專利名稱：無污染的五氧化二釩的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)冶金領(lǐng)域，具體地說是一種環(huán)保、基本上無污染，產(chǎn)率高的五氧化二釩的制備方法。

背景技術(shù)：
從十八世紀(jì)發(fā)現(xiàn)制造出釩開始，釩就作為一種優(yōu)秀的催化劑和添加劑，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，起到很重要的作用。五氧化二釩(V2O5)是釩的最主要的并且是最穩(wěn)定的存在形式。
釩鈦磁鐵礦在煉鋼過程中，釩富集在鋼渣中，稱為釩渣，是煉鋼的副產(chǎn)品，目前，大部分制備五氧化二釩的工藝，是以釩渣為原料的。但是在中國，存在著得天獨(dú)厚的富釩頁巖、泥巖、石煤等天然混合釩礦，這種釩礦相對于釩渣來講，釩含量更高，但是，由于其主要成分為粘土，黏性較強(qiáng)，在制備五氧化二釩的過程中，需要利用穿透性高的鹽類。在制備五氧化二釩的行業(yè)內(nèi)，具有劃時(shí)代意義的方法是1925-2006年間利用氯化鈉的方法制備釩產(chǎn)品，該工藝是廣大釩選廠多年來沿用的標(biāo)準(zhǔn)工藝，其致命缺點(diǎn)是...在分解過程中產(chǎn)生大量成分復(fù)雜的含氯氣體，使釩廠周邊空氣嚴(yán)重污染，周邊可形成1.5公里左右的無植物區(qū)，廠內(nèi)工人氯肺病發(fā)生率很高，所以近年來國家已經(jīng)明令禁止用此方法生產(chǎn)釩，湖北、湖南、浙江、陜西等省嚴(yán)令關(guān)閉五百多家釩廠。
近年來，世人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，環(huán)境保護(hù)的重要性，如何能夠利用污染小的方法生產(chǎn)釩，是急欲解決的問題。
其他生產(chǎn)廠家有采用純堿法，硫酸法，石膏法等，都因成本和回收率達(dá)不到要求，沒有取得工業(yè)化生產(chǎn)的條件而不能廣泛使用。
目前國內(nèi)的石煤提釩大都采用鈉化焙燒，其工藝流程為礦石破碎、脫炭、球磨、加鹽(礦∶鹽＝100∶13)、成球、在85℃～100℃的熱水浸出液澄清、在100℃的溫度下用硫酸沉粗釩、洗滌脫水、在100℃的溫度下堿溶解、氯化銨沉淀偏釩酸銨、偏釩酸銨洗滌脫水、灼燒成精釩。該工藝勞動(dòng)強(qiáng)度大，能耗高，收得率低，廢氣污染嚴(yán)重。為了消除嚴(yán)重的廢氣污染，近十多年來，國內(nèi)許多研究單位進(jìn)行了多種途徑的探索，但是基本上都存在設(shè)備投資大，工藝要求高，不適宜于用我國現(xiàn)有釩廠設(shè)施進(jìn)行技術(shù)改造等問題。
并且，現(xiàn)有技術(shù)中從頁巖、石煤、泥巖等釩礦中制備五氧化二釩的工藝往往產(chǎn)率低，而且產(chǎn)品的純度差，對環(huán)境污染大，危險(xiǎn)性高，成本高。
如何能夠解決環(huán)境污染的重要問題，并且高質(zhì)量高效率的生產(chǎn)釩類產(chǎn)品是現(xiàn)在制釩工業(yè)領(lǐng)域需要解決的重要問題。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是為解決上述制備五氧化二釩的工藝污染嚴(yán)重、工藝復(fù)雜、成本高、設(shè)備投資大、或只能在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)無法投入生產(chǎn)等問題，向人們提供一種環(huán)保、基本無污染、科學(xué)合理、簡單方便、成本低廉的五氧化二釩的制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案提供了一種無污染的五氧化二釩的制備方法，該方法步驟如下 1)礦石粉碎至60目以下，加入5-15％的藥品混合劑，混合均勻，加入0-10％的水，通過制球機(jī)制成直徑10-20mm的料球； 2)將步驟1中處理好的原料放入窯爐中在700-900℃條件下燒結(jié)1-5小時(shí)； 3)分離。
所述的藥品混合劑由重量百分比如下的物質(zhì)組成20-45％硫酸鈉，0.01-10％促進(jìn)劑，5-20％脫硫劑，其余為碳酸鈉。
所述的促進(jìn)劑為碳酸氫鈉、碳酸氫銨、氨水中的任意一種或多種。
所述的脫硫劑為燒堿、熟石灰中的一種或多種。
所述的藥品混合劑由重量百分比如下的物質(zhì)組成25-30％硫酸鈉，0.5-5％促進(jìn)劑，8-15％脫硫劑，其余為碳酸鈉。
所述的藥品混合劑由重量百分比如下的物質(zhì)組成28％硫酸鈉，2％碳酸氫鈉，10％熟石灰，其余為碳酸鈉。
為了方便焙燒，還可以包括焙燒后的礦球破碎工藝。
經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)證明，現(xiàn)有技術(shù)中的能夠從加鹽焙燒后的頁巖、煤泥、礦石中提取釩的工藝，均可用于本發(fā)明，其它從焙燒后的釩礦中提取釩的工藝，也可用于本發(fā)明；如在85℃～100℃的熱水浸出液澄清、在100℃的溫度下用硫酸沉粗釩、洗滌脫水、在100℃的溫度下堿溶解、氯化銨沉淀偏釩酸銨、偏釩酸銨洗滌脫水、灼燒成精釩；如焙燒后的釩礦冷卻至80℃以下，破碎，堆浸，浸液在樹脂凈化槽中凈化，凈化后的液體加入氯化銨，生成偏釩酸銨沉淀，分離出沉淀物，加熱至150-200℃，即得到五氧化二釩。
有益效果 1.對于環(huán)境影響小，不會(huì)造成環(huán)境污染。本發(fā)明五氧化二釩的制備方法造成的污染小非常，尤其是加入脫硫劑的情況下，焙燒過程中形成的酸性物質(zhì)參與反應(yīng)，不會(huì)排出，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氣體符合排放標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)造成環(huán)境污染。
2.本發(fā)明五氧化二釩的制備方法簡單易行，各個(gè)步驟設(shè)計(jì)得科學(xué)合理，可以利用現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，成本低，效益好。
3.本發(fā)明五氧化二釩的制備方法產(chǎn)率高，產(chǎn)品純度高 表1按照本發(fā)明方法的步驟，應(yīng)用每組配方進(jìn)行十次對照實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)效果
具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1 50噸級工業(yè)大樣處理礦石原料頁巖50噸； 1.將礦石粉碎至60目以下，加入硫酸鈉2噸，碳酸鈉3噸，碳酸氫銨0.5噸，熟石灰1噸，混合均勻，加入0.2噸水，在造球機(jī)內(nèi)造直徑在10mm左右的球； 2.將步驟1中處理好的原料放入窯爐中在750℃條件下燒結(jié)4小時(shí)。
實(shí)施例2 1.原料頁巖500kg，將礦石粉碎至60目以下，加入硫酸鈉20kg，碳酸鈉30kg，碳酸氫銨5kg，燒堿8kg混合均勻； 2.將步驟1中處理好的原料放入窯爐中在850℃條件下燒結(jié)5小時(shí)； 3.分離焙燒后的釩礦冷卻至80℃以下，堆浸，浸液在樹脂凈化槽中凈化，凈化后的液體加入氯化銨，至生成偏釩酸銨沉淀完全，用離心式脫水機(jī)分離出沉淀物，加熱至180-170℃，即得到五氧化二釩。
堆浸，為現(xiàn)有技術(shù)，在防滲層上設(shè)置滲水管，上面堆放焙燒后的釩礦，在堆頂灑水浸泡，浸出液流出，至收集池中。
浸出時(shí)間3.5小時(shí) 浸出次數(shù)3次 浸出方式堆浸 殘留在礦石內(nèi)的釩為30％± 樹脂凈化槽為現(xiàn)有技術(shù)中的產(chǎn)品，本實(shí)施例中應(yīng)用的是青島韓南樹脂公司銷售的產(chǎn)品。
檢測排放的尾氣，含硫量很少，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn) 對比例1 1.頁巖500kg，將礦石粉碎至60目以下，加入硫酸鈉55kg混合均勻； 2.將步驟1中處理好的原料放入窯爐中在850℃條件下燒結(jié)3小時(shí)，保溫3小時(shí)； 3.按照實(shí)施例2的技術(shù)分離。
尾氣含硫量大，需要進(jìn)行凈化處理。
對比例2 1.頁巖500kg，將礦石粉碎至60目以下，加入硫酸鈉22.5kg，碳酸鈉32.5kg，混合均勻； 2.將步驟1中處理好的原料放入窯爐中在850℃條件下燒結(jié)3小時(shí)，保溫3小時(shí)； 3.按照實(shí)施例2的技術(shù)分離。
尾氣含硫量大，需要進(jìn)行凈化處理。
實(shí)施例3-8 按照實(shí)施例1所述的方法處理礦石，原料如下(單位噸) 實(shí)施例9-14 按照實(shí)施例1所述的原料及方法，方法中所涉及的技術(shù)參數(shù)如下 實(shí)施例15-20 按照實(shí)施例1所述的方法，處理礦石，原料如下(單位噸) 實(shí)施例21 50噸級工業(yè)大樣實(shí)驗(yàn) 1.原料頁巖50噸，將礦石粉碎至60目以下，加入硫酸鈉2噸，碳酸鈉3噸，碳酸氫鈉0.5噸，燒堿1噸，水0.5噸混合均勻，用造球機(jī)制成直徑為10mm的料球； 2.將步驟1中處理好的原料放入窯爐中在875℃條件下燒結(jié)3小時(shí)； 3.把燒好的料球浸入濃度為3-5％的稀硫酸浸液中，檢測，至溶液中含釩濃度為4g/L；向浸出液中加入碳酸氫銨至PH值為2-2.5，靜置沉淀，得上清夜，取重量百分比為5-10％的三辛胺、2-5％混合醇、85-93％的磺化煤油混合成為萃取劑，其中混合醇為30-40％庚醇、30-40％辛醇、30-40％壬醇，將上清液與萃取劑以4-5∶1的比例混合，萃取，將上層液加入8-12％碳酸鈉進(jìn)行攪拌，靜止后分層，下層為偏釩酸鈉溶液，將偏釩酸鈉溶液家兔1.2-1.8倍氯化銨，生成偏釩酸銨沉淀，將沉淀清洗脫水后在500-600℃灼燒7-9小時(shí)，即得到五氧化二釩。
實(shí)施例22 50噸級工業(yè)大樣實(shí)驗(yàn) 1.原料頁巖50噸，將礦石粉碎至60目以下，加入硫酸鈉2噸，碳酸鈉3噸，碳酸氫銨0.5噸，燒堿0.5噸，混合均勻；將混合均勻的礦粉按照現(xiàn)有技術(shù)送入造球機(jī)中，按照礦粉∶水為100∶10-12比例造球，并晾曬風(fēng)干； 2.將步驟1中處理好的原料放入窯爐中在850-900℃條件下燒結(jié)3小時(shí)； 3.將燒好的礦球粉碎；用稀硫酸堆浸，控制總液量為礦石的2-4倍，每次浸出時(shí)間3-4小時(shí)，浸出次數(shù)3次，過濾，濾液中加入氯化銨至沒有沉淀生成，過濾，濾渣用離心機(jī)脫水，在500℃下煅燒，即得到五氧化二釩。
對全過程中產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行檢測，符合排放標(biāo)準(zhǔn)，不需要進(jìn)行尾氣處理。
權(quán)利要求
1.一種無污染的五氧化二釩的制備方法，其特征在于，步驟如下
1)礦石粉碎至60目以下，加入5-15％的藥品混合劑，混合均勻，加入0-10％的水，通過制球機(jī)制成直徑10-20mm的料球；
2)將步驟1中處理好的原料放入窯爐中在700-900℃條件下燒結(jié)1-5小時(shí)；
3)分離；
所述的藥品混合劑由重量百分比如下的物質(zhì)組成20-45％硫酸鈉，0.01-10％促進(jìn)劑，5-20％脫硫劑，其余為碳酸鈉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述五氧化二釩的制備方法，其特征在于，所述的促進(jìn)劑為碳酸氫鈉、碳酸氫銨、氨水中的任意一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述五氧化二釩的制備方法，其特征在于，所述的脫硫劑為燒堿、熟石灰中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述五氧化二釩的制備方法，其特征在于，所述的藥品混合劑由重量百分比如下的物質(zhì)組成25-30％硫酸鈉，0.5-5％促進(jìn)劑，8-15％脫硫劑，其余為碳酸鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述五氧化二釩的制備方法，其特征在于，所述的藥品混合劑由重量百分比如下的物質(zhì)組成28％硫酸鈉，2％碳酸氫鈉，10％熟石灰，其余為碳酸鈉。
全文摘要
本發(fā)明涉及化學(xué)冶金領(lǐng)域，具體地說是一種無污染的五氧化二釩的制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中制備五氧化二釩的工藝污染嚴(yán)重、工藝復(fù)雜、成本高、設(shè)備投資大、或只能在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)無法投入生產(chǎn)等問題，向人們提供一種無污染的五氧化二釩的制備方法，方法祥見說明書，該方法污染極小、科學(xué)合理、簡單方便、成本低廉。
文檔編號C01G21/02GK101113017SQ200710118539
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月9日
發(fā)明者沈峻慶, 米登鋒 申請人:米登鋒