[发明专利]一种石煤钒矿混合焙烧后的浸出溶液的除杂方法

说明书

技术领域

本发明属于石煤钒矿冶炼领域，特别涉及石煤钒矿焙烧矿浸出溶液除杂。

背景技术

当前石煤提钒的工艺主要是：原矿粉碎—成球—焙烧—浸出—钒富集—沉钒。其中，石煤钒矿和粘土钒矿的混合矿经焙烧、浸出工序，所得含钒浸出溶液中有很多金属杂质（如Fe³⁺、Al³⁺），含钒浸出溶液的除杂便成为提钒的一个重要工序。目前，石煤钒矿焙烧矿浸出溶液除杂的方法很多，但现有技术的工艺除杂过程中钒的损失率普遍偏高。武汉理工大学张一鸣教授等人提出的利用双氧水与铜铁试剂联合除杂的方法，损失率最低能达到10%；攀枝花钢铁集团钒冶炼项目的含钒溶液除杂使用纯碱除杂，其损失率达15%以上；湖南有色冶金研究院使用纯碱、氢氧化钠高温溶液除杂，一次净化渣经过三次以上的高温碱溶液淋洗，钒损失率能达到2%左右。上述三家单位提出的除杂方法存在如下不足：

1)除杂成本较高，铜铁试剂比较昂贵；

2)单纯使用纯碱除杂，其损失率偏高；

3)高温碱溶液需要提供热量，能耗较高；

4)闭路循环除杂工艺较复杂，实际生产中需要大规模的设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单易行、生产成本较低、钒损失率较低的含钒浸出溶液的除杂方法。

以下文中除注明外所有提到的浓度和比例均为重量百分浓度或重量比。

本发明的技术方案在于：以石煤钒矿、粘土钒矿混合物为原料，经焙烧、浸出，得含钒浸出溶液，在容器中加入含钒浸出溶液和双氧水，含钒浸出溶液中钒与加入过氧化氢摩尔量比值为1:2~1:9，搅拌10min~2h；搅拌结束后加入助剂调节溶液pH≥5；调节pH后溶液搅拌10min~2h；搅拌结束后静置10min~3h，分离渣水。

所述助剂为碳酸氢铵或碳酸氢钠，或其两种的混合物。

所述含钒浸出溶液和双氧水的反应温度为：2~90℃。

所述分离渣水的方法为过滤、离子交换吸附，实现渣水分离。

本发明的设计思想是根据提钒工艺在除杂过程中大量的四价离子沉淀下来，因而造成了除杂过程中钒损失较大的情况，采用了价格比较便宜的双氧水和碳酸氢铵（或碳酸氢钠）组合去除石煤钒矿焙烧矿浸出溶液中铁、铝等阳离子。即向含钒浸出溶液中加入双氧水氧化该溶液中价态较低的离子；同时氧负离子与溶液中钒酸根离子络合，阻止了钒酸根离子在pH变化过程中沉淀。本发明中搅拌起两个作用：一是使低价离子充分氧化，二是减少因沉淀絮凝作用对含钒离子的裹挟沉降。本发明主要除去的杂质为阳离子杂质和极细微粒，如Fe³⁺，Al³⁺等。

与现有技术相比，本发明的优点是：

（1）药剂容易取得，价格相对便宜，整个除杂成本较低；

（2）操作简单，很容易控制钒损失；

（3）在常温下进行除杂，降低能耗；

（4）含钒溶液中钒的损失率较低，其损失率可降低至1.5~2.5%。

具体实施方式

使用湖北省某地石煤钒矿与黏土钒矿混合焙烧，焙烧矿浸出工艺为：浸出固液比为1:1~1.8，加入1~2%的浓硫酸（保证含钒浸出溶液pH为2~2.5）。取含钒浸出溶液进行试验。

实施例1

取13.73L含钒浸出溶液进行试验，含钒浸出溶液的含钒浓度为3.10g/L；向该浸出溶液中加入210ml双氧水，双氧水的浓度为30%，含钒浸出溶液中钒与加入双氧水的过氧化氢摩尔量比值为1:5，搅拌20min；搅拌结束后向溶液中缓慢加入碳酸氢铵，边搅拌边测定溶液pH值，至pH为7停止加入；继续搅拌30min；搅拌结束后静置30min；过滤，制得溶液13.75L，浓度为3.02g/L；进行离子交换吸附，沉钒、脱氨，得V2O5。实验结果见表1。

实施例2

取5.1L含钒浸出液进行试验，含钒浸出溶液的含钒浓度为2.69g/L；向该溶液中加入27ml双氧水（浓度为30%），含钒浸出溶液中钒与加入双氧水的过氧化氢摩尔量比值为1:2，搅拌20min；搅拌结束后向溶液中缓慢加入碳酸氢铵，边搅拌边测定溶液pH值，至pH为7停止加入；继续搅拌30min；搅拌结束后静置30min；过滤，制得溶液5.04L，浓度为2.678g/L；进行离子交换吸附，沉钒、脱氨，得V2O5。实验结果见表1。

实施例3