O的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于云母型石煤技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種云母型石煤提取V2O5和KAl(SO4)2.12Η20 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國鉀資源儲量少，分布不均，自給率低。目前，已被開發(fā)利用的鉀礦物主要為鹵水鉀礦，無法滿足我國需求。不溶性含鉀礦物(云母、鉀長石、明礬石等)由于其品位低，單獨(dú)開發(fā)經(jīng)濟(jì)成本高未被充分利用。
[0003]石煤是我國特有的一種含釩資源，多數(shù)石煤中釩賦存于云母類鋁硅酸鹽礦物中，從石煤中提取V的同時，硅酸鹽礦物結(jié)構(gòu)被破壞，有價元素K隨V進(jìn)入浸出液中并被富集。目前僅從石煤中提取產(chǎn)品V2O5，產(chǎn)品單一，有價元素K隨提釩廢水排放，造成資源浪費(fèi)。石煤提釩的工藝主要有以下幾種:
(O石煤一脫碳一加鹽焙燒一水浸(稀酸浸出)一尚子交換一錢鹽沉1凡一V2O5;
(2)石煤一氧化焙燒一酸浸(助浸劑)一萃取一錢鹽沉1凡一V2O5;
(3)石煤一酸浸(氧壓)一萃取一錢鹽沉|凡一V205。
[0004]工藝(I)存在釩浸出率低、廢氣污染嚴(yán)重的問題，該工藝已被淘汰；工藝(2)和工藝(3 )中鋁硅酸鹽礦物結(jié)構(gòu)被破壞，在浸出V的同時，有價元素K約70%~90%被浸出同時得到富集，但由于傳統(tǒng)酸浸過程中液固比對V、K的浸出率有較大影響，限制了浸出過程對溶液中K濃度調(diào)控，浸出液中K濃度較低，采用冷卻結(jié)晶方式對浸出液中有價元素K回收存在困難。
[0005]張一敏等(YiminZhang, Xiaobo Zhu, Tao Liu, et al.Effect of colloidalpotassium alum format1n on vanadium recovery from acid leaching solut1ns ofstone coal [J]，Hydrometallurgy，2013 (138):54-58)研宄表明石煤提I凡酸浸液中 K、A1 容易形成膠體狀的硫酸鋁鉀顆粒，V吸附于膠體顆粒表面造成釩損失，V損失率大于20%。
[0006]“一種石煤提釩鋁、鉀綜合回收方法”(CN102424914A)專利技術(shù)，通過在石煤硫酸浸出液中加入富鉀物料除鋁，使硫酸鋁鉀晶體析出，硫酸鋁鉀轉(zhuǎn)化后回收鋁、鉀產(chǎn)品。該工藝存在酸浸液中的鉀濃度較低，加入富鉀物料才可促使硫酸鋁鉀結(jié)晶，硫酸鋁鉀轉(zhuǎn)型得到富鉀物料，富鉀物料可循環(huán)加入酸浸液中結(jié)晶硫酸鋁鉀，此工藝在硫酸鋁鉀結(jié)晶制備富鉀物料過程中需不斷加入藥劑調(diào)劑酸度，工藝復(fù)雜，有價元素鉀回收效果不顯著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，目的是提供一種V和K的浸出率高、產(chǎn)率高、操作簡單、連續(xù)性生產(chǎn)強(qiáng)和環(huán)境友好的云母型石煤提取V2O5和KAl (S0 4)2.12H20的方法。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案的具體步驟是:
步驟一、硫酸化焙燒
將云母型石煤原礦破碎，磨礦，得到云母型石煤；按云母型石煤與硫酸的質(zhì)量比為1.0: (0.3~0.6)，將云母型石煤與硫酸混勻，然后在120~300°0的條件下硫酸化焙燒30-120 min，得到焙砂。
[0009]步驟二、一段浸出
將焙砂與一段浸出劑按固液比為1.0: (0.7-1.8)kg/L混合，在60~90°C條件下攪拌浸出20~90min，得到一段浸出后的礦漿。
[0010]步驟三、一段固液分尚
將一段浸出后的礦漿在50~80°c條件下進(jìn)行一段固液分離，得到一段浸出液和一段浸出渣。
[0011]步驟四、二段浸出
將一段浸出渣與二段浸出劑按固液比為1.0: (0.7-1.8)kg/L混合，在50~70°C條件下攪拌浸出10~30 min，得到二段浸出后的礦漿。
[0012]步驟五、二段固液分離
將二段浸出后的礦漿在40~60°C條件下進(jìn)行二段固液分離，得到二段浸出液和二段浸出渣；二段浸出液作為一段浸出劑返回步驟二，二段浸出渣為最終尾渣。若二段浸出液作為一段浸出劑不能滿足固液比為1.0: (0.7-1.8)kg/L時，用水調(diào)節(jié)。
[0013]步驟六、冷卻結(jié)晶
一段浸出液在冷卻速度為5~30°C /h和冷卻終點(diǎn)為0~30°C條件下結(jié)晶，得到粗產(chǎn)品和母液，對粗產(chǎn)品重結(jié)晶，得到KAl (SO4) 2.12H20o
[0014]步驟七、萃取沉釩
調(diào)節(jié)母液的PH值至1.6-2.2，萃取，得到萃余液和富釩液，萃余液作為二段浸出劑返回步驟四。若萃余液作為二段浸出劑不能滿足固液比為1.0: (0.7~1.8)kg/L時，用水調(diào)節(jié)；將富鑰i夜進(jìn)行沉銀，得到V2O5。
[0015]所述的云母型石煤的V2O5品位彡0.65wt%，K20含量為2.0-6.0wt% ;云母型石煤中賦存于鋁硅酸鹽礦物中的釩占總釩60%以上。
[0016]由于采用上述方法，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果:
1、由于本發(fā)明對云母型石煤采用硫酸化焙燒工藝，V浸出率為83~92% ；K浸出率為85-95%,與傳統(tǒng)酸浸工藝相比，V和K的浸出率高；同時控制固液分離溫度，可提高浸出液中V和K的濃度，浸出液無須加入其它藥劑，操作簡單和環(huán)境友好，控制溶液冷卻結(jié)晶條件即可直接提取 KAl (SO4)2.12Η20。
[0017]2、由于本發(fā)明的一段浸出液經(jīng)過冷卻結(jié)晶和萃取，萃余液中仍含有0.5-2.0wt%的V和10.0-15.0wt%的K，所述萃余液作為二段浸出劑，連續(xù)性生產(chǎn)強(qiáng)，不僅實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，同時還提高了 V、K有價元素的回收率，其中:V205的回收率為80~89%;K20的回收率為83?91%。
[0018]3、由于本發(fā)明在冷卻結(jié)晶過程中控制冷卻速度，能使晶體長大減少了膠體狀硫酸鋁鉀的生成，釩損失小于2.0wt%,同時提高了 KAl (SO4)2.12H20結(jié)晶率。
[0019]因此，本發(fā)明具有V和K的浸出率高、產(chǎn)率高、操作簡單、連續(xù)性生產(chǎn)強(qiáng)和環(huán)境友好的特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對其保護(hù)范圍的限制。
[0021]實(shí)施例1
一種云母型石煤提取V2O5和KAl (S0 4)2.12H20的方法。所述方法的具體步驟是:
步驟一、硫酸化焙燒
將云母型石煤原礦破碎，磨礦，得到云母型石煤；按云母型石煤與硫酸的質(zhì)量比為1.0: (0.3-0.45)，將云母型石煤與硫酸混勻，然后在120~200°C的條件下硫酸化焙燒90-120 min，得到焙砂。
[0022]步驟二、一段浸出
將焙砂與一段浸出劑按固液比為1.0: (1.4-1.8)kg/L混合，在60~80°C條件下攪拌浸出20~50min，得到一段浸出后的礦漿。
[0023]步驟三、一段固液分尚
將一段浸出后的礦楽在50~650C條件下進(jìn)行一段固液分離，得到一段浸出液和一段浸出渣。
[0024]步驟四、二段浸出
將一段浸出渣與二段浸出劑按固液比為1.0: (1.4-1.8)kg/L混合，在50~60°C條件下攪拌浸出10~30 min，得到二段浸出后的礦漿。
[0025]步驟五、二段固液分離
將二段浸出后的礦漿在40~60°C條件下進(jìn)行二段固液分離，得到二段浸出液和二段浸出渣；二段浸出液作為一段浸出劑返回步驟二，二段浸出渣為最終尾渣。若二段浸出液作為一段浸出劑不能滿足固液比為1.0: (1.4-1.8)kg/L時，用水調(diào)節(jié)。
[0026]步驟六、冷卻結(jié)晶
一段浸出液在冷卻速度為20~30°C /h和冷卻終點(diǎn)為15~30°C條件下結(jié)晶，得到粗產(chǎn)品和母液，對粗產(chǎn)品重結(jié)晶，得到KAl (SO4) 2.12H20o
[0027]步驟七、萃取沉釩
調(diào)節(jié)母液的PH值至1.6-2.2，萃取，得到萃余液和富釩液，萃余液作為二段浸出劑返回步驟四。若萃余液作為二段浸出劑不能滿足固液比為1.0: (1.4~1.8)kg/L時，用水調(diào)節(jié)；將富鑰i夜進(jìn)行沉銀，得到V2O5。
[0028]本實(shí)施例所述的云母型石煤的V2O5品位彡0.70wt%,K20含量為2.0-4.0wt% ;云母型石煤中賦存于鋁硅酸鹽礦物中的釩占總釩60%以上。
[0029]采用本實(shí)施例所述技術(shù)方案，經(jīng)檢測:V浸出率為83~86% ;1(浸出率為85~88% !V2O5的回收率為80~84% ；K20的回收率為83~85%。
[0030]實(shí)施例2
一種云母型石煤提取V2O5和KAl (S0 4)2.12Η20的方法。所述方法的具體步驟是:
步驟一、硫酸化焙燒
將云母型石煤原礦破碎，磨礦，得到云母型石煤；按云母型石煤與硫酸的質(zhì)量比為1.0: (0.35-0.5)，將云母型石煤與硫酸混勻，然后在180~300°C的條件