[发明专利]一种含钒页岩提钒方法

说明书

技术领域

本发明属于提钒技术领域，具体涉及一种含钒页岩提钒方法。

背景技术

含钒页岩是我国的一种重要钒矿资源，储量丰富，从含钒页岩中提取钒是获取V₂O₅的一种重要途径。由于含钒页岩中的钒多数以类质同象形式存在于云母晶体结构中，不能直接溶于水、碱溶液和除氢氟酸外的稀酸。因此一般需采用高温焙烧和强酸浸出以破坏含钒页岩的云母结构，使含钒页岩中的钒转化为溶于水、酸或碱溶液的钒酸盐，以便进行后续的作业。目前，几种典型的提钒方法如下：

1. 氯化钠化焙烧-水浸-离子交换-铵盐沉钒

该方法多使用NaCl和Na₂CO₃作为添加剂，添加量多达12wt%以上，且用量较大的氯化钠中的Cl₂及HCl污染较为严重。“一种提钒钠化焙烧复合添加剂”（CN 1884597 A）专利技术公开了一种由氯化钠、碳酸钠和过渡金属组成的复合添加剂，该添加剂中氯化钠含量高达50%，添加剂用量为15%，因此焙烧过程污染严重；同时，钒的水浸率及回收率均较低。

2. 空白焙烧-碱浸-萃取-铵盐沉钒

该方法中的浸出剂为2 mol/L的NaOH溶液，碱消耗量大；同时浸出液中杂质Si含量高，对后续萃取作业产生不利影响(He, D.S., Feng, Q.M., Zhang, G.F., Ou, L.M., Lu, Y.P. 一种环境友好的含钒页岩提钒工艺[J]. 矿冶工程，2007, 20: 1184-1186)。

3. 直接酸浸（或加压酸浸）-萃取-铵盐沉钒

直接酸浸-萃取提钒工艺中的浸出剂为4 mol/L的硫酸溶液，酸消耗量大；同时需要大量的碱剂调节酸浸液pH值以满足后续萃取工艺的要求（杨静翎, 金鑫. 酸浸法提钒新工艺的研究[J]. 北京化工大学学报. 2007, 34(3): 254-257）；加压酸浸-萃取提钒工艺的能源动力消耗较大，同时浸出剂为25～40%的硫酸溶液，酸耗量高，酸浸液杂质含量高，严重影响后续萃取作业的进行（Li, M.T., Wei, C., Fan, G., Li, C.X., Deng, Z.G., Li, X.B. 含钒页岩加压酸浸提钒工艺研究[J]. 中国有色金属学报. 2010, 20:112-117）。

发明内容

本发明旨在克服现有含钒页岩提钒方法的不足，目的是提供一种工艺简单、容易工业化的含钒页岩提钒方法，该方法能显著提高钒浸出率和回收率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：先将含钒页岩磨至细粉，将所述细粉与添加剂按质量比为1：（0.04～0.12）混匀，再将混匀后的混合料以5～9℃/min的速率升温至850～950℃，焙烧30～90min。

将焙烧所得的焙砂进行水浸作业，得到水浸液和水浸渣，水浸渣经酸浸作业得到酸浸液和尾渣；再将水浸液和酸浸液合并，采用苯乙烯-二乙烯苯大孔型阴离子树脂进行离子交换吸附。

将经离子交换吸附饱和的苯乙烯-二乙烯苯大孔型阴离子树脂进行解吸作业，得到解吸液；将解吸液进行除杂作业，得到含钒净化液，将含钒净化液进行酸性铵盐沉钒作业，得到多聚钒酸铵；然后将多聚钒酸铵在450～530℃条件下煅烧20～50 min，得到V₂O₅产品。

所述的细粉为粒径小于0.178mm占60～90wt%的细粉。

所述的含钒页岩为云母型含钒页岩，云母型含钒页岩中的CaO含量大于5wt%。

所述的添加剂是K₂SO₄、Na₂SO₄和NaCl的混合药剂，混合药剂中K₂SO₄∶Na₂SO₄∶NaCl的质量比为1∶(0.2～0.5) ∶(0.1～0.2)。

所述的水浸作业的工艺参数是：作业温度为50～90℃，固液质量比为1∶(1.5～2.5)，搅拌速度为100～250r/min，搅拌时间为20～40 min。

所述的酸浸作业的工艺参数是：作业温度为80～95℃，硫酸的体积浓度为1～3%，固液质量比为1∶(1～2)，搅拌速度为100～250r/min，搅拌时间为30～60 min。