[发明专利]高钙焙烧提取五氧化二钒的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及五氧化二钒的生产方法，特别是从含钒碳质页岩矿和电厂脱碳煤渣中提取五氧化二钒的工业生产方法。

背景技术

钒为稀贵金属，具有许多优良性能。在冶金、化工等行业有着广泛的用途。

钒矿资源主要有与铁矿共生的钒钛磁铁矿以及与碳共生的石煤钒矿。我国石煤含钒矿90％是以伊利石、高岭石、钒云母等含钒矿石方式存在。

现有从石煤钒矿中提取五氧化二钒的工艺路线主要有以下方式：

1、高酸高温浸取法

石煤钒矿球磨后，在温度90℃以上，直接用15～25％硫酸浸取，浸取液经氨水调碱，用溶剂萃取，稀硫酸反萃取，反萃取用氨水调碱PH值至2，加温沉钒得到多钒酸铵产品(多钒酸铵经煅烧直接可得到五氧化二钒)。生产企业有陕西省山阳钒业公司。该工艺流程复杂、硫酸耗量大、能耗大、提取率低、对伊利石、高岭石、钒云母等含钒矿石不适用。

2、钠化焙烧法

用氯化钠和碳酸钠为复合添加剂与石煤钒矿成球、入窑焙烧。焙砂入池用水常温浸取，浸取液经树脂吸附，用饱和氯化钠溶液解析，解吸液加氯化铵沉钒得到偏钒酸铵产品。如河南浙川县玉典化冶九重钒业公司的生产工艺。该法钒回收率低、成本偏高、废水不能循环使用，污染环境。

3、空白焙烧法

中国专利文献CN101182596A、CN101012496A、CN101054635A、CN1978326A公开了以含钒石煤为原料的空白焙烧法。该法同样存在转化率不高，二氧化硫污染和含氨、氮废水的处理问题。

其中CN101054635A和CN1978326A都是以含钒石煤为原料，通过焙烧、稀酸浸取、萃取-反萃取、沉钒、煅烧脱氨等工艺步骤，制得五氧化二钒产品。

4、钙化焙烧法

钙化焙烧法是工业上使用较普通的方法。中国专利文献CN101066778A、CN1899971A、CN1724387A、CN17052022A、CN1184162A披露了以含钒石煤为原料的钙化焙烧法，在焙烧工序中相应加入氧化钙、熟石灰、或钙盐等进行钙化焙烧。

其中，CN101066778A的典型工艺为：以含钒石煤为原料，经过钙化焙烧、酸浸、离工交换、沉钒、煅烧脱氨五大工序制得五氧化二钒产品。

由于本公司所拥有的含钒碳质页岩矿物结构复杂，经科研院所分析，钒主要赋存于钒云母和难溶硅铝酸盐中；同时，本公司提取五氧化二钒原料还有火力发电厂的煤灰(以含钒石煤为原料、燃烧除碳后的煤灰)。而现有提钒工艺很难处理这类原料，均存在钒的提取率低，甚至根本提不出来(如钠化焙烧法)的问题，同时，现有提钒工艺焙烧时产生氯气和氯化氢气体(如钠化焙烧时加氯化钠)而造成环境污染；采用高浓度酸浸(即高酸高温浸取液)存在工业硫酸消耗大，生产成本高的弊病。从总体上来看，上述现有工艺均存在废水难以循环利用，废水、废渣排放污染环境的通病。

发明内容

本发明的目的是提供一种以特定含钒碳质页岩矿物或电厂含钒煤灰为原料、采用高钙焙烧方式制取五氧化二钒的高钙焙烧提取五氧化二钒的工艺。

本发明的目的是这样实现的：一种高钙焙烧提取五氧化二钒的工艺，其特征是：包括以下工艺步骤：钙化焙烧、稀酸浸取、浸出液净化处理、萃取-反萃取、沉钒以及煅烧脱氨，其特征是：所述钙化焙烧是高钙焙烧：以钒赋存于钒云母与难溶硅铝酸盐的含钒碳质页岩矿或者电厂脱碳煤渣为原料，添加以原料重量计13～15％的青石和1～3％的萤石，经混合、粉碎、制粒后，入炉焙烧，焙烧温度800～900℃。

本发明的有益效果是：

1、从碳质页岩提取五氧化二钒传统工艺一般采用钠化焙烧，所谓钠化焙烧工艺指矿物与氯化钠混合后高温焙烧，使钒与钠结合成钒酸钠而溶于水，该工艺缺点是焙烧时产生氯气与氯化氢气体而污染环境严重。近期有部分厂家采用高浓度酸浸提取五氧化二钒，高浓度酸浸工艺指矿物不经过焙烧而是经过磨细后直接用高浓度的硫酸浸取，这种工艺消耗硫酸大、废水难以循环使用、生产成本高，大部分厂处于停产状态。这些工艺方法适应于处理物相简单的含钒碳质页岩(钒主要存在于粘土矿物中)，而我公司所拥有的含钒碳质页岩矿物相结构复杂，经科研院所分析钒主要赋存于钒云母与难溶硅铝酸盐中，用上述传统工艺方法提钒根本提不出来，而我公司独创的工艺方法就适应于这种难处理的矿物。