[发明专利]一种含钒矿石中钒的两段浸出方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含钒矿石中钒的两段浸出方法。

背景技术

含钒石煤和含钒粘土是我国作为钒的单独矿床开采的主要含钒资源。含钒石煤中钒的品位较低，以V₂O₅表示一般为1.0％左右。含钒粘土中钒的品位通常比石煤中钒的品位略高，以V₂O₅表示一般为1.0％～3.0％。含钒石煤和粘土中的钒以V(III)为主，有部分V(IV)，V(V)很少。由于V(III)的离子半径(74pm)与Fe(II)的离子半径(74pm)相等，与Fe(III)的离子半径(64pm)也很接近，因此，V(III)几乎不生成本身的矿物，而是以类质同象存在于含钒云母、高岭石等矿物的硅氧四面体结构中。我国从20世纪60年代开始对含钒石煤与含钒粘土提钒进行研究，70年代开始工业生产，所使用的工艺均为钠化焙烧(NaCl)-水浸或酸浸工艺。这种工艺存在两个严重缺陷，一是因为焙烧过程生成Cl₂、HCl、SO₂混合气体而造成环境污染，二是钒回收率普遍为45％～55％，使50％左右的钒矿资源得不到有效利用而浪费。

为改变和取代钠化焙烧工艺，科技工作者进行了钙法焙烧、空白焙烧、湿法酸浸等新工艺的研究。钙法焙烧虽然解决了大气污染问题，但焙烧过程受矿石性质影响外，焙烧气氛、时间、温度和钙盐用量等的影响也非常敏感，控制不当，容易形成难溶的硅酸盐使得部分钒被“硅氧”裹络，或者矿样中的部分钒与铁、钙等元素生成钒酸铁、钒酸钙钠、钒酸钙等难溶性化合物。空白焙烧主要是想解决石煤脱碳和低价钒的氧化问题，但焙烧设备还是传统的立窑、平窑和沸腾炉，不仅生产规模有限，而且产生高温废气与废气处理问题。湿法酸浸工艺不需焙烧，矿石可以湿磨，适合大规模生产。然而，湿法酸浸提钒工艺还存在一些需要解决的问题。一是为得到较高V₂O₅浸出率，不得不消耗大量H₂SO₄，生产中H₂SO₄用量一般为矿石质量的25％～40％，V₂O₅浸出率一般在65％～75％左右，超过80％的很少，V₂O₅回收率一般不超过70％；二是酸性浸出液的净化除杂、Fe(III)还原和pH值调整等工序需要消耗大量药剂，特别是氨水，从而导致氨氮废水的产生及处理问题。因此，含钒石煤和含钒粘土酸浸提钒要解决的关键问题是在提高V₂O₅浸出率和回收率的前提下，如何降低消耗和避免环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种含钒矿石中钒的两段浸出方法。

本发明的目的是通过如下方式实现的：一种含钒矿石中钒的两段浸出方法：

1)第一段浸出：将含钒矿石破碎、湿式磨矿，磨矿细度为65％以上矿石粒度小于0.15mm，磨矿得到的矿浆中含钒矿石与水的质量百分比为50％～150％，将氢氟酸加入矿浆中，常温下进行钒的浸出，氢氟酸用量与含钒矿石的质量百分比为1％～10％，浸出时间0.3h～4h；

2)第二段浸出：第一段浸出完成后，将硫酸加入到矿浆中，硫酸与含钒矿石的质量百分比为5％～20％，并将矿浆加热至65℃～100℃，进行钒的第二段加温浸出，浸出时间2h～12h；两段浸出完成后，对矿浆进行过滤和洗涤，滤液和洗涤液合并为含钒浸出液。

所述的含钒矿石是指V₂O₅含量大于0.8％的含钒石煤或含钒粘土。

本发明具有如下的有益效果：1、采用两段浸出方法对含钒矿石中的钒进行浸出，第一段用氢氟酸进行常温浸出，第二段用硫酸进行加温浸出，与传统加温酸浸工艺相比，两段浸出工艺可缩短浸出时间，降低用于加温的能耗；2、采用两段浸出工艺对含钒矿石中的钒进行浸出，与单独使用硫酸浸出的工艺比较，可以节约硫酸用量5％～25％；3、含钒矿石中钒的浸出率可达85％以上。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：