[发明专利]一种石煤钒矿硫酸熟化浸出钒的方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属冶金技术领域，涉及一种石煤钒矿硫酸熟化浸出钒的方法。

背景技术

钒是一种重要的耐高温有色金属，可作为高强度结构钢、工具钢、锻钢、钢轨钢等的合金元素，同时，钒的氧化物也是化学工业中不可缺少的催化剂。电子工业、宇航工业、陶瓷工业也使用钒和钒的化合物。

钒资源在地球上分布范围较广，钒矿床类型主要分为岩浆型钒钛磁铁矿和沉积型钒矿，沉积型钒矿主要是含钒石煤，又称石煤钒矿。我国石煤探明储量达6.188×10¹⁰t，其V₂O₅品位多在0.3％～1.0％之间，总储量以V₂O₅计约为1.18×10⁸t，占我国矿石中钒总储量的87％，是钒的重要资源。含钒石煤在我国分布很广，陕西、湖南、湖北、安徽、浙江、江西、贵州、甘肃、河南等地均有大量含钒石煤资源。

传统的钒矿提取钒工艺是钠盐焙烧-水浸，即通过氯化钠化焙烧，将钒转化为可溶状态，用水浸出焙砂，便可获得含钒溶液。从含钒溶液中制得粗钒，粗钒精制获得精钒。钠盐焙烧-水浸工艺存在焙烧转化率和水浸回收率低，一般焙烧转化率小于55%，水浸回收率小于50%，资源综合回收率低，特别是焙烧过程产生大量的含Cl₂、HCl的废气，虽经洗涤处理，但仍难达标排放，环境污染十分严重。此后，发展的钙化焙烧、空白焙烧-酸浸等工艺，虽然能避免环境污染问题，但前期焙烧在900℃～950℃的高温下进行，能耗高，且浸出过程酸耗较大，焙烧转化率低，钒的浸出率一般只有50%～60%，资源浪费严重。

直接硫酸浸出相对工艺简单，但由于含钒石煤中的钒几乎全部赋存于含钒水云母(伊利石)、高岭石等粘土矿物中，与铝、钾、铁呈类质同象存在于矿物晶格中，直接硫酸浸出的反应速度很慢，反应需要十几甚至数十个小时，且钒转化率和浸出率低。加入氟化物做助浸剂，可以提高反应速度，但工艺过程产生废水、废渣，存在氟污染环境的风险，由于HF的强腐蚀性，设备需进行特殊的防腐处理，生产成本高。

公开号CN101260464A的中国发明专利申请，公开了一种石煤提钒矿石分解方法，将矿石破碎、细磨至粒径小于0.154mm，然后加硫酸在150～350℃下进行焙烧，然后加水浸出，钒的浸出率可达到90%。虽然该方法的钒浸出率高，但由于要求细碎至粒径全部小于0.154mm，通常的破碎机难于达到该破碎粒级，需要在破碎后再进行细磨，细磨的成本高。另外，细磨通常采用湿式球磨，然后过滤得到合格粒级的产品再进行硫酸化焙烧，由于过滤后的钒矿滤饼含水，在硫酸化焙烧时会有大量水蒸发而导致严重的酸雾，设备腐蚀和环境污染严重，且能耗高。虽然采用干式磨矿可以解决矿粉含水问题，但干式磨矿效率低、能耗高，且磨矿过程粉尘大，环境污染严重，要使矿物粒径达到小于0.154mm，成本高、时间长。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种石煤钒矿硫酸熟化浸出钒的方法，采用干式破碎——硫酸熟化——水浸从钒矿中浸出钒，实现钒矿的清洁、高效分解和钒的浸出，具有钒矿分解和提取的能耗低、回收率高、清洁环保等优点。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种石煤钒矿硫酸熟化浸出钒的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）干式破碎：用破碎机将石煤钒矿干式破碎至粒径小于8mm；

（2）硫酸熟化：将干式破碎后的钒矿与一定量的浓硫酸混合拌匀后在150～300℃的温度下熟化1～8h，硫酸的加入量为钒矿质量的20～50%；

（3）水浸：将熟化后的物料加水调浆，搅拌浸出一段时间，浸出温度范围为50～100℃，控制液固比8∶1～1∶1，浸出时间1～8h，然后固液分离，得到含钒浸出液和浸出渣。

本发明中除另有说明的以外，比例、百分比均为质量比。

根据上述的方法，其特征在于，步骤（1）中用破碎机将石煤钒矿干式破碎粒径至小于3mm。

根据上述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的浓硫酸为质量浓度大于90%的硫酸。

本发明的方法与现有技术相比具有以下优点和效果：（1）矿石仅需简单破碎，无需高耗能的细磨工序，节约能耗；（2）矿石干式破碎，实现干矿与硫酸熟化，节能且避免酸雾产生，清洁环保，设备材质易于解决；（3）采用硫酸熟化，实现含钒矿物的活化、改性，钒浸出率高；（4）熟化后的物料直接用水浸出，浸出介质温和，设备腐蚀小，杂质溶出低，利于含钒浸出液的处理。

附图说明