[发明专利]一种含钒页岩焙烧-生物浸出-萃取联合富集钒的方法

说明书

本发明涉及一种含钒页岩焙烧‑生物浸出‑萃取联合富集钒的方法。其技术方案是：将研磨后的含钒页岩于600～800℃焙烧，得到的含钒页岩脱碳粉料加入至含0.5～4g/L酵母浸粉的含氮基础培养基溶液中，得到生物浸出培养基；将胶质芽孢杆菌菌液和含氮基础培养基混合，培养至对数期；将培养得到的对数期胶质芽孢杆菌菌液与生物浸出培养基混合，在28～35℃和摇床为180～220r/min条件下浸出20～30天，得到含钒页岩生物浸出矿浆，固液分离，得到含钒浸出液；再经逆流萃取和反萃，得到富钒液；钒的回收率为61.5～73％。本发明生物浸钒效果好，得到的含钒浸出液中含铁量低，无需额外的除铁步骤，可直接进行钒的萃取富集，工艺简单，生产成本低。

技术领域

本发明属于含钒页岩生物冶金技术领域。具体涉及一种含钒页岩焙烧-生物浸出-萃取联合富集钒的方法。

背景技术

钒是重要的战略资源，广泛应用于钢铁冶金、化工、新能源等领域。含钒页岩分布广泛、储量巨大，是重要的提钒原料，但是含钒页岩中的钒品位普遍较低，而且其中的钒大多赋存在(铝)硅酸盐矿物的晶格中，结构较稳定，不易浸出。

目前针对含钒页岩提钒方法的研究主要分为生物浸出和化学浸出两类。生物浸出方法是目前较为清洁的提钒工艺，主要使用硅酸盐细菌和氧化亚铁硫杆菌，在细菌直接溶蚀作用以及细菌生长代谢物间接作用下矿物中赋存的钒被释放，但钒的浸出率普遍较低难以满足工业要求。化学浸出方法主要采用直接酸浸，虽然高效快速，但最终浸出液中杂质离子铁含量很高，不利于后续钒浸出液的净化富集。

王鑫等(王鑫,林海,董颖博,李甘雨.空白焙烧石煤物相及钒形态变化对细菌浸钒的影响[J].金属矿山,2018(03):85-89.)在以(NH₄)₂SO₄为氮源条件下研究石煤焙烧对细菌浸钒效率的影响，发现700℃焙烧预处理2h的石煤试样在30℃、180r/min振荡速度下细菌浸出37d，钒的浸出率为54.92％，该方法清洁环保，但该氮源条件下细菌生长代谢能力不佳，破坏矿物硅酸盐晶格结构程度有限，钒浸出效率低。

“一种用氧化亚铁硫杆菌从含钒页岩中浸出钒的方法”(CN108611489A)专利技术在pH＝1.0～2.5条件下，用氧化亚铁硫杆菌从含钒页岩中浸出钒，七水合硫酸亚铁的添加浓度为5～15Kg·m^-3，并补充硫粉作为细菌的能源物质，减少浸出过程中铁的水解沉淀，减轻铁沉淀对钒浸出过程中的不利影响，钒浸出率在63％左右，但含钒浸出液中杂质铁离子很多，离子浓度在2.0Kg·m^-3左右，增大了后续除铁压力，不利于钒的净化富集。

“一种从石煤酸浸液中提钒的方法”(CN103789560B)专利技术将石煤直接硫酸浸出，浸出液中含V1.32g/L，Fe_T 3.54g/L，Fe(III)0.26g/L，将含钒浸出液搅拌加入石灰乳调pH值至2.3，过滤，滤液用P204-煤油体系作有机相，有机相中P204的浓度为12v/v％，按O/A(有机相与水相的体积比)＝1∶4进行6级接触萃取除铁，得到除铁后液。除铁后液再搅拌加入碳酸氢铵调pH值至3.1，过滤，经过多次正萃、反萃得到富钒液。该工艺钒铁分离效果好，钒回收效率高，但为了除去杂质离子铁，工艺流程长，化学试剂品的消耗量大，成本高。

综上所述，现有的含钒页岩生物提钒方法钒浸出率低，含钒浸出液中铁离子浓度高时，会增加后续除铁压力，不利于钒的净化富集，工艺流程长，经济成本高。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，目的是提出一种含钒页岩焙烧-生物浸出-萃取联合富集钒的方法，该方法钒浸出效率高、浸出液中含铁量低、无需额外的除铁步骤和能直接进行钒萃取富集。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体步骤是：

步骤一、含钒页岩预处理