[发明专利]一种酸解氧化转化提取石煤中钒的方法

说明书

                           技术领域

本发明涉及一种从含钒石煤中提取钒的方法，具体地说，是涉及一种酸解氧化转化浸出石煤中钒的方法。

                           背景技术

石煤系由菌藻类低等生物在浅海还原环境下形成的高质程度可燃烧矿产，其特点是高灰份，低热值，外观如黑石。石煤大多含有钒、磷、铜、铝、铀、锰等有价金属，其中含钒的石煤是唯一的钒单一矿物资源，因而，是重要的钒资源。

含钒石煤的物质组成复杂，钒的赋存状态及赋存状态多种多样，分散细微，在同一矿体中通常存在五种以上的钒矿物，石煤中的钒大部分以三价钒形态存在于云母类及高岭土等粘土矿物中，部分取代硅氧八面体，“复网层”和铝氧化八面体“单网层”中的Al³⁺、Tl³⁺或Fe³⁺等，此外，还可形成钛钒石榴石，铬钡石榴石、砷硫钒铜等矿物，也有以钒啉形态存在的金属有机络合物，也可能以络阴离子呈叶子附状态存在。多种价态氧化物赋存，相互掺杂拌生，且嵌布粒度较细，泥化状态严重，粒度粗细极不均匀，微细粒石英和粘土含量很高，钒的存在呈现复杂性，多样化，多变化等特点。

因而，这类矿物的分离和富集相当困难和复杂。为了使煤中复杂多变的钒矿物提取出来，在化学原理上必须使不可溶解的三价钒转化为可溶解的四价钒或五价的钒.从矿物加工工艺方面看，必须使复杂多变的钒矿物转变为单一矿物。

目前，常规技术主要是采用加盐高温焙烧的方法，其焙烧反应基本上是一个表面化学反应，且由于石煤中钒含量低(1％左右)，盐的添加量有限，钡矿物行为复杂，金属回收率低(40％)，有价金属分散，试剂消耗量大，难以克服矿物的复杂性，使矿物中钒分离困难，对环境污染大。即使最近公布的酸浸技术，也是在高酸、高温、高压下完成，设备结构复杂，投资大，成本高。

                         发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种金属回收率高，对环境污染少，设备简单，投资较少，生产成本较低的酸解氧化转化浸出石煤中钒的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，其包括以下步骤：

(1)将石煤粉碎，磨成60-120目粉末；(2)按石煤粉∶浓硫酸∶水＝100∶15-25(优选16-20，更优选17)∶6-10(优选7-8，更优选7.65)的重量配比加入水和浓硫酸，搅拌均匀，敞开堆放16-60天(优选20-40天)；(3)再按1∶1-5(优选1∶1.5-2.5)的固液比加水，搅拌1-4小时；(4)如溶液中含有二价铁或/和三价铁，则还应根据溶液中含铁量的多少，加还原剂，使溶液中所含的铁还原；(5)调pH值至2-3(优选2.5)，加温至30-60℃，过滤，得到蓝色的含硫酸钒酰的滤液。

在堆放时间内，硫酸与水发生水化反应，产生热量，与三价钒发生氧化还原反应，生成易溶于水的四价钒，即硫酸钒酰：

(V₂O₃)X+2H₂SO₄+1/2O₂→V₂O₂(SO₄)₂+2H₂O+X    (1)

V₂O₂(OH)₄+2H₂SO₄+1/2O₂→V₂O₂(SO₄)₂+4H₂O    (2)

反应式中的分子氧就是来自空气中的氧气。

所述浓硫酸可以使用硫酸含量≥98％的工业浓硫酸。

所述还原剂可为硫代硫酸钠或铁粉或其它类似还原剂。

在反应过程中，其它脉石成份成不发生变化，保留在矿浆中。

得到硫酸钒酰溶液后，再经后续萃取/沉钒等公知成熟工艺处理后，便可得到合格的五氧化二钒产品。

本发明反应条件温和，故对机械设备只需作一般防腐处理即可。

本发明酸解氧化转化浸出过程是一种强化浸出清洁技术，并且不受矿物组成变化的制约。

本发明具有工艺简单，对设备要求不高，钒浸出率≥88％，试剂消耗量小，污染少等优点。

                          具体实施方式