一种含钒石煤中钒的浸出方法技术

一种含钒石煤中钒的浸出方法。其特征是在含钒石煤中加入９８％硫酸，萤石，加水控制液固重量比，浸出，过滤得到浸出液；用石灰乳调节浸出液的ｐＨ值，在室温下，用煤油稀释的１０％Ｐ２０４和５％ＴＢＰ萃取浸出液，用硫酸反萃取负载有机相；在反萃取液中加入氯酸钠后，加氨水调节ｐＨ值，过滤，煅烧沉淀物，得到五氧化二钒。该方法工艺简单，钒浸出率高，试剂消耗量少，污染少，并实现废水的重复利用。本发明专利技术的方法适用于含钒石煤中钒的浸出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石煤钒矿中提取钒的方法。
技术介绍
含钒石煤是我国的主要钒矿资源，其五氧化二钒的质量分数很高，一般都在0. 5% 以上，仅质量分数在1. 0以上的石煤钒矿就不在少数。湖南、湖北、浙江、陕西等省都有丰富 的含钒石煤矿床。 石煤的物质组成研究表明，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。在同一矿体中，通常有三种以上钒矿物存在(l)石煤中的钒绝 大部分以v(ni)形态存在于云母类及高岭石等粘土矿物中，部分取代硅氧八面体复网层 和铝氧八面体单同层中的A1(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，可以认为V(III)基本上不被浸出，除非破坏粘土矿物晶体结构；(2)以 单矿物形式存在，如钒钛矿，钒铁矿，钒云母等；(3)少量钒呈钒卟啉化合 物形式存在，此有 机物十分稳定，同样不能被水，酸、碱浸出。为了使钒从不同组成的矿物中释放出来，必须破 坏其结构，同时使不溶于酸的V(III)氧化成高价钒。 目前，我国从石煤中提取钒绝大多数采用添加钠盐焙烧浸出的方法。为了解决焙 烧过程中大量产生的S02、HC1、C12等有毒气体而导致的环境污染问题，做了大量研究工作。一种是单独使用硫酸直接浸出的方法，由于其对矿物晶体结构破环力度不够，导致v(ni)的浸出率不是很高。为了进一步提高钒的浸出率，采用在石煤中添加一定量的萤石，利用萤 石中的氟化钙与硫酸反应生成氢氟酸分解石煤，例如，中国专利申请号91102560. X《氢氟 酸分解石煤生产五氧化二钒》和中国专利申请号200810058171. 4《含钒石煤矿和萤石联合 制取五氧化二钒的方法》。上述方法虽然提高了钒的浸出率，但由于前者加入了含钒石煤重 量20 25%萤石，后者也加入了含钒石煤重量的10 20%的萤石。大量萤石的使用，不 仅需要消耗大量的硫酸，而且会产生过多的氢氟酸，氢氟酸来不及和石煤反应，造成损失， 并严重污染环境。同时，后者还使用氨水中和浸出液，氨水带来的铵离子导致废水中铵离 子超标。废水中还含有大量的S042—离子，此部分废水如果回用，会使浸出液中的铵离子和 S042—离子不断积累，致使钒的浸出率大幅度下降。使用氨水中和浸出液不仅浪费大量水资 源，废水中氨氮的处理也会导致生产成本的增加。
技术实现思路
本专利技术的目的克服现有技术的不足，提出，该方法 工艺简单，钒浸出率高，试剂消耗量少，污染少和废水的重复利用。 本专利技术的目的通过如下技术方案实现依次由以下步骤组成①按含钒石煤的重 量计，加入8 35%的98%硫酸，按0. 1 5%的氟化钙计，分1 3次加入萤石，加水控 制液固重量比为l : 1，9(TC下浸出10h后，过滤得到浸出液；②用石灰乳调节浸出液的pH 值为2. 5，在室温下，用煤油稀释的10% P204和5% TBP作为萃取体系7级萃取浸出液，用浓度为1 4N的硫酸7级反萃取负载有机相；③在反萃取液中加入含钒石煤重量0. 3 3. 0%的氯酸钠后，加12X氨水调节pH值为2. 2，过滤，在55(TC下煅烧1. 5h沉淀物，得到五氧化二钒。 以上步骤①还可以加入0. 05 0. 3%的氯酸钠。 本专利技术的方法是在使用硫酸对含钒石煤浸出的同时加入萤石，通过萤石中的氟化 钙和硫酸反应生成的氢氟酸破坏硅铝酸盐结构或云母结构，氟离子进入云母晶格中，使离 子半径发生变化，从而将钒释放出来。分次加入萤石，能缓慢释放氢氟酸，保证其充分利用。 相对于现有技术，本专利技术具有如下优点 ①萤石的使用有效地提高了硫酸对含钒石煤中钒的浸出率。单独使用硫酸浸出， 浸出率一般在70%以下，使用助浸剂萤石后，浸出率可达85 95%，特别是对于以V(III) 形式存在的含钒石煤，其浸出效果更加显著。 ②分次加入萤石，能充分利用硫酸作用下缓慢释放的氢氟酸与含钒石煤充分反 应，不但不会造成由于萤石一次性过多加入导致硫酸消耗量大及氢氟酸未能充分反应而溢 出的缺点，而且能够达到较高的浸出率，极大降低了生产成本。 ③氯酸钠和硫酸反应生成的氯酸具有氧化性，能将v(ni)氧化成高价，使其溶于酸和水溶液。 ④利用石灰乳替代氨水中和浸出液不会产生含氨氮的萃余液废水，而且，萃余液 经处理后，可以替代部分新鲜水，实现废水的循环利用。具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术作进一步描述。在本专利技术中，分别选取国内三地的含钒 石煤，见表l，表中V(III) %、 V(IV) %和V(V) %分别表示不同价态的百分含量。实施例1和实施例2的钒主要以v(iv)存在，矿石性质简单，较易浸出；实施例3的钒是v(ni)和V(IV)共存。本专利技术使用的萤石含氟化钙60%。 表1实施例的钒品位及价态<table>table see original document page 4</column></row><table> 实施例l ①将100g含钒1.25%的含钒石煤破碎、球磨至80目后加入反应釜中，加入12g 98X硫酸和2.5g萤石，加水控制液固重量比为1 : 1，9(TC反应10h后，液固分离得到浸出 液100g。 ②用石灰乳调节浸出液的pH值为2. 5后，在室温下，用煤油稀释的100glO% P204 和5 % TBP萃取剂7级萃取浸出液，萃余液返回反应釜，用浓度为3N的硫酸7级反萃取负载 有机相，得到富含钒离子的反萃取液。 ③在反萃取液中加入0. 75g氯酸钠后，加12%氨水调节pH值为2. 2，过滤、洗涤沉 淀后，在电热煅烧炉中于55(TC下煅烧1. 5h沉淀物，得到五氧化二钒。 钒的浸出率为88%，并获得99%的五氧化二钒1. 89g。 实施例2 ①将100g含钒1. 18%的含钒石煤破碎、球磨至80目后加入反应釜中，加入20g 98X硫酸、2.5g萤石和0.2g氯酸钠，加水控制液固重量比为1 : 1，9(TC反应2h后，再加入 lg萤石，9(TC下共浸出10h后，液固分离得到浸出液100g。 ②用石灰乳调节浸出液的pH值为2.5后，在室温下，用煤油稀释的100g 10% P204和5% TBP萃取剂7级萃取浸出液，萃余液返回反应釜，用浓度为2N的硫酸7级反萃 取负载有机相，得到富含钒离子的反萃取液。 ③在反萃取液中加入0. 65g氯酸钠后，加12%氨水调节pH值为2. 2，过滤、洗涤沉 淀后，在电热煅烧炉中于55(TC下煅烧1. 5h沉淀物，得到五氧化二钒。 钒的浸出率为92%，并获得99%的五氧化二钒1. 83g。 实施例3 ①将lOOg含钒O. 96%的含钒石煤破碎、球磨至80目后加入反应釜中，加入25g 98X硫酸、4.0g萤石和0. 3g氯酸钠，加水控制液固重量比为1 : 1，9(TC反应2h后，再加 入2g萤石，接着反应2h后，加入余下的2g萤石，9(TC共浸出10h后，液固分离得到浸出液 100g。 ②用石灰乳调节浸出液的pH值为2. 5后，在室温下，用煤油稀释的100glO% P204 和5 % TBP萃取剂7级萃取浸出液，萃余液返回反应釜，用浓度为2N的硫酸7级反萃取负载 有机相，得到富含钒离子的反萃取液。 ③在反萃取液中加入0. 60g氯酸钠后，加12X氨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含钒石煤中钒的浸出方法，其特征是依次由以下步骤组成：①按含钒石煤的重量计，加入８～３５％的９８％硫酸，按０．１～５％的氟化钙计，分１～３次加入萤石，加水控制液固重量比为１∶１，９０℃下浸出１０ｈ后，过滤得到浸出液；②用石灰乳调节浸出液的ｐＨ值为２．５，在室温下，用煤油稀释的１０％Ｐ２０４和５％ＴＢＰ作为萃取体系７级萃取浸出液，用浓度为１～４Ｎ的硫酸７级反萃取负载有机相；③在反萃取液中加入含钒石煤重量０．３～３．０％的氯酸钠后，加１２％氨水调节ｐＨ值为２．２，过滤，在５５０℃下煅烧１．５ｈ沉淀物，得到五氧化二钒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴子林，谷利君，
申请(专利权)人：广州有色金属研究院，韶关市粤有研化工科技有限公司，陕西五洲矿业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]