一种提钒浸取液及浸取提钒的方法与流程

本发明涉及含钒石煤(或钒土)提钒，特别涉及一种提钒浸取液及浸取提钒的方法。

背景技术：

1、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。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。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，也是我国钒冶炼产业发展的新方向。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。而用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；用酸(硫酸)浸取时会产生大量废水，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。中国专利cn201410334547.5公开了一种浸取提钒的方法，虽然在一定程度上提高了钒的浸出率，减少了浸取所产生的废水，但是浸取效果仍有待提高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明目的在于提供一种提钒浸取液及浸取提钒的方法。采用本发明提供的提钒浸取液对含钒熟料进行浸取，能够进一步提高钒的浸出率，并提高浸出效率。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种提钒浸取液，以1000kg含钒熟料为基准，所述提钒浸取液包括：水30～60m3，氢氧化钠2～5kg，晶种引诱剂0.3～0.7kg；所述晶种引诱剂包括以下质量百分含量的组分：磷酸二辛酯64～78.8％，五氧化二钒0.2～1％，磷酸三辛酯15～20％，聚磷酸酯6～15％；所述聚磷酸酯的分子式为h5p4o12(or)，式中r为乙烷基或丁烷基。

4、优选地，所述晶种引诱剂包括以下质量百分含量的组分：磷酸二辛酯70～75％，五氧化二钒0.3～0.5﹪，磷酸三辛酯17～19.5％，聚磷酸酯7～10％；

5、优选地，以1000kg含钒熟料为基准，所述提钒浸取液包括：水40～50m3，氢氧化钠3～4kg，晶种引诱剂0.4～0.5kg。

6、本发明提供了一种浸取提钒的方法，包括以下步骤：

7、提供含钒熟料；所述含钒熟料的制备过程中加入小苏打粉末；

8、采用浸取液对含钒熟料进行浸取；所述浸取液为以上技术方案所述的提钒浸取液。

9、优选地，以含钒熟料的质量为基准，所述小苏打粉末的加入量为0.5～2.5％。

10、优选地，所述含钒熟料的制备过程中采用的焙烧温度为850～950℃，保温时间为6～8h。

11、优选地，所述浸取采用多段逆向流动浸取方式。

12、优选地，所述多段逆向流动浸取方式为：设置3～6个独立的带有喷淋或搅拌设施的浸取槽，浸取槽之间浸取液的流动顺序与含钒物料的流动顺序相反。

13、优选地，每个浸取槽的浸取时间为2～3小时。

14、本发明了一种提钒浸取液，以1000kg含钒熟料为基准，所述提钒浸取液包括：水30～60m3，氢氧化钠2～5kg，晶种引诱剂0.3～0.7kg；所述晶种引诱剂包括以下质量百分含量的组分：磷酸二辛酯64～78.8％，五氧化二钒0.2～1％，磷酸三辛酯15～20％，聚磷酸酯6～15％。本发明在晶种引诱剂中引入磷酸三辛酯(本发明提供的是磷酸双酯·三辛酯组合物晶种引诱剂)，能够提高晶种引诱剂的诱导效果，使晶种引诱剂能更好地破坏含钒熟料的晶体结构，更高效地释放晶体中的钒，从而使钒能更好的被提取出来，且磷酸三辛酯的成本低；本发明以磷酸双酯·三辛酯组合物晶种引诱剂与水和氢氧化钠组成的浸取液，相比于以磷酸双酯(即磷酸二辛酯和聚磷酸酯)组合物晶种引诱剂组成的浸取液，对含钒熟料的钒浸出率更高，浸取效率也明显提高，且成本更低。

15、本发明提供了一种浸取提钒的方法，包括以下步骤：提供含钒熟料；所述含钒熟料的制备过程中加入小苏打粉末；采用浸取液对含钒熟料进行浸取；所述浸取液为以上技术方案所述的提钒浸取液。本发明优化了含钒熟料的制备，加入小苏打粉末(碳酸氢钠)，高温焙烧过程中，当温度升到270℃时，碳酸氢钠开始初步分解生成二氧化碳，高温分解生成的二氧化碳气体在含钒熟料球团内发生气爆，使球团内出现蜂窝状，同时使球团体积增大；当温度升至850℃时，碳酸氢钠分解产生的碳酸钠进一步分解产生二氧化碳，使得球团体积继续增大，球团的疏松多孔能使得球团与氧气的接触面积增大，可以有效提高反应效率，缩短反应时间，进一步提高钒的转化率。并且本发明采用上述提钒浸取液，能够显著提高钒浸出率和浸取效率，并降低成本。本发明通过优化含钒熟料的制备以及晶种引诱剂的组成，能够在降低钒的浸出时间的同时，提高钒的浸出率，有利于提高企业的经济效益，本发明提供的浸取提钒的方法高效经济。

16、实施例结果表明，采用本发明提供的方法进行浸取提钒，最终的钒浸出率为95％，石煤中钒提取率为85～95％；而采用中国专利cn201410334547.5的方法进行浸取提钒，最终的钒浸出率为90％，石煤中钒提取率为80～90％。且本发明提供的方法单个生产时间减少了约30％。

技术特征：

1.一种提钒浸取液，其特征在于，以1000kg含钒熟料为基准，所述提钒浸取液包括：水30～60m3，氢氧化钠2～5kg，晶种引诱剂0.3～0.7kg；所述晶种引诱剂包括以下质量百分含量的组分：磷酸二辛酯64～78.8％，五氧化二钒0.2～1％，磷酸三辛酯15～20％，聚磷酸酯6～15％；所述聚磷酸酯的分子式为h5p4o12(or)，式中r为乙烷基或丁烷基。

2.根据权利要求1所述的提钒浸取液，其特征在于，所述晶种引诱剂包括以下质量百分含量的组分：磷酸二辛酯70～75％，五氧化二钒0.3～0.5﹪，磷酸三辛酯17～19.5％，聚磷酸酯7～10％。

3.根据权利要求1或2所述的提钒浸取液，其特征在于，以1000kg含钒熟料为基准，所述提钒浸取液包括：水40～50m3，氢氧化钠3～4kg，晶种引诱剂0.4～0.5kg。

4.一种浸取提钒的方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，以含钒熟料的质量为基准，所述小苏打粉末的加入量为0.5～2.5％。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述含钒熟料的制备过程中采用的焙烧温度为850～950℃，保温时间为6～8h。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述浸取采用多段逆向流动浸取方式。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述多段逆向流动浸取方式为：设置3～6个独立的带有喷淋或搅拌设施的浸取槽，浸取槽之间浸取液的流动顺序与含钒物料的流动顺序相反。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，每个浸取槽的浸取时间为2～3小时。

技术总结
本发明提供了一种提钒浸取液及浸取提钒的方法，涉及含钒石煤(或钒土)提钒技术领域。本发明提供了一种以磷酸双酯·三辛酯组合物晶种引诱剂与水和氢氧化钠组成的浸取液，相比于以磷酸双酯组合物晶种引诱剂组成的浸取液，对含钒熟料的钒浸出率更高，浸取效率也明显提高，且成本更低。本发明提供了一种浸取提钒的方法，本发明优化了含钒熟料的制备，加入小苏打粉末，高温焙烧过程中能够使含钒熟料球团体积增大，球团疏松多孔，使球团与氧气接触面积增大，有效提高反应效率，缩短反应时间，进一步提高钒的转化率。本发明通过优化含钒熟料的制备以及晶种引诱剂的组成，能够在降低钒浸出时间的同时，提高钒的浸出率，有利于提高企业的经济效益。

技术研发人员：许小弟,梁轩伟,王振宇
受保护的技术使用者：中钒浩星（北京）新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13