[发明专利]一种石煤酸浸液提钒铁综合回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石煤酸浸液提钒铁综合回收方法。

背景技术

石煤是一种重要的钒冶金矿物资源，石煤提钒常用的工艺是硫酸浸出。目前从石煤酸浸溶液中提取钒的工艺有：

1)石煤硫酸浸出液→还原→萃取→反萃→氧化→铵盐沉钒→煅烧得精钒；

2)石煤硫酸浸出液→铵盐除铝→选择性氧化除铁→钒氧化→离子交换→解吸→铵盐沉钒→煅烧得精钒；

或者是石煤硫酸浸出液→铵盐除铝→选择性氧化除铁→钒氧化→离子交换→解吸→酸中和沉钒→铵盐洗钠→煅烧得精钒；

3)石煤硫酸浸出液→铵盐除铝→氧化沉钒铁化合物→碱浸→铵盐沉钒→煅烧；

或者是石煤硫酸浸出液→铵盐除铝→氧化沉钒铁化合物→碱浸→净化除杂→铵盐沉钒→煅烧得精钒。

为了避免Fe(III)对钒萃取的干扰，石煤硫酸浸出液萃取前必须加入还原剂将Fe(III)还原成Fe(II)，与此同时，溶液中的高价钒也被还原。这样一来，浸出液是先还原萃取，后反萃氧化，工艺流程长，试剂耗量大，生产成本高，且提钒后液若循环使用，硫酸盐大量积累，溶液粘度大，萃取分相困难，直接排放环境污染大。石煤硫酸浸出液除铁后氧化离子交换，由于石煤酸浸过程不少还原性的有机质进入溶液，不仅钒氧化过程氧化剂用量大，而且氧化不彻底，影响树脂的交换容量。石煤硫酸浸出液氧化沉铁钒化合物虽然沉淀效果不错，但得到的是氢氧化铁胶状沉淀物，液固分离困难，杂质夹带多。此外，不管是哪种工艺沉钒过程都会产生氨氮废水，且石煤硫酸浸出液中的铁无法综合利用。

发明内容

本发明的目的在于提供可避免氨氮废水产生，有效回收铁，提高资源综合利用率，保护环境，降低生产成本的一种石煤酸浸液提钒铁综合回收方法。

本发明的技术方案包括以下步骤：在含钒石煤硫酸浸出液中通过结晶硫酸铝铵矾的方式除铝；将得到的结晶后液加pH值调节剂调节溶液酸度至1.0～3.5，过滤得调酸后液；调酸后液加入晶种氧化析出含钒黄钾铁矾和黄铵铁矾沉淀，过滤得含钒的黄钾铁矾和黄铵铁矾沉淀混合物及沉钒后液；含钒黄钾铁矾和黄铵铁矾沉淀混合物碱浸过滤，得含钒的碱浸液和含铁的碱浸渣，所得的碱浸液加硫酸酸化沉钒，得红钒和沉钒母液；红钒煅烧后洗涤除钠、过滤、烘干得到精钒；碱浸渣加硫酸溶解制取聚合硫酸铁，或是将碱浸渣煅烧得氧化铁；所述的晶种是指黄钠铁矾、黄钾铁矾、黄铵铁矾中的一种或几种。

所述的结晶硫酸铝铵矾除铝是在石煤硫酸浸出液中按石煤硫酸浸出液中的铝形成硫酸铝铵矾晶体化学反应计量数的1～3倍加入(NH₄)₂SO₄、NH₄Cl、NH₄NO₃、NH₃·H₂O中的一种或几种，使溶液中的铝以NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O形式结晶析出。

所述的pH值调节剂是指CaCO₃、CaO、Ca(OH)₂、氨水、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或几种。

所述的氧化析出是指在调酸后液中加入H₂O₂、NaClO₃及过氧硫酸铵中的一种或几种；使溶液中的二价铁氧化成三价铁，并同时将三价钒和四价钒氧化成五价钒。本发明通过加入晶种使铁以黄钾铁矾和黄铵铁矾析出，并同时诱导溶液中的钒以黄色晶形沉淀析出。

所述的碱浸是指在含钒的黄钾铁矾和黄铵铁矾沉淀混合物中加入NaOH、KOH、Na₂CO₃、NaHCO₃、K₂CO₃、KHCO₃中的一种或几种搅拌浸出沉淀混合物中的钒。

通过本发明工艺中碱浸液加硫酸酸化沉钒从而使得溶液中的钒以红钒形式沉淀析出。

所述的煅烧是指沉淀析出的红钒经250～550℃高温处理脱除其中的游离水和结合水。

通过本发明加水洗涤除钠从而除去煅烧得到的五氧化二钒中夹杂的钠等可溶性的杂质。

所述的制取聚合硫酸铁是指将含钒黄钾铁矾和黄铵铁矾沉淀混合物碱浸得到的碱浸渣，加硫酸溶液溶解，浓缩，结晶得聚合硫酸铁固体。

所述的煅烧是指含钒黄钾铁矾和黄铵铁矾沉淀混合物碱浸得到的碱浸渣经高温处理脱除其中的游离水和结合水。