[发明专利]一种用于从钒原矿中提钒的转化剂及其使用方法

说明书

本发明公开了一种用于从钒原矿中提钒的转化剂，所述转化剂包括以下重量份数的原料：硅化钒85～95份、五氧化二钒2～6份、甲基红钠盐8～15份。本发明还公开了该转化剂的使用方法。本发明公开的转化剂可以用作各种钒原矿的焙烧和转化氧化，适应性强、钒转化速度快、转化率高。

技术领域

本发明涉及钒矿提钒技术领域，具体涉及一种用于从钒原矿中提钒的转化剂及其使用方法。

背景技术

钒及含钒化合物作为一种极其重要的工业原料，在钢铁、合金、化工、医药、催化、新型颜料及电池技术等众多领域有着广泛的应用前景。目前，钒及含钒化合物的市场需求量逐年增加，处于供不应求的局面。

在钒原矿中，绝大部分的钒以三价态进入矿物晶格中，此类晶格结构非常稳定，其中钒处于束缚态，难以被水、酸或碱溶解浸出，因此，要浸出这部分钒必需先破坏这些稳定的晶格结构，使束缚在晶格结构中的钒释放出来，然后对其进行氧化和转化。

目前，从钒原矿中提钒的工艺一般采用高温氧化焙烧，高温氧化焙烧的目的是破坏钒原矿的组织结构，将低价态(三价或四价)钒氧化成五价态钒的氧化物，然后在转化剂钠盐(例如，纯碱或氯化钠)的氧化作用下，生成钒酸钠，以便于水或酸浸出钒酸钠溶液，对浸出的钒酸钠溶液采用铵试剂(例如硫酸铵、硝酸铵、氧化铵)进行沉淀反应得到偏钒酸铵或多钒酸铵，偏钒酸铵或多钒酸铵进行煅烧得到五氧化二钒，五氧化二钒在钙存在的条件下，进行热还原即可得到金属钒。

在以纯碱或氯化钠为转化剂的焙烧过程中，在焙烧初期，由于体系中缺乏钒品种的引诱，使得转化时间长、浸出率低，同时，矿物球团长时间处于高温焙烧条件，容易烧结而缩小，即使加大转化剂的用量，也达不到预期的转化及浸出率，造成原料消耗大、生产成本高。生产能力约三千吨/年的钒矿企业每年消耗纯碱的用量约10～12万吨/年，消耗氯化钠的用量约17～18万吨/年，而钒的转化及浸出远远达不到预期效果，这样势必影响总的效率及生产工艺的正常运作。与此同时，以氯化钠为转化剂的焙烧提钒工艺，排出排放量超标且对周边环境造成严重污染的氯气、氯化氢等腐蚀性气体。

因此，研发出一种钒的转化速度快、浸出率高、生产成本低、环境友好型的用于从钒原矿中提钒的转化剂具有很重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于从钒原矿中提钒的转化剂及其使用方法，发明人意外的发现本发明公开的转化剂在钒原矿的配伍、成球及焙烧过程中可以部分替代或完全替代传统焙烧工艺中的钠盐(纯碱或氯化钠)，加快了钒的转化速度，提高了钒的浸出率，并且在生产过程中不受钒原矿的种类、钒含量的高低以及焙烧炉温等其他工艺参数的影响。用以解决现有技术存在的转化速度慢、转化率低、原料消耗大、成本高、环境污染大的问题。

具体地，为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种用于从钒原矿中提钒的转化剂，所述转化剂包括以下重量份数的原料：硅化钒85～95份、五氧化二钒2～6份、甲基红钠盐8～15份。

进一步地，所述转化剂包括以下重量份数的原料：硅化钒89～92份、五氧化二钒3.5～5.5份、甲基红钠盐10～12.5份。

进一步地，在常温常压下，称取并混合规定重量份数原料，充分搅拌均匀，并研磨至60～80目，即制得转化剂。

其中，硅化钒，化学式为VSi₂，灰色金属粉末。

甲基红钠，又名2-[4-(二甲基氨基)苯基偶氮]苯甲酸钠盐，其可以通过2-[4-(二甲基氨基)苯基偶氮]苯甲酸与等摩尔量的纯碱(Na₂CO₃)在加热条件下反应制备而成，当反应体系不再有气泡溢出时，可以认定反应已经完成。

本发明制得的用于从钒原矿中提钒的转化剂具有下列物理性质：