[发明专利]从黑色页岩中提取铝、钒、钼、镍元素无三废排放的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种有色金属低成本提取方案，特别是从黑色页岩中综合提取铝、钒、钼、镍 等元素，无“三废”排放的生产工艺，属于湿法冶金化工技术领域。

背景技术

黑色页岩主要赋存在震旦系、寒武系和志留系等古老地层中，因含炭外观呈黑色或黑灰色，有些地方称为石煤，大多具有高灰、高硫和硬度大的特征。黑色页岩往往含有一种或几种金属元素，既可单独成矿，形成钒矿、钼矿、镍矿或铀矿等，也可伴生成矿，形成钒钼矿、钼镍矿、钼镍钒矿、钒铀矿等多种矿藏。这种黑色页岩矿遍布我国多省，尤其是在我国的黔、湘、渝三省交接处蕴藏非常丰富的多金属页岩矿床，仅贵州遵义就有100多平方公里的黑色页岩多金属矿区，矿石中含钼0.03~8.5%、镍0.1~5%、钒0.1~2.5%、铀0.01~0.05%、铝1.0~15%、铁5~25%、硫2~25%、炭6~20%，金属资源量超过数百万吨。黑色页岩共生矿是我国一种非常有优势的矿种，这种黑色页岩矿是一种难选非晶态胶质态的多金属硫化矿，内部含有沥青等有机质成分，组成复杂。单项金属元素含量并不高，难以通过选矿的方法进行富集，传统的工艺大多数是采用火法焙烧湿法浸出分离提纯的工艺，但是会产生大量二氧化硫气体污染环境，并消耗大量化学药剂等。其后又出现了很多湿法冶金的新工艺，以减少大气污染，提高回收率。

专利CN101338365是将矿粉在90~120度，0~2个大气压下进行预浸，终浸则是将预浸液在85~150度，0~5个大气压，并通入氯气的条件下进行，终浸渣则用氨水洗钼；

专利CN101899569A是将矿粉与氢氧化钠置入反应器中，加压并通氧，控制温度110~150度，钼被溶出，镍被保留在渣中，实现了分离；

专利CN10267680A是将矿粉和硝酸盐、酸和水按比例配制成溶浸液加入反应釜中反应，滤液经膜分离或离子交换方法实现分离，调节pH值分别得到镍和钼的化合物；

专利CN103014331A是将矿粉、催化剂和酸溶液加入压力反应釜中，通氧浸出钼和镍。所用的催化剂是变价金属的可溶性化合物；

专利CN101323915是将钼矿进行加压氧浸出，然后通过萃取分离，生成镍盐和氧化钼；

专利CN101289702是将矿粉用稀酸和氧化剂加压浸出，浸出液通过萃取和不同的反萃剂分别得到钼酸铵和硫酸镍；

专利CN101177735是将矿粉通氧加氨高压浸出钼和镍，然后通过萃取分离得到产品；

专利CN101717858A，是将矿粉加入压力釜中进行氧压浸出，得含硫酸亚铁、硫酸钼酰、硫酸钒酸和硫酸镍的浸出液以及含钼酸沉淀的浸出渣；然后萃取钒，反萃钒得钒酸铵，生成含钼、铁的沉淀物与含镍的溶液，过滤得碳酸镍；将含钼酸沉淀的浸出渣与含钼、铁的沉淀物进行加温碱浸，过滤得含钼的碱浸液和含铁的滤渣；树脂吸附钼后再洗脱、酸沉、过滤；将含铁渣酸溶、还原、过滤得七水硫酸亚铁。

上述工艺存在以下问题：

一、大多采用压力釜进行反应，需要加压通氧保温，设备造价高昂，单位能源消耗高，单体生产物料少，整体生产效率低；

二、整个流程中酸的消耗量较大，药剂添加量多，后段工艺需要大量碱中和，成本较高；

三、矿石中的低品位元素因为含量太低，比如有些钒钼矿含钒1.5%，含钼却只有0.1%，有些钼镍矿，含钼5%，含镍却只有0.15%，矿石中这些低品位的元素因提取成本较高，大多在提取主要元素后随渣遗弃，造成资源的浪费；

四、需要加入大量添加剂如硝酸铵、氯酸钠强化浸出，从而在浸出液中生成硝酸根、氯酸根等离子，在循环生产中这些离子会不断的残留累积，不仅影响下一步的分离提纯，而且使生产用水难以循环利用。这些废水不经净化处理外排则会污染环境，如果进行净化处理则成本很高。

我国的黑色页岩共生矿资源丰富，储量大，伴生元素多，若能综合利用，可以大大增加经济效益和社会效益。因此，寻找一种生产成本低，绿色环保，能最大限度地提取矿石中的有益元素的生产工艺是今后湿法冶金行业的重要任务。

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、酸耗量低、综合回收率高的从黑色页岩中提取铝、钒、钼、镍 等元素的生产工艺。

为解决上述问题，本发明提出的技术方案通过下述步骤实现：

（1）将黑色页岩进行破碎细磨，加入添加剂、水和浓硫酸按比例搅拌均匀，然后在熟化槽内堆放1—7天进行高温熟化，熟化过程中控制反应的温度、湿度和时间；