一種從石煤焙燒料中選擇性浸出釩的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石煤提釩技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種從石煤焙燒料中選擇性浸出釩的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石煤是我國重要的含釩資源，從石煤中提釩已成為石煤的主要利用方式。而傳統(tǒng)使用的鈉化焙燒-水浸工藝會(huì)在焙燒過程會(huì)產(chǎn)生Cl2、HCl、SOJg合氣體而造成環(huán)境污染。為取代鈉化焙燒工藝，科技工作者開發(fā)了許多石煤提釩新工藝。石煤酸浸提釩工藝環(huán)境污染小和操作過程簡單，在石煤提釩領(lǐng)域越來越受重視。但國內(nèi)外對于石煤酸浸過程缺乏深入研究，導(dǎo)致石煤酸浸提釩工藝存在許多缺陷。
[0003]何東升等(何東升，徐雄依，池汝安，魏黨生，張麗敏，駱任，韋祖華.石煤直接酸浸實(shí)驗(yàn)研究[J].無機(jī)鹽工業(yè)，2012，44(8):22~24.)對湖南省含釩石煤原礦采用直接酸浸提釩工藝，在硫酸濃度為3.7mol/L、90°C、液固比為4mL/g條件下浸出6h，釩浸出率僅為63.48%，酸耗量大且釩浸出率較低。徐耀斌等(徐耀斌，王勤輝，施正倫，方夢祥，高翔，駱仲泱.含釩灰渣酸浸液結(jié)晶銨明礬的工藝條件[J].過程工程學(xué)報(bào)，2009，9(5):927~931.)采用體積濃度為6.3mol/L的硫酸、115°C、液固比為3mL/g對石煤灰渣浸出4h，釩浸出率可以達(dá)到85.52%，然而酸浸液中游離硫酸體積濃度為3.5mol/L，這部分酸未得到有效利用，且酸浸液中雜質(zhì)離子含量較高(V: 2.35g/L、Al:25.16g/L、Fe:6.51g/L)。對此酸浸液進(jìn)行萃取實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鋁離子會(huì)在萃取過程中水解產(chǎn)生大量絮狀物，嚴(yán)重影響萃取過程正常進(jìn)行，需要向溶液中加入銨鹽以結(jié)晶銨明礬除去部分鋁離子。這使得對普通石煤提釩工藝獲得的酸浸浸出液還需要增加除雜的作業(yè)，使石煤酸浸提釩工藝流程變得更復(fù)雜。
[0004]石煤酸浸過程選擇性差，酸浸液中雜質(zhì)離子過高，還會(huì)給后續(xù)處理帶來許多其他問題。李望等(李望，張一敏，劉濤，黃晶，王一.雜質(zhì)離子對萃取法從石煤酸浸液中分離純化釩的影響[J].有色金屬(冶煉部分)，2013，5:27~34.)研究了各金屬雜質(zhì)離子對酸浸液萃取的影響，發(fā)現(xiàn)Al3+濃度高于10g/L時(shí)，會(huì)降低單級(jí)f凡的萃取率；Fe 3+大于5g/L時(shí)會(huì)顯著降低V4+萃取率；Fe2+會(huì)被共萃入有機(jī)相，引起有機(jī)相飽和容量下降。楊合等(楊合，毛林強(qiáng)，薛向欣，劉東.雜質(zhì)離子對沉淀多釩酸銨的影響[J].鋼鐵釩鈦，2013，34(3):13~18.)研究發(fā)現(xiàn)，磷對酸性銨鹽沉釩影響極大，能夠顯著降低釩的沉淀率，并且會(huì)與釩形成復(fù)雜絡(luò)合物沉淀于產(chǎn)品中影響產(chǎn)品純度。
[0005]綜上所述，現(xiàn)有石煤酸浸提釩技術(shù)主要存在釩浸出率低、酸耗較高、浸出選擇性較差的缺陷，導(dǎo)致浸出液中鋁、鐵、磷濃度過高，給后續(xù)處理帶來許多問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種浸出率高、酸耗較低和浸出選擇性較好的從石煤焙燒料中選擇性浸出釩的方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是: 將石煤焙燒料細(xì)磨至粒徑小于0.074mm占65~85wt%，進(jìn)入一段加壓浸出段，進(jìn)行一段加壓浸出，固液分離，得一段浸出液和一段浸出渣。
[0008]將一段浸出液直接送后續(xù)工序作還原和萃取處理，一段浸出渣進(jìn)入二段加壓浸出段，進(jìn)行二段加壓浸出，固液分離，得二段浸出渣與二段浸出液。
[0009]二段浸出渣作為尾渣排放，將二段浸出液進(jìn)行中和處理，得含釩硫酸溶液；含釩硫酸溶液全部返回一段加壓浸出段。
[0010]如此不斷循環(huán)，分段浸出。
[0011 ] 所述一段加壓浸出是:按液固比為1.5-3.0L/Kg，將酸度為0.4-1.2mol/L的含釩硫酸溶液與石煤焙燒料于加壓釜中混合，在0.5-4.5MPa和150~300 °C條件下浸出1.0-4.0h0
[0012]所述二段加壓浸出是:按液固比為1.0-2.0L/Kg,將酸度為2.0-4.0moI/L的硫酸溶液與一段浸出渣于加壓釜中混合，在0.5-4.5MPa和120~300°C條件下浸出1.0-4.0h。
[0013]所述中和處理是:先向二段浸出液中加AK2SO4, K2SO4的加入量為所述石煤焙燒料的0.1-1.0wt%，再加入堿至硫酸濃度為0.4-1.2mol/Lo
[0014]所述堿為CaC03、CaO、Ca (OH)2^ NaOH、NaHC03、Na2CO3和氨水中的一種。
[0015]所述石煤焙燒料中的V2O5含量為0.7-1.6wt%，釩以類質(zhì)同象形式賦存于云母晶格中，鐵以赤鐵礦形式存在。
[0016]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
本發(fā)明在一段加壓浸出段利用含釩硫酸溶液中殘余硫酸除去石煤焙燒料中CaO和MgO等耗酸物質(zhì)，使二段加壓浸出過程中能夠參與破壞云母晶格的酸更多。因此，釩浸出率提高了 8~12%，釩浸出率為80~88% ;浸出液中釩含量為1.61-1.77g/L，鐵含量為0.2-0.9g/L，鋁含量為2.5-7.5g/L，磷含量為0.35-0.75g/L ;釩浸出率相同時(shí)能降低酸耗10~20%。
[0017]本發(fā)明向二段浸出液中加入堿和K2SO4，能有效降低二段浸出液中殘余硫酸濃度和增加含釩硫酸溶液中鉀離子含量，促進(jìn)一段加壓浸出過程中Fe3+、A13+、P043與K+、S042等結(jié)合生成沉淀，從而降低浸出液中鐵、鋁和磷的濃度，減輕后續(xù)處理的壓力。因而在釩浸出率相同時(shí)，與石煤焙燒料直接浸出相比，浸出液中的鐵含量降低了 60~95%，浸出液中的鋁含量降低了 60~90%，浸出液中的磷含量降低了 50~60%。
[0018]因此，本發(fā)明具有釩浸出率高、浸出選擇性較好和酸耗較低的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的一種工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對保護(hù)范圍的限制:
本【具體實(shí)施方式】所述石煤焙燒料中的V2O5含量為0.7-1.6wt%，釩以類質(zhì)同象形式賦存于云母晶格中，鐵以赤鐵礦形式存在。實(shí)施例中不再贅述。
[0021]實(shí)施例1
一種從石煤焙燒料中選擇性浸出釩的方法。本實(shí)施例所述方法是:
將石煤焙燒料細(xì)磨至粒徑小于0.074mm占65~85wt%，進(jìn)入一段加壓浸出段，進(jìn)行一段加壓浸出，固液分離，得一段浸出液和一段浸出渣。
[0022]將一段浸出液直接送后續(xù)工序作還原和萃取處理，一段浸出渣進(jìn)入二段加壓浸出段，進(jìn)行二段加壓浸出，固液分離，得二段浸出渣與二段浸出液。
[0023]二段浸出渣作為尾渣排放，將二段浸出液進(jìn)行中和處理，得含釩硫酸溶液；含釩硫酸溶液全部返回一段加壓浸出段。
[0024]如此不斷循環(huán)，分段浸出。
[0025]所述一段加壓浸出是:按液固比為2.2-3.0L/Kg,將酸度為0.4-0.5mol/L的含釩硫酸溶液與石煤焙燒料于加壓釜中混合，在0.5-2.0MPa和150~200 °C條件下浸出
1.0—3.0h0
[0026]所述二段加壓浸出是:按液固比為1.3-2.0L/Kg,將酸度為2.0-3.0moI/L的硫酸溶液與一段浸出渣于加壓釜中混合，在0.5-1.5MPa和120~180°C條件下浸出1.0-3.0h。
[0027]所述中和處理是:先向二段浸出液中加AK2SO4, K2SO4的加入量為所述石煤焙燒料的0.1-0.5wt%，再加入堿至硫酸濃度為0.4-0.5mol/L0
[0028]所述堿為Ca (OH)2。
[0029]本實(shí)施例中:釩浸出率為80~85%，浸出液中釩含量為1.61~1.74g/L，鐵含量為
0.2-0.6g/L，鋁含量為2.5-5.5g/L，磷含量為0.35-0.65g/L。與石煤焙燒料直接浸出相比，在釩浸出率相同時(shí)，浸出液中的鐵含量降低了 60~80%，