[发明专利]粉煤灰酸浸提钒中回收十二水硫酸铝钾结晶工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，具体涉及一种粉煤灰湿法冶金酸浸过程中回收钾的工艺方法。

背景技术

针对一些流化床发电后的粉煤灰具有钾、铝、钒含量高的特点。在硫酸浸出提钒的过程中，硫酸消耗量大，铝、钾、铁杂质元素浸出率提高，致使浸出液中成分复杂，造成了工艺体系除杂困难，出现杂质离子和伴生有益组分在浸出液中富集，进一步除杂和综合回收有益组分等一系列问题。针对在湿法冶金高酸浸出过程中杂质离子和伴生有益组分分离和除杂等问题，需要找到一种能够克服以上缺点，使工艺流畅的流程和方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种粉煤灰酸浸提钒中回收十二水硫酸铝钾结晶工艺方法。

本发明的技术解决方案是：粉煤灰酸浸提钒中回收十二水硫酸铝钾结晶工艺方法，包括以下步骤：

粉煤灰采用硫酸或硫酸和助浸剂高酸搅拌浸出，然后固液分离，洗涤浸出尾渣，洗水返回上述搅拌浸出；；

浸出液冷凝搅拌结晶，得到十二水硫酸铝钾；

结晶尾液采用“中和-还原-萃取-钒萃取-沉钒-煅烧”工艺提钒；

对萃取后萃余液进行氧化、中和除杂，然后固液分离，得到萃余液中和渣；

固液分离后再生水返回浸出作业。

采用硫酸或硫酸和助浸剂氟化钙浸出粉煤灰，硫酸用量为粉煤灰用量的30％—60％，助浸剂氟化钙用量为粉煤灰用量的3.5％—5％，浸出时间7—12h，浸出温度90±5℃，浸出液固比为2.5:1—3:1。

所述的粉煤灰浸出液冷凝搅拌结晶，温度5-20℃，慢速2—4转/分钟搅拌，冷凝结晶时间12—24h，固液分离得到十二水硫酸铝钾结晶，结晶洗水用量为结晶母液的2％—20％，洗水合并至结晶尾液。

萃余液处理采用浓度25％的双氧水氧化，用量为萃余液体积的0.1％—2％，采用石灰浆调节萃余液料浆pH值为3—3.5，中和时间2—3h，固液分离后萃余液再生水返回浸出作业。

所述的粉煤灰为碳质钒矿燃烧后的粉煤灰。

粉煤灰为含五氧化二钒0.7％以下的碳质钒矿，经流化床燃煤发电后的粉煤灰。

本发明的优点和积极效果是：本发明工艺区别于常规提钒工艺的特点是在常规的粉煤灰提钒工艺中突破性的加入冷凝结晶除杂的方法。本发明是在湿法提钒的工艺过程中，充分根据燃烧后的粉煤灰自身的矿石物料特点(钒、钾、铝含量较高)，在高酸浸出后加入“浸出液冷凝结晶”，在萃取反萃取后加入“萃余液处理返回浸出”两个技术发明关键点。本方法减少后续除杂药剂用量，运行成本低，同时得到钾的副产品，对环境污染少。粉煤灰湿法冶金酸浸提钒浸出液冷凝结晶析出十二水硫酸铝钾，解决在湿法冶金高酸浸出过程钾元素综合回收、铝元素除杂问题。对比常规的酸浸提钒工艺，在提钒过程中间加入该工序：1、综合回收钾元素，得到高产量高品质的副产品；2、浸出液中杂质铝的结晶析出，48小时后无结晶出现，确保粉煤灰提钒工艺流程畅通。

附图说明

附图为本发明工艺流程图。

具体实施方式

以下实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。

实施例

采用本方法陕西某地碳质钒矿(V₂O₅含量0.45～0.53％)燃烧发电后的粉煤灰。粉煤灰的主要矿物为石英、粘土矿物，V₂O₅含量0.92％，K₂O含量3.96％，Al₂O₃含量8.37％。

采用本发明的步骤如下：

1、用与粉煤灰质量百分比40％的硫酸配合助浸剂氟化钙3.5％高酸搅拌浸出，浸出时间7h，温度90℃，浸出液固比2:1；然后固液分离，洗条浸出尾渣，洗水反回上述搅拌浸出。

2、浸出液冷凝结晶温度5—10℃，慢速2—4转/分钟搅拌，冷凝结晶时间24h，固液分离得到十二水硫酸铝钾结晶，结晶洗水用量为结晶母液的5％，洗水合并至结晶尾液；对结晶尾液采用“中和-还原-萃取提钒”工艺提钒。

3、萃余液进行氧化、中和除杂处理，包括萃余液用浓度25％双氧水氧化，用量为1.5％萃余液体积，采用石灰浆调节萃余液pH值为3，中和时间为2小时，固液分离后得到萃余液中和渣，萃余液再生水返回浸出作业。

以下是试验结果。

萃余液再生返回浸出作业钾品位变化表

十二水硫酸铝钾结晶条件及结果表

余液净化再生返回浸出—粉煤灰中和流程对钒的浸出基本无影响，浸出上清液氧化钾的浓度由11.5g/l左右提高到15g/l以上，有利于十二结晶水硫酸铝钾析出；保证结晶温度在5—10℃是结晶产品中氧化钾占浸出液中氧化钾回收率大于45％的必要因素。