[发明专利]一种浸取提钒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及到含钒石煤（或钒土）提钒技术领域，特别涉及到利用晶种引诱剂从经过焙烧的含钒熟料中提取钒的方法。

背景技术

众所周知，钒是一种过渡金属元素，在自然界中分布极为分散，故也被称为稀散元素。然而，钒的应用十分广泛，在钢铁、有色金属、化工、合金、超导材料，汽车工业等行业中都是不可或缺的重要元素；一种重要的战略物资。世界上钒的资源丰富、分布广泛, 但无单独可供开采的富矿, 而是以低品位与其他矿物共生。石煤是一种碳质页岩, 是我国的一种独特的钒矿资源。其特点是发热量低、 灰分高、 含有多种金属元素, 储量极为丰富, 对钒的提取冶炼具有很大优势。伴随我国钢产量的迅速增长, 钒需求量的逐渐上升, 石煤提钒既是石煤综合利用的一个重要发展方向, 又是我国钒冶炼产业发展的新方向。

据统计，我国石煤中V₂O₅的储量约1.13万吨，占总钒矿资源储量的37％；含钒石煤主要分布在我国煤炭资源贫乏的南方湖南、广西、湖北等诸省，它们的钒矿资源又占全国石煤钒矿资源储量的54％。

钒在石煤中的价态多样，通常以 V (Ⅲ) 和 V (Ⅳ) 存在, V (Ⅲ) 占多数，三价钒能以类质同相形式进入硅酸盐矿物晶格中, 同时, 四价钒也可以类质同相形式存在于硅氧四面体结构中。此类矿石难于浸出, 要将三价或四价钒浸出来, 首先必须破坏晶体结构, 使赋存在晶体结构中的钒释放出来。

石煤提钒工艺技术可以归纳为两种代表性的类型：焙烧提钒工艺（火法提钒工艺）和湿法提钒工艺。湿法提钒工艺是含钒原矿直接进行酸浸，包括在较高浓度酸性条件下，甚至是加热加压、氧化剂存在的环境下，实现矿物中钒溶解得到含钒液体的工艺过程。火法提钒工艺是矿石经过高温氧化焙烧，低价钒氧化转化为五价钒，再进行湿法浸出得到含钒液体实现矿石提钒的工艺过程。

在焙烧提钒工艺中，石煤加盐氧化钠化焙烧形成含钒熟料，用工艺水直接浸取（即水浸），得到含钒浓度较低的浸取液，然后加入氯化铵沉钒制得偏钒酸铵沉淀，煅烧后得到粗V₂O₅，再将粗钒经碱溶、除杂、氯化铵二次沉钒得偏钒酸铵，热分解后得到纯度大于98%的V₂O₅产品。从而形成“钠法焙烧、两步法沉钒工艺”或“加盐焙烧提钒工艺”。

或者将石灰、石灰石或其它含钙化合物作添加剂与石煤造球后进行焙烧，使钒氧化为不溶于水的钒的钙盐，再碳酸化浸出成含钒溶液再以酸或稀碱溶液浸出。后续或采用水解沉钒，或采用溶解萃取，或用离子交换，然后采用热解工艺精制钒。

总之，石煤经过加盐焙烧形成含钒熟料后，必须用水，或用酸，或用碱进行浸取，使三价钒、四价钒或五价钒从含钒熟料中浸取出来，再采用萃取与反萃取法，或用离子交换法使钒盐与浸取液中的其他成分分离开来，最终钒盐与氨水，或其他铵盐发生反应，生成偏钒酸铵沉淀，热分解后得到较高纯度的V₂O₅产品。

然而在焙烧提钒工艺中会有HCL、CL2等气体逆出焙烧炉外，也有部分有害气体进入浸取液并被排放出去。而用酸（硫酸）浸取时也会产生大量废水，该废水中往往会含有硫酸根和二氧化硫，即使进行中和处理，废水会含有硫酸盐及其他有害物质（例如氨氮、残余的硫酸根等），废水的排放必然污染周围的河，湖水环境，甚至会污染水源。

当采由天然水进行浸泡式或喷淋式浸取时，不仅浸取工艺周期长，浸出率和总的收得率都比较低；况且浸取工艺发生在焙烧工艺之后，焙烧工艺所产生的部分有毒有害气体往往会随着含钒熟料进入天然水。浸取完毕并析出钒产品后的浸取液必然带有许多有毒有害物质（包括焙烧工艺产生的和浸取工艺所产生的），若不进行认真的、仔细的处理而直接排放的话，势必会严重影响周边的或更大范围内人们的生活环境。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供利用晶种引诱剂从石煤中提钒的方法。石煤经过焙烧并冷却成为含钒熟料，利用晶种引诱剂将含钒熟料的钒浸取出来，减少用水，或用酸，或用碱浸取所产生的废水，使严重侵害人体健康的、含有许多有毒有害物质的废水不复存在，同时提高浸取得率，使企业的生产钒产品的能力得以提高，经济效益也有望获得进一步的改观。