[发明专利]萃取和回收钒的方法

说明书

发明领域

本发明涉及萃取和回收钒的方法。更具体而言，本发明的方法利用湿法冶炼从钒矿中萃取钒。

背景技术

传统上，通过火法冶炼工艺从钒矿中萃取和回收钒，火法冶炼中包括了加盐焙烧步骤，随后水淋洗。对于那些希望建立新的选矿加工工艺的人，以及焙烧法比无释放产品更经常地释放出对环境有极大破坏作用的工艺而言，环境问题变得日益重要。

至今，没有探讨过从钒矿中萃取和回收钒的湿法冶炼法，由于在浸出步骤和回收步骤中的困难。关于浸出和回收，传统上是将铁与钒共萃取，通常也存在钛，如可发现于钛磁铁矿类矿石中。

这就导致对任何浸出和回收工艺的选择性的顾虑。酸浸中铁与钒共萃取，因为钒以固溶体形式被锁定在钛磁铁矿基体中。酸浸过程中使铁尽量少溶出而不牺牲钒的萃取率通常是一项挑战。

溶剂萃取要求在溶剂萃取之前调节溶液的pH。这通常导致铁和钒的协同沉淀。

Remya等(Remya et.al.,Solvent Extraction and Ion Exchange,Vol.21.,No.4.pp.573-589,2003)进行了使用Cyanex 923萃取剂溶液萃取钒的研究。然而，并没有公开从浸出至纯化的整个工艺过程,通过溶剂萃取以及通过沉淀反萃取和回收钒。此外，需要多种反萃取剂，这就在大规模生产中可能增加工艺成本。

另外，湿法冶炼路线萃取和回收钒的任何潜在经济可行性、以及任何相关的有价值金属都并没有得到证实。

本发明方法实际上旨在大体上克服现有技术存在的上述问题，或者至少提供有用的替代方法。

上述背景技术的讨论只是为了便于理解本发明。本讨论并不承认或认为：所引用的任何材料在本申请的优先权日时是或已是公知常识或公知常识的部分。

整个说明书和权利要求书中，除非上下文另有需要，词“包含”或其变化如“包含”或“包含”，将理解为包括了一定的整体或整体群，但是不排除任何其他整体或整体群。

发明内容

本发明提供了一种从钒矿中萃取和回收钒的方法，该方法的特征在于以下步骤：

(i)将含有钒和铁的矿石进行酸浸，将钒和铁萃进溶液；

(ii)将浸出步骤(i)的产物进行固液分离；

(iii)将分离步骤(ii)的液体产物进行溶剂萃取，其中将钒和铁从液体产物中萃取入有机萃取剂；

(iv)将步骤(iii)中的有机萃取产物进行反萃取，其中使用酸选择性连续地从有机萃取剂中将钒和铁反萃取出来；

(v)将步骤(iv)中含有钒的反萃取溶液进行回收。

本发明的一种形式中，矿石除含有钒和铁之外还含有钛。

步骤(i)的酸浸优选使用盐酸(HCl)进行。

更优选，HCl的浓度范围在约20%至32%(w/w)。

仍然优选，酸浸在大气压强下约25℃至80℃的温度下进行。酸浸停留时间优选在约30-360分钟之间。酸浸期间的固含量优选为约20%(w/w)。

优选地，步骤(iii)的有机萃取剂含有氧化膦。

更优选的是，所述氧化膦为Cyanex 923^TM。

更优选的是，所述萃取剂包含约40%v/v Cyanex 923^TM和60%v/v有机溶剂。

优选地，萃取步骤(iii)期间水溶液与有机溶剂的比例为约1:1至1:20。更优选地，萃取步骤(iii)期间水溶液与有机溶剂的比例为约1:5。

仍然优选地是，反萃取步骤(iv)以逆流方式进行，其中在反萃取铁之前，从装载的有机萃取剂中反萃取钒。

优选地，步骤(iv)反萃取中使用的酸为盐酸。反萃取钒时盐酸浓度优选在约2-4M。反萃取铁时盐酸浓度优选为约0.01M。

产生的钒溶液的纯度优选在约76%-95%之间。产生的铁溶液的纯度优选约99%。

附图说明

现只经由实施例、参照一个具体实施方案和附图说明本发明，其中：

图1为根据本发明的从钒矿中萃取和回收钒的方法的流程图；

图2为10%w/w固含量、温度80℃、36%w/w HCl时不同浸出时间的铁、钒和钛的萃取图；

图3为20%w/w固含量、温度25℃、32%w/w HCl时不同浸出时间的铁、钒和钛的萃取图；

图4为20%w/w固含量、温度80℃、20%w/w HCl时不同浸出时间的铁、钒和钛的萃取图；