氢氧化钙乳和氨水具有以下优点： 1、氢氧化钙乳是一种乳浊液中和带有一定局限性，具体表现在不能一次直接将PH中 和至萃取工艺要求，金属量损失很大；仍需要用氨水中和至萃取条件。石灰石中和不存在这 方面的因素。 2、成本比较：氢氧化钙乳由氢氧化钙制成，成本高；石灰石价格低廉。 3、来源：氢氧化钙由碳酸钙经过煅烧制得，煅烧对环境污染大，产量受制约因素较 多，而石灰石资源丰富，易于获得。 4、环境友好：石灰石中和浸出液后，不再使用氢氧化钙和氨水，原料生产无污染， 生产系统中废水不含氨氮，易于处理返回生产系统使用，使得全湿法石煤提钒工艺实现清 洁、环保。【附图说明】 图1为原工艺流程图； 图2为本专利技术工艺流程图。【具体实施方式】 -种石煤提钒全湿法工艺中浸出余酸的中和方法，含钒石煤矿依次经过破碎磨 矿、硫酸浸出、固液分离、得到浸出液；所述中和是用石灰石矿石，经过破碎、，磨球机制成石 灰石浆，再利用石灰石浆中和含酸、钒的浸出液至PH=2~3. 5,进行萃取与反萃取及沉钒步 骤。 本专利技术旨在设法收利用石灰石替代氢氧化钙和液氨中和浸出液，每年减少氢氧化 钙用量约64800吨。工艺理论分析：氢氧化钙中和原理：CaCHH2O=Ca(OH)2Ca(OH) 2 + H2SO4 = CaSO4+ H2O。石灰石中和原理：CaCO3+ H2SO4 = CaSO4+ H2O + CO2丨。两者与硫酸反应最终 都生成硫酸钙且没有带进任何杂质，石灰石与氢氧化钙乳相比有以下优点：1、氢氧化钙乳 是一种乳浊液中和带有一定局限性，具体表现在不能一次直接将PH中和至萃取工艺要求， 金属量损失很大；仍需要用氨水中和至萃取条件。石灰石中和不存在这方面的因素。 2、成本比较：氢氧化钙乳由氢氧化钙制成，成本高；石灰石价格低廉。 3、来源：氢氧化钙由碳酸钙经过煅烧制得，煅烧使环境污染大，产量受制约因素较 多，而石灰石资源丰富，易于获得。 4、环境友好：石灰石中和浸出液后，不再使用氢氧化钙和氨水，原料生产无污染， 生产系统中废水不含氨氮，易于处理返回生产系统使用，使得全湿法石煤提钒工艺实现清 洁、环保。 石灰石代替氢氧化钙乳中和浸出液过程的工程化研宄。如上所述，为保证生产指 标，在生产过程中我们做了一下调整：1.由于石灰石与硫酸反应有大量二氧化碳生成，我 们采购了大的中和槽取代原有小的中和槽。2.石灰石比氢氧化钙乳密度大容易沉淀采用动 力提高流速防止沉淀。3.严格控制石灰石的磨￡：细度。 从工业试验情况来看，_截止2013年11月底，该项本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石煤提钒全湿法工艺中浸出余酸的中和方法，原矿依次经过破碎磨矿、硫酸浸出、固液分离、中和、萃取、反萃取及沉钒步骤，最终得到五氧化二钒产品；其特征在于：所述中和是用石灰石矿物，经过破碎、经磨球机制成石灰石浆，再利用石灰石浆中和含酸、钒的料液至PH=2～3.5，进行萃取、反萃取及沉钒步骤。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：艾军，郝文彬，戴子林，张军春，刘新运，李云宵，张明明，
申请(专利权)人：陕西五洲矿业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61