一种强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺制造技术

本发明专利技术属于石煤提钒技术应用领域，具体涉及到一种强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺，包括以下步骤：步骤一，石煤原矿经破碎、球磨后，得到待浸出石煤原矿；步骤二，将浓硫酸和水混合加入所述待浸出石煤原矿中，在85～92℃条件下，连续搅拌8小时进行浸出，得到浸出矿浆；步骤三，氧化、中和所述浸出矿浆后，对其进行固液分离，得到澄清液；步骤四，将所述澄清液通入树脂吸附柱进行分离、解析，得到含钒贵液；步骤五，化学处理所述含钒贵液，得到五氧化二钒。本发明专利技术解决了目前石煤提钒工艺存在的废气、废水排放严重超标、污染环境，且回收率低、产品质量不稳定、耗能大、生产成本较高等诸多问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石煤提钒技术应用领域，具体涉及到一种强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺。
技术介绍
传统石煤提钒企业大多采用焙烧、水浸、富集提纯、沉钒、干燥煅烧工艺生产五氧化二钒，在生产过程中产生大量废气、废水，导致排放严重超标，污染环境，且回收率低、产品质量不稳定、能耗大、生产成本较高。目前，以含钒石煤为原料的氧化钒产品生产工艺主要有湿法和火法两大类。湿法提钒是指对矿石不进行焙烧，采用较高浓度的酸浸出钒母液，进而生产五氧化二钒的生产工艺。火法提钒是在对钒矿石进行高温氧化焙烧后进行浸出提钒的技术，是石煤提钒最早的技术，焙烧是为了破坏钒矿物的组织结构，将钒氧化至高价态，使钒形成可溶性盐类。石煤火法提钒一般采用焙烧-离子交换工艺，工艺简单，生产成本低，但没有较为适用的规模化生产的焙烧设备，只有较小规模的平窑和立窑在应用，无法实现规模化生产；另外，以工业盐为氧化焙烧的添加剂及钙盐二元添加剂和无氯多元添加剂等，在焙烧过程中产生的烟尘含SO2和HCl、Cl2(使用工业盐作为添加剂时)等污染物，对周围环境破坏很大，2010年后，国家明令禁止采用氯化钠作为焙烧添加剂。目前焙烧工艺应用面较广，但生产规模均小于1000吨/日(处理原矿量)。石煤湿法提钒一般采用强酸浸出-萃取工艺，可实现规模化生产，但工艺流程长，生产控制复杂，成本高，同时会产生大量工业废水，环保处理难度较大。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺，其解决了目前石煤提钒工艺对钒元素氧化-还原-再氧化的重复过程造成的浪费及后期工业废水的处理问题，优化了国内传统石煤提钒工艺。专利技术内容本专利技术的一个目的是解决至少一个上述问题或缺陷，并提供至少一个后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供了一种强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺，其采用树脂吸附柱提纯高含钒富液，用于沉钒，解决了石煤提钒领域污染严重的难题。本专利技术还有一个目的是提供了一种强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺，其解决了目前石煤提钒工艺对钒元素氧化-还原-再氧化的重复过程造成的浪费及后期工业废水的处理问题，优化了国内传统石煤提钒工艺。本专利技术还有一个目的是提供了一种强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺，其使得氨氮废水量减少的同时，可将氨氮废水全闭路返回利用。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，本专利技术提供了一种强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺，包括以下步骤：步骤一，石煤原矿经破碎、球磨后，得到待浸出石煤原矿；步骤二，将浓硫酸和水混合加入所述待浸出石煤原矿中，在85～92℃条件下，连续搅拌8小时进行浸出，得到浸出矿浆；步骤三，氧化、中和所述浸出矿浆后，对其进行固液分离，得到澄清液；步骤四，将所述澄清液通入树脂吸附柱进行分离、解析，得到含钒贵液；步骤五，化学处理所述含钒贵液，得到五氧化二钒。本专利技术首次提出一种新的强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺，并对强酸体系下树脂吸附的各个影响因素进行系统试验，目前已投放到实际工业生产中，解决传统工艺对钒元素氧化-还原-再氧化的重复过程造成的浪费及后期处理问题，优化了国内传统石煤提钒工艺，新工艺生产过程稳定，操作简单，树脂吸附工艺只吸附五价钒，在工艺生产过程中只需氧化完全即可，不需要重复氧化-还原操作。原矿强酸浸出树脂吸附提钒新工艺的引用，弥补了石煤强酸性湿法提钒领域，用树脂吸附做为提纯高含钒富液用于沉钒，解决了石煤提钒领域污染严重的难题，同时降低了生产成本，具有显著的社会和经济效益。优选的是，在所述步骤二中，所述浓硫酸、所述水及所述待浸出石煤原矿的重量比为1:1:2。所述浓硫酸浸出所述石煤原矿，按上述比例可以很好地将含钒元素的化合物浸出。优选的是，在所述步骤二中，将浓硫酸和水混合加入所述待浸出石煤原矿中，在90℃条件下，连续搅拌8小时进行浸出，得到浸出矿浆。同理，在保持90℃条件下，连续搅拌8小时可就可以得到下一步骤需要的合格的浸出矿浆。优选的是，在所述步骤三中，氧化、中和所述浸出矿浆后，对其进行固液分离，得到澄清液的具体步骤为：加入氧化剂，且用石灰中和所述浸出矿浆的pH至1.7～1.9；加入絮凝剂，通过所述絮凝剂与高效浓密机配合使用，对中和后的所述浸出矿浆进行固液分离，得到所述澄清液。所述浸出后矿浆经氧化剂氧化后，使得四价钒离子V4+转换为五价钒离子V5+，然后加入絮凝剂进行固液分离，需要半个小时就可以得到所述澄清液，如果不使用絮凝剂，需要10个小时才可以完成固液分离，得到所述澄清液。优选的是，在所述步骤四中，将所述澄清液通入树脂吸附柱进行分离、解析，得到含钒贵液的具体步骤为：将所述澄清液通入四根所述树脂吸附柱进行逆流吸附分离，待所述树脂吸附柱吸附饱和后，用5％的氢氧化钠溶液作为解析液对饱和的所述树脂吸附柱进行解析，得到含钒贵液。用所述树脂吸附柱提纯高含钒富液用于沉钒，解决了石煤提钒领域污染严重的难题，同时降低了生产成本，具有显著的社会和经济效益。优选的是，在所述步骤五中，化学处理所述含钒贵液，得到五氧化二钒的具体操作如下：在所述含钒贵液中加入净化剂，在90℃条件下搅拌1小时，得到混合物；通过板框压滤机压滤所述混合物，得到净化液；将氯化铵加入所述净化液中进行沉钒，得到偏钒酸铵；在550℃条件下，干燥、煅烧所述偏钒酸铵2小时，得到五氧化二钒。最终产品为粉状五氧化二钒，其品位在98％～99％之间。优选的是，在所述步骤三中，氧化、中和所述浸出矿浆后，对其进行固液分离，得到澄清液和尾渣，清洗所述尾渣，得到的清洗液回收至步骤二中，和浓硫酸混合加入所述待浸出石煤原矿中。所述清洗液回收利用，没有排放，环保而且节能。优选的是，在所述步骤四中，将所述澄清液通入树脂吸附柱进行分离、解析，得到含钒贵液和含钒贫液，将所述含钒贫液作为洗水清洗所述高效浓密机，从而在所述步骤三中参与固液分离，得到所述澄清液通过所述树脂吸附柱参加吸附分离。所述含钒贫液作为洗水回收利用，没有排放，降低石灰消耗并彻底解决污水中萃取剂产生的问题，环保而且节能，提高效益。优选的是，还包括步骤六：在将氯化铵加入所述净化液中进行沉钒的过程中产生氨氮废水，对所述氨氮废水进行处理后得到含3000mg/L氨氮的溶液，将所述溶液作为解析的溶剂回收至步骤四中。所述氨氮废水量减少，溶剂萃取工艺生产吨产品产生60m3氨氮废水，树脂吸附工艺生产吨产品产生30m3氨氮废水，溶剂萃取工艺氨氮废水无法闭路，树脂吸附工艺氨氮废水可全闭路返回利用。优选的是，所述树脂吸附柱的填充物为阴离子交换树脂。本专利技术的有益效果1、本专利技术提供的一种强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺，其采用树脂吸附柱提纯高含钒富液，用于沉钒，解决了石煤提钒领域污染严重的难题。2、本专利技术提供的一种强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺，其生产过程稳定，操作简单，树脂吸附工艺只吸附五价钒，在工艺生产过程中只需氧化完全即可，不需要重复氧化-还原操作。3、本专利技术提供的一种强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺，其得到的最终产品品级稳定，产品中铁可降到0.1％以下。4、本专利技术提供的一种强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺，其减少危险源，溶剂萃取工艺中使用有机相与氨水为危化品，增加过程管理难度，离子交换工艺采用氯化铵沉钒，大大的降低了现场管理难度。5、本专利技术提供的一种强酸体系下树脂吸附的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，石煤原矿经破碎、球磨后，得到待浸出石煤原矿；步骤二，将浓硫酸和水混合加入所述待浸出石煤原矿中，在85～92℃条件下，连续搅拌8小时进行浸出，得到浸出矿浆；步骤三，氧化、中和所述浸出矿浆后，对其进行固液分离，得到澄清液；步骤四，将所述澄清液通入树脂吸附柱进行分离、解析，得到含钒贵液；步骤五，化学处理所述含钒贵液，得到五氧化二钒。

【技术特征摘要】
1.一种强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，石煤原矿经破碎、球磨后，得到待浸出石煤原矿；步骤二，将浓硫酸和水混合加入所述待浸出石煤原矿中，在85～92℃条件下，连续搅拌8小时进行浸出，得到浸出矿浆；步骤三，氧化、中和所述浸出矿浆后，对其进行固液分离，得到澄清液；步骤四，将所述澄清液通入树脂吸附柱进行分离、解析，得到含钒贵液；步骤五，化学处理所述含钒贵液，得到五氧化二钒。2.如权利要求1所述的强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺，其特征在于，在所述步骤二中，所述浓硫酸、所述水及所述待浸出石煤原矿的重量比为1:1:2。3.如权利要求2所述的强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺，其特征在于，在所述步骤二中，将浓硫酸和水混合加入所述待浸出石煤原矿中，在90℃条件下，连续搅拌8小时进行浸出，得到浸出矿浆。4.如权利要求1所述的强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺，其特征在于，在所述步骤三中，氧化、中和所述浸出矿浆后，对其进行固液分离，得到澄清液的具体步骤为：加入氧化剂，且用石灰中和所述浸出矿浆的pH至1.7～1.9；加入絮凝剂，通过所述絮凝剂与高效浓密机配合使用，对中和后的所述浸出矿浆进行固液分离，得到所述澄清液。5.如权利要求1所述的强酸体系下树脂吸附的石煤提钒工艺，其特征在于，在所述步骤四中，将所述澄清液通入树脂吸附柱进行分离、解析，得到含钒贵液的具体步骤为：将所述澄清液通入四根所述树脂吸附柱进行逆流吸附分离，待所述树脂吸附柱吸附饱和后，用5％的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李设军，杨宏波，汪忠良，周安军，刘俊，张小伟，高文超，朱涛，
申请(专利权)人：陕西华源矿业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61