[发明专利]一种对原矿进行熟化预处理的石煤酸法提钒工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种石煤酸法提钒工艺，具体涉及一种对原矿进行熟化预处理的石煤酸法提钒工艺。

背景技术

含钒石煤是我国特有的丰富钒资源之一。因此，工业上用含钒石煤提取V₂O₅的工艺也很多。以往对石煤物质组成的研究结果表明，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。一般认为石煤中的钒大部分是以V⁺³形态存在于云母类及高岭土等粘土矿物中，钒在云母中是以类质同象置换硅氧四面体“复网层”和铝氧八面体“单网层”中Al⁺³而存在于云母晶格中，可用K(Al.V)[AlSi₂O₁₆](OH)₂表示。为使钒能被浸出出来，必须破坏云母结构，并使其氧化成V⁺⁴或V⁺⁵才能被酸或水溶浸，故属难浸钒，除了采用钠法焙烧及钙法焙烧打破云母结构并将钒转化成水溶性或酸溶性的工艺外，也可直接用酸来破坏云母结构，在一定的酸度和温度等工艺条件下，氢离子进入云母结构置换Al⁺³，使离子半径发生变化从而把钒释放出来被Fe⁺³氧化成V⁺⁴后被酸溶解，其反应式为：

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

得到蓝色的硫酸钒酰溶液。

另外还有一部分钒可以金属络合物和钒卟啉的形态存在，有时也以络合阴离子呈吸附状态存在，只要其V⁺⁴或V⁺⁵则可被酸或水溶浸出来，故属易浸钒。

在不同地区的石煤中难浸钒和易浸钒的存在比例各不相同。如：甘肃方口山钒矿中，难浸矿即云母矿占74.9％；而陕南中村钒矿碳质岩难浸矿只占33.6％，附吸状态占66.3％。就酸法而言，采用常规酸浸工艺处理中村钒矿就能获得较好的工艺指标，相反，常规酸浸工艺处理难浸矿时，V₂O₅浸出率最多50％，甚至20～30％。目前较常见是一种污染相对较小的石煤酸法提钒工艺，石煤酸法提钒工艺一般包括原矿破磨、酸浸、溶液予处理、液固分离、萃取与反萃取以及沉钒脱氨等工业步骤。实际中，石煤的种类很多，特别是特别难酸浸过滤及沉降性能不佳的石煤在应用上述石煤酸法提钒工艺提取V₂O₅浸出率非常低，极大地浪费了含钒资源。

发明内容

本发明的目的在于针对特别难酸浸、过滤及沉降性能不佳的石煤提供一种对原矿进行熟化预处理的石煤酸法提钒工艺，其大大提高V₂O₅浸出率，改善酸浸矿浆的过滤及沉降性能，并综合利用石煤本身热能完成熟化步骤的同时产出蒸汽可满足生产用汽之需要，达到“节能减排”的目的，提高了单位产量且节约了单位成本，应当指出的是熟化步骤没有添加任何化学试剂。该步骤是一个利用石煤中所含碳与空气进行反应的氧化过程，在一定的工艺条件下(包括熟化气氛)以去除矿石中的某些有害成分和改变矿石结构和性能，达到破坏难浸矿钒云母的结构、增加矿石空隙率的目的。熟料酸浸时，酸溶液由孔隙中进入晶格，从而提高了V₂O₅浸出率，由溶液中Fe⁺³将V⁺³氧化成V⁺⁴后被溶浸。

本发明的技术解决方案是：

一种对原矿进行熟化预处理的石煤酸法提钒工艺，主要包括原矿破磨、酸浸、液固分离、溶液予处理、萃取与反萃取、氧化沉钒以及红钒脱氨步骤，其特殊之处在于，在所述酸浸步骤前还包括原矿熟化预处理步骤，所述原矿熟化预处理步骤具体包括：

1】将破碎至1～4mm原矿装入熟化炉内；