專利名稱：用于石煤礦焙燒提釩的添加劑、制備方法及石煤礦焙燒提釩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于礦石提取金屬氧化物的添加劑及制備方法和相應(yīng)的提取金
屬氧化物的方法，具體涉及礦石提取釩的添加劑及制備方法和相應(yīng)的提取五氧化二釩的方 法。
背景技術(shù)：
我國南方廣泛分布有大量的石煤，其中富含大量的五氧化二釩。我國從石煤中提 取釩工藝絕大多數(shù)采用鈉化焙燒工藝，在焙燒過程中產(chǎn)生大量的氯氣，氯化氫氣體，廢水中 含有大量的鹽分，對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，礦石中的五氧化二釩的總回收率低。而采用的焙 燒_酸浸工藝則酸耗巨大，不僅污染大，能耗大，而且提取率低，后續(xù)處理困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種可提高釩的提取率、工藝簡潔、環(huán)保清潔的石煤礦提釩方法。
本發(fā)明采用以下方案 添加劑制備方法之一 將按質(zhì)量比為1 : 0. 5 3的硝酸鉀或/和硝酸鈉以及氫 氧化鋁混合物混合均勻、磨細(xì)后，于500 70(TC焙燒3 7小時(shí)。 添加劑制備方法之二 將一定質(zhì)量的硝酸鋁配成溶液，按硝酸鹽與硝酸鋁質(zhì)量比
為i : 2 i : 4投入適量的硝酸鉀或/和硝酸鈉后，加入氨水?dāng)嚢柚聊z形成，干燥后，
于500 70(TC焙燒3 7小時(shí)。硝酸鋁跟氨水反應(yīng)得到氫氧化鋁和硝酸銨，焙燒后，硝酸
銨分解成氨氣，氮?dú)?，氧氣等氣體逸出，只剩下硝酸鹽和氫氧化鋁混合物固體。
采用上述制備方法之一制備得到用于石煤礦焙燒提釩的添加劑，添加劑中包含堿 金屬硝酸鹽和鋁的氫氧化物，且硝酸鹽與鋁的氫氧化物質(zhì)量百分比為1 : 0.5 3。
石煤礦焙燒提釩的方法如下 粉碎礦石得到礦粉，按質(zhì)量比3 5%的添加量往礦粉中加入上述添加劑，混和均 勻后，加水團(tuán)球，制成混合礦粒；再將上述制得的混合礦粒于500 80(TC焙燒2 4小時(shí)， 自然冷卻至室溫得焙砂；焙砂再經(jīng)酸浸、提取、沉淀、分解等工序，制得五氧化二釩。
所述石煤原礦石粉碎至80 120目，混合礦粒的粒徑為1. 2 1. 5cm。
為改善酸浸工序，其工藝條件為用質(zhì)量濃度為3 5^的硫酸在40 10(TC之間 浸出3 12小時(shí)，浸出固液比為1 : 1 1 : 4。 酸浸后的各工序可采用以下方案浸出液用吸釩樹脂吸附分離后得到富釩溶液，
富釩溶液加入銨鹽得到偏釩酸銨沉淀，偏釩酸銨沉淀加熱分解可得五氧化二釩。 本發(fā)明從石煤釩礦空白焙燒_酸浸提釩工藝出發(fā)，通過對石煤釩礦中添加特制的
添加劑后，進(jìn)行高溫焙燒，對焙燒物料的焙燒條件進(jìn)行控制，由于高溫焙燒過程中超強(qiáng)堿能
活化形成K20或Na20的多層疊合結(jié)構(gòu)，從而使石煤釩礦中含釩礦物的硅酸鹽結(jié)構(gòu)遭到強(qiáng)力
破壞，導(dǎo)致礦石中包合的五氧化二釩裸露于礦物表面，因此在酸浸時(shí)能夠得到很好的浸出，可實(shí)現(xiàn)五氧化二釩的高轉(zhuǎn)化率和浸出率。酸浸步驟可使五氧化二釩的浸出率達(dá)85%以上， 提釩總回收率在80%以上。與傳統(tǒng)方法相比較，能明顯地提高五氧化二釩的總回收率；廢 水排放量也大大降低。并且在提釩過程中基本做到無廢氣排放，提釩后的礦渣還可用于水 泥，機(jī)制磚等建筑材料的生產(chǎn)。所需焙燒高溫由石煤自身燃燒供給，不需添加其他燃料，大 大降低了能耗。由此可見，本發(fā)明達(dá)到了新型環(huán)保工藝技術(shù)要求。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明而非對本發(fā)明的進(jìn)一步限制。
實(shí)施例1 : 取硝酸鉀10克，氫氧化鋁30克，混勻，研磨成粉。于馬弗爐中70(TC焙燒5小時(shí)，
得到添加劑，該添加劑中包含硝酸鉀和氫氧化鋁，硝酸鉀氫氧化鋁質(zhì)量百分比為i : 3。 取湖南某地石煤礦樣100克，經(jīng)測定五氧化二釩品味為1. 2%，粉碎至粒度為80 120目之間；往其中加入上述添加劑3克，添加量相當(dāng)于3%，攪拌均勻后，加水團(tuán)成直徑為 1. 2 1. 5厘米的小球，制得混合礦粒；將上述混合礦粒置于馬弗爐中70(TC焙燒3小時(shí)， 自然冷卻至室溫得焙砂，將上述焙砂加入到150毫升質(zhì)量濃度為4%的硫酸溶液中，浸出固 液質(zhì)量比為l : 2，在75t:加溫浸出3小時(shí)后，固液分離，水洗礦渣，將洗水并入到浸出液 中。得到濃度為3. 5g/L的釩水溶液300ml，浸出率達(dá)87% ，經(jīng)吸釩樹脂交換吸附，解吸，銨 鹽沉釩后得偏釩酸銨沉淀，加熱分解沉淀的純度為99%五氧化二釩1. 02克，總回收率達(dá) 84. 2%。 實(shí)施例2: 取氫氧化鋁30克，硝酸鉀9克，硝酸鈉6克，混勻，研磨成粉。于馬弗爐中65(TC焙 燒7小時(shí)，得到添加劑，該添加劑中包含硝酸鉀、硝酸鈉和氫氧化鋁，硝酸鹽(含硝酸鉀和硝 酸鈉總質(zhì)量)氫氧化鋁質(zhì)量百分比為l : 2。 采用上述添加劑，其它條件與實(shí)施例1基本相同的方法從石煤礦石中提取五氧化
二釩，其總回收率可達(dá)81.6%。 實(shí)施例3 將30克的硝酸鋁配成溶液，按硝酸鈉與硝酸鋁質(zhì)量比為1 : 3投入10克的硝酸 鈉后，加入氨水?dāng)嚢柚聊z形成，干燥后，50(TC焙燒7小時(shí)。得到添加劑，該添加劑中包含
硝酸鈉和氫氧化鋁，硝酸鈉氫氧化鋁質(zhì)量百分比約為i : i.i。 取上述礦樣200g，粉碎至粒度為80 120目之間；之后添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的實(shí) 施例1中的添加劑，攪拌均勻后，加水團(tuán)成直徑為1. 2 1. 5厘米的小球，制得混合礦粒； 將上述混合礦粒置于馬弗爐中50(TC焙燒4小時(shí)，自然冷卻至室溫得焙砂，將上述焙砂用 300ml質(zhì)量濃度為4%的硫酸進(jìn)行浸出，浸出固液質(zhì)量比為1 : 2，加溫5(TC浸出IO小時(shí)， 固液分離，水洗礦渣，將洗水并入到浸出液中。得到濃度為4. lg/L釩水溶液500mL。浸出率 為85. 4%，經(jīng)吸釩樹脂交換吸附，解吸，銨鹽沉釩后得偏釩酸銨沉淀，加熱分解沉淀得到純 度為99%五氧化二釩2. 02克，總回收率達(dá)83. 3% 。
實(shí)施例4 將30克的硝酸鋁配成溶液，按硝酸鉀與硝酸鋁質(zhì)量比為1 : 1. 5投入20克的硝 酸鉀后，加入氨水?dāng)嚢柚聊z形成，干燥后，60(TC焙燒6.5小時(shí)。得到添加劑，該添加劑中
4包含硝酸鉀和氫氧化鋁，硝酸鉀氫氧化鋁質(zhì)量百分比約為i : o.55。 取石煤礦樣500克，經(jīng)測定五氧化二釩品味為1. 2%，粉碎至粒度為80 120目之 間；往其中加入上述添加劑20克，添加量相當(dāng)于4%，攪拌均勻后，加水團(tuán)成直徑為1. 2 1. 5厘米的小球，制得混合礦粒；將上述混合礦粒置于馬弗爐中80(TC焙燒2小時(shí)，自然冷卻 至室溫得焙砂，將上述焙砂加入到1000毫升質(zhì)量濃度為5%的硫酸溶液中，浸出固液質(zhì)量 比為l : 2.5，在IO(TC加溫浸出12小時(shí)后，水洗礦渣，將洗水并入到浸出液中。得到濃度 為3. 3g/L的釩水溶液1600ml，浸出率達(dá)88% ，經(jīng)吸釩樹脂交換吸附，解吸，銨鹽沉釩后得偏 釩酸銨沉淀，加熱分解沉淀得純度為99%五氧化二釩4. 87克，總回收率達(dá)81. 2%。
權(quán)利要求
一種用于石煤礦焙燒提釩的添加劑，特征在于添加劑中包含硝酸鉀或/和硝酸鈉以及鋁的氫氧化物，且硝酸鹽與鋁的氫氧化物質(zhì)量百分比為1∶0.5～3。
2. —種制備如權(quán)利要求1所述的用于石煤礦焙燒提釩添加劑的制備方法，其特征是將按質(zhì)量比為1 : 0. 5 3的硝酸鉀或/和硝酸鈉以及氫氧化鋁混合物混合均勻、磨細(xì)后，于500 70(TC焙燒3 7小時(shí)。
3. —種制備如權(quán)利要求1所述的用于石煤礦焙燒提釩添加劑的制備方法，其特征是將一定質(zhì)量的硝酸鋁配成溶液，按硝酸鹽與硝酸鋁質(zhì)量比為i : 2 i : 4投入適量的硝酸鉀或/和硝酸鈉后，加入氨水?dāng)嚢柚聊z形成，干燥后，于500 70(TC焙燒3 7小時(shí)。
4. 一種石煤礦焙燒提釩的方法，其特征是粉碎礦石得到礦粉；采用權(quán)利要求1或2所 述的用于石煤礦焙燒提釩添加劑的制備方法制得添加劑；按質(zhì)量比3 5%的添加量往礦 粉中加入上述添加劑，混和均勻后，加水團(tuán)球，制成混合礦粒；再將上述制得的混合礦粒于 500 80(TC焙燒2 4小時(shí)，自然冷卻至室溫得焙砂；焙砂再經(jīng)酸浸、提取、沉淀、分解等工 序，制得五氧化二釩。
5. 如權(quán)利要求4所述的石煤礦焙燒提釩的方法，其特征是所述焙砂酸浸工藝條件 為用質(zhì)量濃度為3 5%的硫酸在40 IO(TC之間浸出3 12小時(shí)，浸出固液質(zhì)量比為i : i i : 4。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的石煤礦焙燒提釩的方法，其特征是所述礦石須粉碎至 80 120目，混合礦粒的粒徑為1. 2 1. 5cm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于石煤礦焙燒提釩的添加劑、制備方法及石煤礦焙燒提釩的方法。添加劑中包含堿金屬硝酸鹽和鋁的氫氧化物，且堿金屬硝酸鹽與鋁的氫氧化物質(zhì)量百分比為1∶0.5～3。將該添加劑加入粉碎后的石煤礦石中共同焙燒；焙砂再經(jīng)酸浸、提取、沉淀、分解等工序，制得五氧化二釩。該方法可明顯提高五氧化二釩的總回收率，并且在提釩過程中做到基本無廢氣，廢渣排放，與傳統(tǒng)方法相比廢水排放量也大大降低；降低了能耗，體現(xiàn)了新型環(huán)保工藝技術(shù)要求。
文檔編號C22B34/22GK101693947SQ200910044599
公開日2010年4月14日 申請日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
發(fā)明者曹繼, 蔡炳新, 詹擁共 申請人:湖南大學(xué);