[发明专利]强化石煤钒矿浓酸熟化浸出的方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域中的浸矿技术领域，尤其涉及一种从石煤矿物中强化浸出V₂O₅的方法。

背景技术

钒是一种非常重要的战略资源。钒主要用于钢铁工业及陶瓷工业，在航天工业、核工业、生物制药和钒电池等方面都有新的应用。含钒石煤是我国一种特有的钒矿资源，其储量巨大，从中提钒基本采用钠盐焙烧-溶剂萃取-铵盐沉淀工艺流程，该工艺收率一般只有45%～50%，且焙烧过程产生HCl和Cl₂等有害气体，环境污染十分严重，已被国家明令禁止。

为此冶金工作者提出了多种焙烧替代方法，如石煤无盐焙烧-硫酸浸出工艺、钙化焙烧-酸浸工艺、复合添加剂焙烧-酸浸工艺，这些工艺实质都是以钙化焙烧替代钠化焙烧，解决了钠化焙烧工艺中的Cl₂污染问题，但适用温度范围较窄，由于石煤含碳放热，极易局部过烧，目前还没有合适的工业焙烧设备，生产成本比钠化焙烧大幅提高。石煤钒矿直接酸浸工艺也有不少进展，如直接酸浸工艺、加压酸浸工艺、HF强化酸浸工艺，但这些工艺浸出过程速度慢、水温要求高、能源消耗大，且杂质大量进入浸出液，后续处理复杂，实现工业化生产还有待进一步研究。

浓酸熟化浸出法是一种强化酸浸技术，提取手段更为有效，而且降低了能源消耗，简化冶金流程，在铀矿石和铜矿石的应用中都取得了成功。浓酸熟化浸出法在石煤提钒中也开始有了一定的应用。CN1049642A号中国专利文献公开了一种“石煤灰渣硫酸拌酸加温熟化水浸提取五氧化二钒工艺流程”，其中将石煤沸腾炉灰渣进行熟化浸出，此法石煤灰渣在沸腾炉中有焙烧预处理作用，对石煤原料中的含C量要求较高，适用范围不广。CN101157981A号中国专利文献公开了一种“钒矿提钒冶炼中控制杂质硅被浸出的方法”，其中对石煤矿进行了熟化处理，也对石煤矿进行了焙烧预处理再进行常温熟化，钒浸出率不高，只有70%左右。CN101260464A号中国专利文献公开了“一种石煤提钒矿石分解方法”，而非专利文献也公开了“石煤提钒低温硫酸化焙烧矿物分解工艺”（刘万里，《中国有色金属学报》2009年05期，P943～P948），这两篇文献中都进行了石煤原矿的熟化浸出，但也存在焙烧温度高、水浸温度高等不足。CN101921912A号中国专利文献与《浸矿技术》（P536）都提出了石煤钒矿增强酸扩散作用的二段熟化浸出方法，但其增加了一段熟化，使熟化流程更长，而且在拌酸过程中放出大量热，酸的扩散过程已经足够完成，所以其强化效果不明显。CN102191388A号中国专利文献在“浓酸二段熟化石煤提钒工艺”中提出了二段熟化强化浸出的方法，其要求液固比至少为0.5，熟化操作很难进行，且需加两种添加剂，增加了三废处理的负担。

石煤钒矿浓酸熟化浸出法具有工艺流程简单、作业周期短、绿色环保等优点，在石煤提钒领域越来越被重视，但也存在酸耗高，钒浸出率低等不足之处亟待改善。因此，寻找成本较低、且绿色环保的强化熟化手段成为了石煤钒矿浓酸熟化法的发展方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺流程简单、节能降耗、操作方便、绿色环保、钒浸出率高、酸耗量低且适于工业化应用的强化石煤钒矿浓酸熟化浸出的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种强化石煤钒矿浓酸熟化浸出的方法，包括以下步骤（特别优选是只包括以下四个步骤即可实现钒浸出）：

（1）首先对石煤钒矿进行破碎细磨；

（2）向步骤（1）后所得的矿粉中加入水和浓硫酸拌匀；

（3）将步骤（2）后的拌和料进行熟化，高温熟化过程中控制水分的蒸发量为其加入量的30%～90%；

（4）将步骤（3）后得到的熟料在常温常压下用水浸出，经液固分离后得到含钒浸出溶液和浸出渣，实现石煤钒矿中钒的浸出。

上述的强化石煤钒矿浓酸熟化浸出的方法，所述步骤（1）中，石煤钒矿进行破碎细磨后得到的矿粉粒度优选控制在0.25mm以下。更优选的，石煤钒矿进行破碎细磨后得到的矿粉粒度优选控制-0.15mm的矿物量至少＞50%。

上述的强化石煤钒矿浓酸熟化浸出的方法，所述步骤（2）中，水的添加量优选为石煤钒矿质量的5%～20%，特别优选为10%～15%，浓硫酸的添加量优选为石煤钒矿质量的10%～25%，特别优选为16%～20%。