高环保低能耗石煤矿提纯五氧化二钒的方法与流程

本发明涉及含钒矿提钒领域，尤其涉及一种高环保低能耗石煤矿提取高纯五氧化二钒的方法。

背景技术：

1、石煤矿提钒是获得五氧化二钒的重要来源。以往石煤矿提钒工艺存在焙烧-水浸、焙烧-酸浸、直接酸浸等方式，焙烧常在800℃以上高温，能耗大，并且酸浸主要采用硫酸浸出，还涉及无机酸的环保问题，回流比率和回收处理都相对复杂。较大程度上应用自然条件，环保、低能耗的五氧化二钒的提纯方法尚缺乏研究。

技术实现思路

1、本发明鉴于以上问题研发，目的在于提供一种高环保、低能耗的从石煤矿提纯五氧化二钒的方法。

2、本发明提供的高环保低能耗石煤矿提纯五氧化二钒的方法，包括：将含钒石煤微粒、多尺寸规格的草木生物材、去纤维素化木质素、发酵菌料和缺氧光能亚铁氧化菌混合堆紧，在堆顶接受光照的夏季环境下自然发酵；含钒石煤微粒为采集于富含v2o5和fe2o3的赋矿层，经破碎和粉磨至细度小于0.1mm，粒度大于120目≥80％的石煤粉末；多尺寸规格的草木生物材由将木本生物材以长宽厚1～10mm尺寸规格碎化得到的小尺寸草木生物材和将草本生物材以长度100～300mm尺寸规格切断得到的大尺寸草木生物材构成；去纤维素化木质素通过纤维素酶和半纤维素酶对粉末状草木生物材进行去纤维化处理制得，粉末状草木生物材通过将木本生物材和/或草本生物材粗碎至粒径2～4cm后，精碎至粒径0.4～0.7cm制得；收集发酵渗出液并进行沉淀和过滤处理，将过滤液由有机萃取剂萃取，再由无机萃取剂反萃得到提纯溶液，将提纯溶液处于氧化气氛下进行喷雾热解，得到五氧化二钒。其中所述发酵菌料为蘑菇菌渣或蘑菇捣碎冲释的蘑菇菌液；所述缺氧光能亚铁氧化菌为万尼氏红微菌。含钒石煤微粒中v2o5含量≥0.9％，fe2o3含量≥3.9％。

3、还包括：将小尺寸草木生物材和去纤维化木质素与发酵菌料混合，在45～60℃温度状态下进行水平衡处理，得到6～12％的含水率；对大尺寸草木生物材进行烘干或日晒干燥后仅作喷淋处理，喷淋量为生物材质量的0.5～3％，或不做喷淋处理；将水平衡处理后得到的发酵料和大尺寸草木生物质混合搅拌，分多层堆料并在每层表面分散配置发酵菌料和缺氧光能亚铁氧化菌，堆料后在夏季30～40℃温度环境下发酵。其中，木本生物材来自木材加工余料、园业剩料、回收板材和/或天然木材，草本生物材来自麦杆、稻草和/或细竹。其中堆料分多层进行，优选20～30层，在每层表面分散配置发酵菌料和缺氧光能亚铁氧化菌。其中在堆顶压放透明或半透明重物将铺料压紧，静置保持3～5周。

4、相对100质量份粉末状草木生物材，使用3～5质量份纤维素酶和2～4质量份半纤维素酶进行去纤维化处理。含钒石煤微粒和全部植物材的质量配比为(1～2):10。大尺寸草木生物材、小尺寸草木生物材和去纤维素化木质素的质量份配比为1:(1～1.5):(2～2.5)。发酵菌料和全部植物材的质量配比为(0.15～0.2):1000。缺氧光能亚铁氧化菌与含钒石煤微粒的质量配比为(0.2～0.3):100。

5、还包括：将收集到的渗出液静置10～30min，去除沉淀后用体积比1:5的去离子水进行稀释搅拌，再次静置30～50min去除沉淀，然后通过半透膜去除有机生物质，得到净化酸浸液；用koh调节酸浸液ph值至0.65，以40％n263+20％tbp+40％磺化煤油的混合溶剂为萃取剂，相比o/a＝1:2萃取1min，进行六级逆流萃取，获得混合负载有机相；将混合负载有机相经0.1mol/l hci洗涤两次，以8mol/l hci为反萃剂、在相比o/a＝4:1和反萃时间3min的条件下，经四级逆流反萃获得富钒液；将富钒液在空气中喷雾热解得到五氧化二钒产品，产品纯度为99.91％。

6、根据本发明，该法不需要过度精确工业级控制，可实现低成本低耗能高环保且操作简单方便。

7、在适当的有氧或无氧条件下草木受发酵剂作用产生草酸，多重含水环境增加高浓度草酸稀释的条件，当出现酸度超过2的微环境，对钒矿发生浸出作用。高价钒铁会对草酸的形成起到催化作用，当铁被酸浸出后会被草酸还原成低价铁，由于万尼氏红微菌具有降fe(ii)氧化成fe(iii)的能力，在一定微环境下会不断复原高价铁存量，从而促进纤维素的氧化。而草酸从钒矿浸出以及还原钒铁的过程中会释放h2o和co2，co2可以作为万尼氏红微菌的繁殖养料，并且促进厌氧环境形成，随着浸出钒铁的过程中释放co2，万尼氏红微菌的繁殖加快，由此适当范围内呈现互相促进效果。

技术特征：

1.一种高环保低能耗石煤矿提纯五氧化二钒的方法，

2.如权利要求1所述的方法，其中，

3.如权利要求2所述的方法，其中，

4.如权利要求1所述的方法，其中，

5.如权利要求1所述的方法，其中，

6.如权利要求1所述的方法，其中，

7.如权利要求1所述的方法，其中，

8.如权利要求1所述的方法，其中，

9.如权利要求1所述的方法，其中，

10.如权利要求1所述的方法，其中，

技术总结
提供一种高环保低能耗石煤矿提纯五氧化二钒的方法，包括：将含钒石煤微粒、多尺寸规格的草木生物材、去纤维素化木质素、发酵菌料和缺氧光能亚铁氧化菌混合堆紧，在堆顶接受光照的夏季环境下自然发酵；收集发酵渗出液并进行沉淀和过滤处理，将过滤液由有机萃取剂萃取，再由无机萃取剂反萃得到提纯溶液，将提纯溶液处于氧化气氛下进行喷雾热解，得到五氧化二钒。其中所述发酵菌料为蘑菇菌渣或蘑菇捣碎冲释的蘑菇菌液；所述缺氧光能亚铁氧化菌为万尼氏红微菌。含钒石煤微粒中V2O5含量≥0.9％，Fe2O3含量≥3.9％。

技术研发人员：熊利斌,李剑锋,张伟峰,李旭东
受保护的技术使用者：江西江钒科技实业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15