一種硅酸鹽型釩礦提釩工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種硅酸鹽型釩礦提釩工藝。所述工藝根據(jù)硅酸鹽型釩礦的特點(diǎn)采用了一段焙燒、二段添加劑焙燒、酸浸的焙燒浸出工藝，浸出效果好，釩的浸出率大于85%。
【專利說明】—種硅酸鹽型釩礦提釩工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及提釩領(lǐng)域，具體涉及一種硅酸鹽型釩礦提釩工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]提取釩的原料由于種類、性質(zhì)及含量的差異，處理方法各不相同。目前，提釩的主要原料有釩礦、石煤、鋼渣、廢釩催化劑和含釩物料等，其提釩工藝一般都要經(jīng)過濕法冶金過程，主要的單元操作有:焙燒、浸出、富集和沉釩等。結(jié)合國內(nèi)外的提釩生產(chǎn)實(shí)踐和研究。
[0003]焙燒工藝是在氧化氣氛下高溫焙燒釩礦，目的是破壞釩礦物的組織結(jié)構(gòu)，使釩礦物中的低價(jià)態(tài)釩氧化為高價(jià)態(tài)釩，形成可溶于酸、堿溶液或水的化合物，故焙燒在釩生產(chǎn)的過程中是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，直接影響到釩的浸出率。目前的焙燒工藝主要有以下幾種:
[0004](I)鈉鹽焙燒工藝。以NaCl為添加劑，在高溫下焙燒，將釩礦中低價(jià)的釩氧化成高價(jià)可溶性釩，再經(jīng)稀酸堆浸提釩，然后加氯化銨直接沉釩，這個(gè)是提釩的傳統(tǒng)工藝，被國內(nèi)外廣泛應(yīng)用。該法優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)條件要求低，設(shè)備簡易，成本低，工藝流程簡單，效果顯著。缺點(diǎn)是釩回收率低，資源利用率差，且排出大量腐蝕性氣體對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
[0005](2)鈣鹽焙燒工藝。以CaC03、Ca (OH) 2或CaO為添加劑，在高溫下與釩礦混合均勻后焙燒，用稀堿浸出，浸出液通過陰離子交換樹脂進(jìn)行離子交換，將釩進(jìn)行富集，最后沉釩，國內(nèi)對這類鈣鹽焙燒法做出大量的研究。此法不但經(jīng)濟(jì)上合算、技術(shù)上可行，而且三廢易于處理、利用，達(dá)到無污染的理想效果。
[0006](3)復(fù)合添加劑的焙燒工藝、復(fù)合添加劑工藝包括以Na2C03和CaC03為添加劑、以Na2C03和NaCl為添加劑、以苛化泥為添加劑、以酸與CaO為添加劑、以NaCl和Mn02為添加劑等焙燒工藝。
[0007](4)以高錳酸鉀為添加劑的焙燒工藝
[0008]將釩礦磨細(xì)至200目左右，添加石煤量為釩礦的10%，混勻，用3%的高錳酸鉀溶液團(tuán)球，焙燒8.0h，然后用3%的稀硫酸堆浸，固液比為1:4，浸出200h，氯化錢沉釩，浸出率40%左右。此法優(yōu)點(diǎn)是焙燒過程中沒有產(chǎn)生污染環(huán)境的廢氣，基本解決了環(huán)境污染問題，缺點(diǎn)是釩的浸出率低，操作周期長。
[0009](5)無添加劑氧化焙燒工藝
[0010]將高碳的石油焦、重油灰、失效的制硫酸的催化劑，在900°C下充分焙燒使其脫碳脫硫，在373K用2mol/L的硫酸溶液浸出lh，固液分離后，向溶液中加入Na2C03，NaC103，沉釩，釩的回收率達(dá)到83%。
[0011]釩是一種重要的戰(zhàn)略資源，隨著科技的進(jìn)步，釩更廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)。近年來釩的需求量也不斷增加，價(jià)格更是高居不下。因此，從各種釩礦中提取釩成為資源利用的一個(gè)重要的發(fā)展方向。
[0012]我國的釩資源極為豐富，大部分釩是以低品位與其它礦物共生，多數(shù)低品位釩礦沒有得到充分的開發(fā)。硅酸鹽型釩礦中Si02含量較高，使用傳統(tǒng)工藝提釩時(shí)，存在焙燒時(shí)易結(jié)塊，釩轉(zhuǎn)化率低，選礦富集難等問題，使得該類型礦始終未能很好的開發(fā)。
[0013]本發(fā)明針對硅酸鹽型釩礦提出了一種提釩工藝，生產(chǎn)方法安全環(huán)保，提釩回收率聞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種硅酸鹽型釩礦提釩工藝。所述工藝根據(jù)硅酸鹽型釩礦的特點(diǎn)采用了一段焙燒、二段添加劑焙燒、酸浸的焙燒浸出工藝，浸出效果好，釩的浸出率大于85%。
[0015]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0016]一種硅酸鹽型釩礦提釩工藝，包括焙燒酸浸、離子交換、銨鹽沉釩；
[0017]采用的焙燒浸出工藝為為:一段焙燒、二段添加劑焙燒、酸浸；一段焙燒溫度650-750°C，一段焙燒時(shí)間2.5-3.5h，釩礦磨礦粒度-200目80% ;二段焙燒碳酸鈉6_8%，二段焙燒溫度750-850°C，二段焙燒時(shí)間2.5-3.5h ；3%HC1溶液浸出，浸出溫度65_75°C，浸出時(shí)間 45min_75min,液固比 0.9-1.1:1;
[0018]采用離子交換的工藝為:調(diào)節(jié)浸出液中V2O5濃度為4.5-5.5g/L、pH值為9_11，采用201X7交換樹脂對浸出液中的釩進(jìn)行提取回收；采用NaCl含量9_11%、ρΗ值為9_11的洗脫液進(jìn)行解吸。
[0019]優(yōu)選，采用的焙燒浸出工藝為為:一段焙燒、二段添加劑焙燒、酸浸；一段焙燒溫度700°C，一段焙燒時(shí)間3h，釩礦磨礦粒度-200目80% ;二段焙燒碳酸鈉7%，二段焙燒溫度8000C，二段焙燒時(shí)間3h ；3%HC1溶液浸出，浸出溫度70°C，浸出時(shí)間lh，液固比1:1，可得到鑰;的浸出率大于85% ；
[0020]優(yōu)選，采用離子交換的工藝為:調(diào)節(jié)浸出液中V2O5濃度為5.02g/L、pH值為10.0,采用201X7交換樹脂對浸出液中的釩進(jìn)行提取回收；采用NaCl含量10%、pH值為10.0的洗脫液進(jìn)行解吸。
[0021]優(yōu)選，為了達(dá)到理想的離子交換效果，需對樹脂進(jìn)行預(yù)處理及對含釩溶液進(jìn)行凈化處理:
[0022](I)樹脂的預(yù)處理:因?yàn)楹铣蓸渲闆r比較復(fù)雜，常伴有副反應(yīng)，使樹脂產(chǎn)品中含有部分油類或有機(jī)物，還有少許鐵雜質(zhì)，會影響離子交換的效果，須對樹脂進(jìn)行適當(dāng)凈化處理。將樹脂放在交換柱中，先用3-5%鹽酸酸液沖洗，再用清水將樹脂淋洗到中性，然后用5-10%的氫氧化鈉堿水清洗，之后再用清水淋洗至中性，過程中不斷的攪拌樹脂，放置l_2h后，再重復(fù)此過程一次，處理好之后將樹脂放在溫度為40-60°C烘箱中烘干。
[0023](2)浸出液的凈化處理:在不同酸度下，釩在溶液中存在不同的狀態(tài)，因此，必須根據(jù)所用樹脂的種類采用中和或稀釋的方法來調(diào)節(jié)含釩溶液的PH值。如果釩溶液中有高錳酸鉀存在，它會破壞樹脂性能，為了消除它對樹脂的影響，需將高錳酸鉀轉(zhuǎn)化成二氧化錳。考慮到樹脂的交換容量和交換選擇性，用稀釩溶液進(jìn)行樹脂交換較好。過程中加熱，避免產(chǎn)生膠體或沉淀。如果溶液中產(chǎn)生膠體或沉淀，則會覆蓋樹脂表面，會阻塞樹脂層，使流速變慢，嚴(yán)重的話甚至不能進(jìn)行交換。
[0024]以下對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0025]硅酸鹽型釩礦以硅酸鹽為主，在硅酸鹽中釩以V3+類質(zhì)同象形式置換6次配位的Al3+而存在于云母晶格中，必須破環(huán)云母結(jié)構(gòu)，使之氧化才可以溶出。該礦石中含碳，造成了焙燒氣氛處于還原性，不利于低價(jià)態(tài)釩氧化。釩礦直接或者加入添加劑混合于氧化性氣氛下高溫焙燒，都存在低價(jià)態(tài)釩很難氧化或轉(zhuǎn)化為利于浸出的五氧化二釩或釩酸鹽等問題。
[0026]焙燒溫度較低時(shí)，礦物結(jié)構(gòu)未能完全破壞，低價(jià)釩的氧化不完全，導(dǎo)致浸出率低；焙燒溫度過高，有可能達(dá)到低熔點(diǎn)礦石的熔點(diǎn)，導(dǎo)致礦石表面熔結(jié)，阻礙氧氣的擴(kuò)散，同樣導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率下降。可以延長焙燒時(shí)間或分段焙燒，加大氣流速度，有利于提高轉(zhuǎn)化率。提高釩的浸出率，要選擇合適的焙燒方案，焙燒溫度和焙燒時(shí)間。
[0027]因此本發(fā)明經(jīng)過大量的研究確定使用一段焙燒、二段添加劑焙燒、酸浸的焙燒浸出工藝，在最優(yōu)的條件下:一段焙燒溫度700°C，一段焙燒時(shí)間3h，釩礦磨礦粒度-200目80% ;二段焙燒碳酸鈉7%，二段焙燒溫度800°C，二段焙燒時(shí)間3h ；3%HC1溶液浸出，浸出溫度70°C，浸出時(shí)間lh，液固比1:1，釩的浸出率大于85%。
[0028]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明根據(jù)硅酸鹽型釩礦的特點(diǎn)采用了一段焙燒、二段添加劑焙燒、酸浸的焙燒浸出工藝，浸出效果好，釩的浸出率大于85%。

【具體實(shí)施方式】
[0029]為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。
[0030]實(shí)施例一
[0031]一種硅酸鹽型釩礦提釩工藝，包括焙燒酸浸、離子交換、銨鹽沉釩；
[0032]采用的焙燒浸出工藝為為:一段焙燒、二段添加劑焙燒、酸浸；一段焙燒溫度700°C，一段焙燒時(shí)間3h，釩礦磨礦粒度-200目80% ;二段焙燒碳酸鈉7%，二段焙燒溫度8000C，二段焙燒時(shí)間3h ；3%HC1溶液浸出，浸出溫度70°C，浸出時(shí)間lh，液固比1:1，可得到釩的浸出率全85% ；
[0033]采用離子交換的工藝為:調(diào)節(jié)浸出液中V2O5濃度為5.02g/L、pH值為10.0,采用201X7交換樹脂對浸出液中的釩進(jìn)行提取回收；采用NaCl含量10%、pH值為10.0的洗脫液進(jìn)行解吸。樹脂進(jìn)行預(yù)處理:將樹脂放在交換柱中，先用3-5%鹽酸酸液沖洗，再用清水將樹脂淋洗到中性，然后用5-10%的氫氧化鈉堿水清洗，之后再用清水淋洗至中性，過程中不斷的攪拌樹脂，放置l_2h后，再重復(fù)此過程一次，處理好之后將樹脂放在溫度為40-60°C烘箱中烘干。
[0034]實(shí)施例二
[0035]一種硅酸鹽型釩礦提釩工藝，包括焙燒酸浸、離子交換、銨鹽沉釩；
[0036]采用的焙燒浸出工藝為為:一段焙燒、二段添加劑焙燒、酸浸；一段焙燒溫度650°C，一段焙燒時(shí)間2.5h，釩礦磨礦粒度-200目80% ;二段焙燒碳酸鈉6%，二段焙燒溫度750°C，二段焙燒時(shí)間2.5h ；3%HC1溶液浸出，浸出溫度65°C，浸出時(shí)間45min，液固比0.9:I ;
[0037]采用離子交換的工藝為:調(diào)節(jié)浸出液中V2O5濃度為4.5g/L、pH值為9，采用201 X 7交換樹脂對浸出液中的釩進(jìn)行提取回收；采用NaCl含量9%、pH值為9的洗脫液進(jìn)行解吸。樹脂進(jìn)行預(yù)處理:將樹脂放在交換柱中，先用3-5%鹽酸酸液沖洗，再用清水將樹脂淋洗到中性，然后用5-10%的氫氧化鈉堿水清洗，之后再用清水淋洗至中性，過程中不斷的攪拌樹月旨，放置l_2h后，再重復(fù)此過程一次，處理好之后將樹脂放在溫度為40-60°C烘箱中烘干。
[0038]實(shí)施例三
[0039]一種硅酸鹽型釩礦提釩工藝，包括焙燒酸浸、離子交換、銨鹽沉釩；
[0040]采用的焙燒浸出工藝為為:一段焙燒、二段添加劑焙燒、酸浸；一段焙燒溫度750°C，一段焙燒時(shí)間3.5h，釩礦磨礦粒度-200目80% ;二段焙燒碳酸鈉8%，二段焙燒溫度850°C，二段焙燒時(shí)間3.5h ；3%HC1溶液浸出，浸出溫度75°C，浸出時(shí)間75min，液固比1.1:I ;
[0041]采用離子交換的工藝為:調(diào)節(jié)浸出液中V2O5濃度為5.5g/L、pH值為11，采用201X7交換樹脂對浸出液中的釩進(jìn)行提取回收；采用NaCl含量11%、pH值為11的洗脫液進(jìn)行解吸。樹脂進(jìn)行預(yù)處理:將樹脂放在交換柱中，先用3-5%鹽酸酸液沖洗，再用清水將樹脂淋洗到中性，然后用5-10%的氫氧化鈉堿水清洗，之后再用清水淋洗至中性，過程中不斷的攪拌樹脂，放置l_2h后，再重復(fù)此過程一次，處理好之后將樹脂放在溫度為40-60°C烘箱中烘干。
[0042] 申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種硅酸鹽型釩礦提釩工藝，包括焙燒酸浸、離子交換、銨鹽沉釩； 采用的焙燒浸出工藝為為:一段焙燒、二段添加劑焙燒、酸浸；一段焙燒溫度650-750°C，一段焙燒時(shí)間2.5-3.5h，釩礦磨礦粒度-200目80% ;二段焙燒碳酸鈉6_8%，二段焙燒溫度750-850°C，二段焙燒時(shí)間2.5-3.5h ；3%HC1溶液浸出，浸出溫度65_75°C，浸出時(shí)間 45min_75min,液固比 0.9-1.1:1; 采用離子交換的工藝為:調(diào)節(jié)浸出液中V205濃度為4.5-5.5g/L、pH值為9_11，采用201X7交換樹脂對浸出液中的釩進(jìn)行提取回收；采用NaCl含量9_11%、pH值為9_11的洗脫液進(jìn)行解吸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，優(yōu)選，采用的焙燒浸出工藝為為:一段焙燒、二段添加劑焙燒、酸浸；一段焙燒溫度700°C，一段焙燒時(shí)間3h，釩礦磨礦粒度-200目80% ;二段焙燒碳酸鈉7%，二段焙燒溫度800°C，二段焙燒時(shí)間3h ；3%HC1溶液浸出，浸出溫度70°C，浸出時(shí)間lh，液固比1:1，可得到釩的浸出率大于85%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，優(yōu)選，采用離子交換的工藝為:調(diào)節(jié)浸出液中V205濃度為5.02g/L、pH值為10.0，采用201X7交換樹脂對浸出液中的釩進(jìn)行提取回收；采用NaCl含量10%、pH值為10.0的洗脫液進(jìn)行解吸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，優(yōu)選，為了達(dá)到理想的離子交換效果，需對樹脂進(jìn)行預(yù)處理及對含釩溶液進(jìn)行凈化處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的工藝，樹脂的預(yù)處理為:先用3-5%鹽酸酸液沖洗，再用清水將樹脂淋洗到中性，然后用5-10%的氫氧化鈉堿水清洗，之后再用清水淋洗至中性，過程中不斷的攪拌樹脂，放置l_2h后，再重復(fù)此過程一次，處理好之后將樹脂放在溫度為40-60°C烘箱中烘干。
【文檔編號】C22B1/02GK104294033SQ201310299567
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月16日
【發(fā)明者】張明 申請人:無錫華冶鋼鐵有限公司