专利名称：一种石煤钒矿提取五氧化二钒工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及石煤钒矿提取五氧化二钒技术领域，具体为一种石煤钒矿经制粉浸出、调值分离、氧化精滤、交换洗涤、解吸净化、制出产品的工艺。
背景技术：
石煤钒矿提取五氧化二钒工业生产始于20世纪70年代，提钒工艺过程主要由矿石分解、钒的分离富集和精钒制备等三个环节组成。矿石分解是石煤钒矿提取五氧化二钒的工艺基础，为获得最佳的石煤提钒效果，生产单位和研究机构都会根据石煤钒矿的矿物组成和结构选择合适的矿石的分解方法和工艺。目前，国内外石煤钒矿提取五氧化二钒工艺，根据对石煤钒矿分解方式的不同，可分为:焙烧法和酸浸法。生产企业从生产成本出发，多采用传统的窑炉焙烧、静(动)态浸出、离子交换或萃取分离富集、沉淀偏钒酸铵、脱水脱氨等工艺。该工艺具有生产技术成熟，生产成本低等优点，但存在资源利用率低(一般在50%左右)、成本波动大、焙烧排放的有害气体治理费用高等缺陷。研究单位在环保和高效利用的压力驱动下，多创新采用硫酸和附加剂协同浸出、除杂氧化、离子交换或萃取分离富集、沉淀偏钒酸铵、脱水脱氨等工艺。该工艺具有资源利用率高(一般可达70%以上)、有利于矿石中多元素的综合利用和工艺环保的优点，但尚存在生产工艺不成熟、生产成本高，浸出渣难处理等诸多缺陷。石煤钒矿提取五氧化二钒工艺发展趋势与特点:①、石煤钒矿提取五氧化二钒的矿石分解优选酸分解法、石煤酸浸液中分离富集钒工艺多元化、石煤钒矿提取五氧化二钒产品多样化、石煤提钒工艺过程多元素综合回收集约化、资源利用高效、生产成本降低、环境污染减小、改造传统工艺、创新生产工艺
发明内容
`本发明所解决的技术问题在于提供一种石煤钒矿经制粉浸出、调值分离、氧化精滤、交换洗涤、解吸净化、制出产品的工艺，以解决上述背景技术中的缺陷和满足石煤钒矿提取五氧化二钒工艺的发展趋势。本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种石煤钒矿提取五氧化二钒工艺，采用制粉浸出、调值分离、氧化精滤、交换洗涤、解吸净化，制出产品工艺。一种石煤钒矿提取五氧化二钒工艺，具体流程为:
⑴、制粉浸出:将石煤钥;矿粉碎至一定粒度后，在一定搅拌强度、一定矿衆比、一定硫酸介质和一定浸出温度下直接进行浸出反应，使钒近可能生成蓝色硫酸钒溶液；
⑵、调值分离:将浸出浆液用碳酸钙等调节至一定PH值，趁热进行固液分离，并对滤渣进行洗涤与固液分离；
⑶、氧化精滤:将滤液转入氧化反应釜中，用强碱精确调节PH值，再加入一定重量(t)的氧化剂，最后进行固液分离；⑷、交换洗涤:将上述制备的含钒溶液用大孔径阴离子交换树脂对溶液中FO1-进行交换富集，树脂达到饱和后进行洗涤；
(5)、解吸净化:洗涤干净的饱和树脂用强碱溶液进行解吸，解吸液进行净化后再进行固液分离，解吸尾液回用；
(6)、制出产品:合格解吸净化溶液经沉钒、脱水、脱氨、氧化焙烧和检验合格后进行包装，最终获得YB/T 5304-2011牌号98级五氧化二钒产品。(7)、环保措施:对工艺过程产生的“三废”设计预案进行处理，做到预防为主，降低环境风险。在上述工艺流程中，制粉浸出步骤，制出的矿粉粒度< 0.15mm;浸出搅拌转速5(T80r/min、矿浆固液比例为1: 1.5 2、附加剂用量为矿粉重量的疒3%、硫酸用量为矿粉重量的24 35%和硫酸浓度16(Tl80g/L、浸出反应温度为90±5°C、浸出时间4 8h。在上述工艺流程中，调值分离步骤，浸出反应终止后，趁热用碳酸钙粉调整反应浆液PH值至3.0，并进行固液分离(第一次压滤)。并对滤渣进行洗涤与固液分离(第二次压滤)，洗涤溶液返回浸出工序使用。在上述工艺流程中，氧化精滤步骤，将滤液转入氧化反应釜中，用烧碱精确调节pH=2.5，再加入液体中五氧化二钒总重量(t)2 3倍的双氧水，最后进行固液分离(第三次压滤)。在上述工艺流程中，交换洗涤步骤，使用三级交换塔串联连续下进上出连接交换方式，当前级交换塔树脂达到饱和后，移离前级交换塔增接后级备用交换塔，继续进行离子交换；对移离交换流程的交换塔，用清水洗涤干净。
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在上述工艺流程中，解吸净化步骤，将解吸溶液转入反应釜中，搅拌并加热至7(T90°C，加入液体重量(t)2%MgCl2，使其充分溶解，恒温30 min以上，转入净化池中静置4h后，进行固液分离(第四次压滤)，得合格沉钒溶液。在上述工艺流程中，制出产品步骤，将合格沉钒溶液，在室温和控制5(T80n/min转速下搅拌，缓慢充足加入NH4Cl并使其溶解后，静置IOh以上；沉淀所得偏钒酸铵用离心机脱水，再送入400°C 550°C的灼烧炉中，在氧化气氛充足条件下灼烧2 3 h，检验合格后包装
在上述工艺流程中，环保措施环节，对废气和噪音、废水和废渣落实先进、安全的工艺处理，以减少本发明所产生的环境污染。
有益效果:
本发明采用新的工艺，不经任何焙烧，消除SO2、C02、C12、HC1等气体对大气环境的污染和减轻了工人的劳动强度；提高了石煤钒矿的综合利用率和产品质量，值得推广。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与效果的途径易于明白了解，下面举实例对本发明进行详细描述。一种石煤钒矿提取五氧化二钒工艺，是采用制粉浸出、调值分离、氧化精滤、交换洗涤、解吸净化，制出产品工艺。其具体流程如下:
⑴、将石煤钒矿用颚式破碎机、中碎机和细磨机等粉碎至粒度95%以上< 0.15mm ；
⑵、在反应釜中加入容量约50%的水，开启搅拌装置，在5(T80r/min转速下搅拌，按照矿粉重量(t):液体重量(t)=l: 1.5 2，加石煤钒矿粉，按照石煤钒矿粉矿粉重量的
24^35%缓慢加入硫酸，并根据加入水的体积控制硫酸浓度160。⑶、待剧烈反应停止后，按照加入矿粉的总重量⑴以2 3%的比例加入附加剂(YS-LSN)，搅拌均匀后，开启蒸汽加热，控制浸出温度90°C ±5°C、浸出时间4 8h，待浸出反应完全后，趁热用碳酸钙粉调整反应浆液PH值至3.0，并进行固液分离(第一次压滤)。(4)、按照渣重量⑴:液体重量(t)=l: 1，在洗涤桶中先加入水，开启搅拌装置，再将渣卸入洗涤桶中，混合均匀后，进行固液分离(第二次压滤)，滤液直接循环返回至浸出使用，第二次滤渣送尾矿库。将第一次压滤溶液转入氧化釜中，在搅拌下先用烧碱调节滤液pH=2.5，再按照滤液中五氧化二钒重量(t):双氧水重量(t)=l: 2 3，加入双氧水进行
钒的氧化，使滤液中的钒完全转化为并检测合格后，进行固液分离(第三次压滤)，得
到合格的交换母液。(5)、选择适宜的大孔径阴离子交换树脂，使用三级交换塔串联连续下进上出连接交换方式，交换塔规格为#_x5000_i，通过检测尾液中MhO5) < 0-1 /,控制交换
溶液流速。在正常交换流速下，当交换尾液中时,更换前级树脂已达到
饱和的交换塔，增接后级备·用交换塔，继续进行离子交换。对移离交换流程的交换塔，用清水洗涤干净。(6)、用10%/!*!3氢氧化钠溶液对饱和树脂进行解吸，得到>35%/ *5的解
吸溶液；再用氢氧化钠溶液进行清洗型解吸，得到的解吸尾液，
该解吸尾液经补充氢氧化钠至后，循环用于下一批次解吸；解吸完全后按照树脂说明书操作将树脂进行再生和活化。(7)、将解吸溶液转入反应釜中，搅拌并加热至7(T90°C，加入液体重量(t)2%MgCl2，搅拌使其充分溶解，恒温30 min以上，使磷、砷和硅等形成难溶物，静置4 h后，进行固液分离(第四次压滤)，得到合格沉钒溶液；
⑶、将合格沉钒溶液，在沉钒釜中，在室温和控制5(T80n/min转速下搅拌，缓慢加入氯
化铵至PiMZ4G) = I册 卻*^> 3 ,充分溶解后，静置IOh以上，检测沉钒余液中五氧化二
钒的浓度，使五氧化二钒沉淀率可达99%以上。⑶、将上述沉淀所得偏钒酸铵首先用离心机脱水，再送入400°C 550°C的灼烧炉中，在氧化气氛充足条件下灼烧2 3 h，冷却，经检验合格后进行包装，即得五氧化二钒产品O(10)、“三废”的预防与治理
①、废气和噪音:磨矿粉尘，在球磨进料口上端及出料口处安装集气罩，通过风机负压使粉尘进入收尘器，进行旋风和布袋收尘处理；燃煤锅炉和工业窑炉废气按照《工业窑炉大气污染排放标准》(GB9078—1996)的要求设计处理；反应废气、脱氨废气，经引风机负压引入专用吸收塔中处理。噪音:厂区噪音通过增加绿化带和距离消减；设备噪音采取安装隔振机座和管道减振消音设备消减；同时，在高噪音区域工作的员工，通过佩戴耳塞等措施克服噪音影响。②、废水:最难处理的沉钒含氨废水，首先进行浓密处理，沉淀绝大部分氯化铵，并循环使用；剩余的结晶氯化铵后的废水并入废水池中与各类洗涤洗水、渗漏废液等，按照《污水综合排放标准》(GB8998-1996)和《钒工业污染物排放标准》(GB 26452-2011)要求设计处理。 ③、废渣:燃煤废渣可全部用做制砖填料，达到完全综合利用；矿粉浸出渣属于第II类工业固体废物，按照GB18599-2001《一般工业固体废弃物贮存、处置场污染控制标准》处置；除杂、净化渣，主要含重金属离子，需要单独收集堆存提取铜钴镍钥等，或移交危险化学品专业存放处。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和操作要领，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.一种石煤钒矿提取五氧化二钒工艺，其特征是采用采用制粉浸出、调值分离、氧化精滤、交换洗涤、解吸净化，制出产品工艺。
2.其具体流程为 ⑴、制粉浸出将石煤钥;矿粉碎至一定粒度后，在一定搅拌强度、一定矿衆比、一定硫酸介质和一定浸出温度下直接进行浸出反应，使钒近可能生成蓝色硫酸钒溶液； ⑵、调值分离将浸出浆液用碳酸钙等调节至一定PH值，趁热进行固液分离，并对滤渣进行洗涤与固液分离； ⑶、氧化精滤将滤液转入氧化釜中，用强碱精确调节PH值，再加入一定重量(t)的氧化剂，最后进行固液分离； ⑷、交换洗涤将上述制备的含钒溶液用大孔径阴离子交换树脂对溶液中PO5-进行交换富集，树脂达到饱和后进行洗涤； (5)、解吸净化洗涤干净的饱和树脂用强碱溶液进行解吸，解吸液经净化后进行固液分离，解吸尾液回用； (6)、制出产品合格解吸净化溶液经沉钒、脱水、脱氨、氧化和检验合格后进行包装，最终获得YB/T 5304-2011牌号98级五氧化二钒产品。
3.(7)、环保措施对工艺过程产生的“三废”设计预案进行处理，做到预防为主，降低环保风险。
4.根据权利要求I所述一种石煤钒矿提取五氧化二钒工艺，其特征在于，在上述工艺流程中使用的矿粉粒度必须< O. 15mm ;添加入的各原料均按照石煤钒矿粉用量为基数计算，复合附加剂加入量为矿粉重量的2 3%，硫酸加入量为矿粉重量的24 35% ;浸出反应温度控制在90°C ±5°C、浸出时间4 8h。
5.根据权利要求I所述一种石煤钒矿提取五氧化二钒工艺，其特征在于，反应矿浆固液比例为矿粉重量(t):水重量(t)=l 1.5~2，且保持硫酸介质浓度为160 180*^/ 5。
6.根据权利要求I所述一种石煤钒矿提取五氧化二钒工艺，其特征在于，浸出反应终止pH=3. 0，氧化溶液pH=2. 5，双氧水加入量为滤液中五氧化二钒重量(t)的2 3倍。
7.根据权利要求I所述一种石煤钒矿提取五氧化二钒工艺，其特征在于，使用三级串联连续下进上出连接的交换方式，交换塔规格为通过检测尾液中Pi^2O5) < 01%/m5 ,控制交换溶液流速和监控树脂的交换状况。
8.根据权利要求I所述一种石煤钒矿提取五氧化二钒工艺，其特征在于，用_/W3氢氧化钠溶液对饱和树脂进行解吸,得到的解吸溶液；再用氢氧化钠溶液进行清洗型解吸，得到<5%/*5的解吸尾液。
9.根据权利要求I所述一种石煤钒矿提取五氧化二钒工艺，其特征在于，对解吸溶液的净化工序，在反应釜中将解吸液加热至7(T90°C，在搅拌下加入液体重量(t) 2%MgCl2，溶解后恒温30 min以上，再静置4 h。
10.根据权利要求I所述一种石煤钒矿提取五氧化二钒工艺，其特征在于，使用氯化铵沉钒，氯化铵用量为用检测沉钒余液中五氧化二钒的浓度的方法监控沉淀率 。
全文摘要
一种石煤钒矿提取五氧化二钒工艺，采用石煤钒矿粉、复合附加剂(YS-LSN)与硫酸在加热搅拌下浸出钒，使其生成硫酸矾溶液，再经调值分离、交换洗涤、解吸净化、制出产品等工序，最终获得YB/T5304-2011牌号98级五氧化二钒产品。该工艺不经任何焙烧，消除SO2、CO2、Cl2、HCl等气体对大气环境的污染和减轻了工人的劳动强度；生产实践表明，该工艺普遍适用于石煤钒矿提取五氧化二钒，浸出率85%以上，综合回收率70%以上；提高了石煤钒矿的综合利用率，提升了产品质量，减少了传统工艺对环境的污染，值得推广。
文档编号C22B3/08GK103255287SQ20131016051
公开日2013年8月21日 申请日期2013年5月3日 优先权日2013年5月3日
发明者田宗平, 曹健, 周永兴, 邓圣为, 陈铮 申请人:湖南省矿产测试利用研究所