氢氟酸分解石煤生产五氧化二钒的制作方法

文档序号:3461202阅读:564来源:国知局

专利名称::氢氟酸分解石煤生产五氧化二钒的制作方法
技术领域
:本发明涉及石煤生产五氧化二钒
技术领域
。目前,石煤生产五氧化二钒国内外均采用石煤钠化焙烧法,中国专利文献检索已有记载①石煤灰渣硫酸拌酸加温熟化水浸提取五氧化二钒工艺流程(申请号90104669.8,文献号1049642A),②制取五氧化二钒的焙烧工艺(申请号89105480.4,文献号1049141A),石煤钠化焙烧法,生产废气污染严重,钒总回收率低(不超过50%),石煤中伴生元素难回收,生产成本高,专利文献①是以石煤沸腾炉灰渣原料生产五氧化二钒,专利文献②是以钒渣为原料生产五氧化二钒,上述工艺均未涉及氢氟酸分解石煤。本发明公开的“氢氟酸分解石煤生产五氧化二钒”方法,是以石煤为原料,辅以萤石粉、硫酸,使用通用耐酸设备而设计的一条新的工艺路线,该工艺流程完全克服废气、废水对环境的污染,钒的平均酸浸分解率≥75%,钒的总回收率≥60%,石煤中50-60%的铁和铝生成氧化铁红和氢氧化铝两种副产品,石煤中其它伴生元素亦可回收,该方法生产综合成本大幅度下降,石煤综合利用价值提高,效益明显。下面,对本发明技术方案详加说明之。本发明生产工艺的化学反应原理钒主要赋存在石煤里的伊利石、钛钒石榴石、铬钒石榴石中,这三种矿物属于铝硅酸盐类矿物和硅酸盐类矿物,氢氟酸在常温条件下,可分解硅酸盐类矿物,破坏其结构,使钒进入溶液,例如生产过程中,氢氟酸是由萤石粉和硫酸、石煤在同一反应设备中生成,氢氟酸生成后立即与石煤反应,生成的硫酸氧钒进入溶液,固液分离后,调整溶液PH4~4.5,此时钒、铝、部分铁产生共沉淀,吸滤后,滤液循环用于分解石煤,沉淀加热分解,在碱性(PH≥10)条件下,加氧化剂加热氧化及转化,过滤分离,滤渣制备氧化铁红,滤液加沉淀剂碳铵,分离,滤渣制取氢氧化铝,滤液经过717#强碱性阴离子交换柱,用氯化钠和氯化铵混合液洗脱,洗脱液加氯化铵至生成白色的偏钒酸铵沉淀,沉淀在550℃条件下灼烧得五氧化二钒。本发明生产工艺流程如下图。本发明的一个实施例取石煤粉100克(粒度100%-60目)、萤石粉20-25克(或20-25毫升40%氢氟酸)5%硫酸溶液200毫升,水100毫升(此时固液比=1∶2.5~3.0),置于1000毫升的烧杯中,在电炉上加热至80℃左右,反应30分钟后,冷却,真空过滤,滤渣用水洗涤3次,滤液及洗液合并为兰色含钒溶液,在不断搅拌的条件下,向兰色溶液中加入碳铵进行中和至PH4~4.5,这时钒、铝及部分铁产生共沉淀,真空吸滤沉淀,并洗涤沉淀2次,洗液及滤液合并(含氟化物)循环用于石煤分解,沉淀在箱式炉中于550℃条件下加热分解60~80分钟,冷却后粉碎,加氧化剂,在碱性(PH≥10)条件下,加热氧化及转化,真空吸滤,洗涤滤渣数次(将滤渣烘干并粉碎到100%-200目,制得氧化铁红),洗液及滤液合并,加少量的沉淀剂碳铵,搅拌均匀,制得均匀白色的氢氧化铝沉淀,真空吸滤,洗涤数次(将沉淀烘干并粉碎,制得氢氧化铝),洗液及滤液合并,经过717#强碱性阳离子交换柱,吸附后用氯化钠和氯化铵混合洗脱液洗脱出柱上吸附的钒,加少量的氯化铵,搅拌均匀,得到白色的偏钒酸铵沉淀,真空吸滤沉淀,并洗涤2次,抽干,于550℃条件下灼烧数小时,制得≥98%的纯五氧化二钒,钒的总回收率≥60%。实施记录如下<tablesid="table1"num="001"><tablealign="center">编号石煤100克含钒%硫酸(5%)毫升氢氟酸(40%)毫升萤石粉克水溶钒克酸浸率%尾渣含钒克10.71200250.5881.700.1120.71200250.5070.4230.77100250.6077.920.1540.77200250.5267.5350.77200300.5875.3260.73150250.6791.78</table></tables>钒的总回收率P=P1×P2×P3×P4×P5-5%过程损耗=75%×97%×97%×97%×97%-5%=61.4%式中P1=钒的平均酸浸率≥75%P2=四价钒溶出率≥97%P3=四价钒沉淀率≥97%P4=交换吸附率≥97%P5=洗脱效率≥97%利用上述工艺流程,利用通用耐酸生产设备,在石煤投料100公斤的几十次实施中,得到结果为钒的平均酸浸分解率≥75%;钒的总回收率≥60%。石煤中50-60%的铁和铝得到回收。石煤(含钒0.75%)217吨,可生产五氧化二钒1吨,氧化铁红14吨,氢氧化铝5吨。权利要求1.一种用石煤生产五氧化二钒的方法,特别是氢氟酸分解石煤生产五氧化二钒的生产工艺,其特征是将石煤、萤石加硫酸酸化分解,滤液中和沉淀,沉淀高温热解后碱溶,过滤滤液铵解,然后过滤,滤液通过717#交换柱,洗脱液铵化后离心分离得偏铵,灼烧偏铵得纯五氧化二钒。2.如权利要求1所述的方法,其特征是碱溶后过滤的滤饼可制得氧化铁红。3.如权利要求1所述的生产方法,其特征是铵解后过滤的滤饼可制得氢氧化铝。全文摘要本发明“氢氟酸分解石煤生产五氧化二钒”方法,是将石煤、萤石混合加硫酸酸化分解,固液分离,滤液中和沉淀,滤饼高温热解,加氧化剂,加碱,过滤,滤饼制得氧化铁红,滤液铵解,过滤,滤饼制得氢氧化铝,滤液通过71文档编号C01G31/02GK1056092SQ91102560公开日1991年11月13日申请日期1991年4月18日优先权日1991年4月18日发明者肖太阳申请人:湖北省崇阳县科委
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