[发明专利]一种从石煤钒矿中直接提取高纯五氧化二钒的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工冶金技术领域，尤其涉及一种从石煤钒矿中直接提取高纯五氧化二钒的方法。

背景技术

钒是一种高熔点、难熔稀有金属，具有优异的物理性能和化学性能，用途十分广泛，有“工业维生素”之称，五氧化二钒是钒实际生产中最主要的产品形式。钒最初大多应用于钢铁工业，后来由于在钛合金中的优异改良作用，逐渐应用到航空航天领域，近年来，随着科学技术水平的飞跃发展，人类对新材料的要求日益提高，钒在非钢铁领域的应用越来越广泛，其范围涵盖了航空航天、化学、电池、颜料、玻璃、光学、医药等众多领域。在这些领域中使用的五氧化二钒要求杂质含量极低，甚至超过国家优级纯的标准，而我国现有的工业级五氧化二钒和试剂级五氧化二钒都因某些杂质含量偏高或质量指标项目不全不能满足这些领域应用的要求。

传统的高纯五氧化二钒生产方法一般为两步法，即先从含钒资源中将钒转入到溶液沉淀偏钒酸铵，而后再用碱将偏钒酸铵溶解后，使大部分杂质离子水解沉淀，或者加入相应的除杂剂，将杂质进行去除，得到的纯净的钒浓缩液，然后调整pH值，加入铵盐使偏钒酸铵重新沉淀，再将偏钒酸铵煅烧得到高纯五氧化二钒，该方法的缺点是工艺流程长，中间步骤多、原材料单耗增加，生产成本高，即便经过两次沉淀，五氧化二钒纯度都达不到一些高端产品的要求。

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，提供一种工艺流程短、生产成本低的从石煤钒矿中直接提取高纯五氧化二钒的方法，该方法制备的五氧化二钒产品纯度不低于99.5%，具有很好的产品附加值和企业经济效益。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种从石煤钒矿中直接提取高纯五氧化二钒的方法，包括以下步骤：

1）将石煤钒矿石破碎到所需粒度后进行选矿处理，去掉一部分脉石杂质成分，得到钒精矿；

2）将所述钒精矿在低温低酸条件下进行浓酸熟化处理、水浸，得到钒浸出液；

3）将所述钒浸出液经氧化中和处理后用弱碱性阴离子交换树脂进行吸附，去掉溶液中的绝大部分阳离子杂质和部分阴离子杂质成分，然后用烧碱溶液对吸附后的弱碱性阴离子交换树脂进行解吸，得到钒解吸液；

4）将所述钒解吸液进行陈化，使部分胶体和微量金属杂质充分沉淀，得到陈化液；

5）用可溶性钙盐或/和镁盐对所述陈化液进行深度净化，进一步除去硅、磷、砷等非金属杂质，得到净化液；

6）在所述净化液中加入铵盐进行弱碱性沉钒，将钒与净化液中的微量杂质成分进一步分离，得到的沉淀经洗涤、干燥、煅烧得到五氧化二钒产品。

上述的从石煤钒矿中直接提取高纯五氧化二钒的方法，优选的，所述步骤2）中，钒精矿经低温低酸条件下浓酸熟化处理时，加入浓硫酸的质量占钒精矿质量的8%～16%，熟化过程的温度为室温～100℃，熟化时间为24～72h。

上述的从石煤钒矿中直接提取高纯五氧化二钒的方法，优选的，所述步骤3）中，阴离子交换树脂为D301树脂或D314树脂。

上述的从石煤钒矿中直接提取高纯五氧化二钒的方法，优选的，所述步骤3）中，钒解吸液的pH值为9.0～10.5。

上述的从石煤钒矿中直接提取高纯五氧化二钒的方法，优选的，所述步骤4）中，钒解吸液陈化时间为24～72h。

上述的从石煤钒矿中直接提取高纯五氧化二钒的方法，优选的，所述步骤5）中，可溶性钙盐为氯化钙；可溶性镁盐为氯化镁、硫酸镁中的一种或两种。

上述的从石煤钒矿中直接提取高纯五氧化二钒的方法，优选的，所述步骤6）中，铵盐为氯化铵、硫酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或多种。

上述的从石煤钒矿中直接提取高纯五氧化二钒的方法，优选的，所述步骤1）中，石煤矿破碎到选矿所需的粒度后，有助于后续的选矿操作，选矿处理为筛分、重选、湿式擦洗筛选中的一种或两种方法处理，抛除部分硬度或粒级较大的脉石杂质成分。

上述的从石煤钒矿中直接提取高纯五氧化二钒的方法，优选的，所述石煤钒矿是指矿石中含钒矿物与非含钒矿物硬度差别较大、或含钒矿物与其它低含量含钒矿物硬度差别较大、或钒在不同粒级矿物间分布差异较大的石煤矿。

上述的从石煤钒矿中直接提取高纯五氧化二钒的方法，优选的，获得的五氧化二钒产品纯度不低于99.5%。

上述的从石煤钒矿中直接提取高纯五氧化二钒的方法中，陈化液不需要进行过滤即可直接进行深度净化，减少了操作程序。