[发明专利]一种环保的五氧化二钒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学冶金领域，具体地说是一种环保、污染小，产率高的五氧化二钒的制备方法。

背景技术

从十八世纪发现制造出钒开始，钒就作为一种优秀的催化剂和添加剂，广泛应用于工业生产的各个领域，起到很重要的作用。五氧化二钒(V₂O₅)是钒的最主要的并且是最稳定的存在形式。

钒钛磁铁矿在炼钢过程中，钒富集在钢渣中，称为钒渣，是炼钢的副产品，目前，大部分制备五氧化二钒的工艺，是以钒渣为原料的。但是在中国，存在着得天独厚的富钒页岩、泥岩、石煤等天然混合钒矿，这种钒矿相对于钒渣来讲，钒含量更高，但是，由于其主要成分为粘土，黏性较强，在制备五氧化二钒的过程中，需要利用穿透性高的盐类。在制备五氧化二钒的行业内，具有划时代意义的方法是1925-2006年间利用氯化钠的方法制备钒产品，该工艺是广大钒选厂多年来沿用的标准工艺，其致命缺点是…在分解过程中产生大量成分复杂的含氯气体，使钒厂周边空气严重污染，周边可形成1.5公里左右的无植物区，厂内工人氯肺病发生率很高，所以近年来国家已经明令禁止用此方法生产钒，湖北、湖南、浙江、陕西等省严令关闭五百多家钒厂。

近年来，世人已经认识到，环境保护的重要性，如何能够利用污染小的方法生产钒，是急欲解决的问题。

其他生产厂家有采用纯碱法，硫酸法，石膏法等，都因成本和回收率达不到要求，没有取得工业化生产的条件而不能广泛使用。

目前国内的石煤提钒大都采用钠化焙烧，其工艺流程为矿石破碎、脱炭、球磨、加盐(矿∶盐＝100∶13)、成球、在85℃～100℃的热水浸出液澄清、在100℃的温度下用硫酸沉粗钒、洗涤脱水、在100℃的温度下碱溶解、氯化铵沉淀偏钒酸铵、偏钒酸铵洗涤脱水、灼烧成精钒。该工艺劳动强度大，能耗高，收得率低，废气污染严重。为了消除严重的废气污染，近十多年来，国内许多研究单位进行了多种途径的探索，如浙江化工所研制的中间盐法虽然避免了钠化焙烧的废气污染，钒的收率也高达70％，但每吨产品需耗硫酸30余吨，成本高，流程复杂，设备投资大，无法用于工业生产；又如怀化双溪钒厂与湖南省煤炭科研所研究的无盐焙烧常温浸出转型萃取的提钒新工艺(专利申请号90105503.4)它的主要工艺流程为：矿石破碎、脱炭、球磨、成球用800℃～1000℃的温度进行无盐焙烧、矿球破碎、在常温～100℃、PH0～2.5的条件下浸出、溶液处理、加N263、PH调至3～6进行转型萃取、加氯化铵进行反萃取、再加氯化铵进行转型解吸、离心干燥、在250℃～300℃的条件下脱氨灼烧成产品。因该工艺对矿石有特殊要求，不能普遍推广，且萃取乳化问题没有解决，不能正常生产。从国外来看，经国际联机检索查得美国有从含炭质页岩中提钒的技术，但绝大多数均为钠化焙烧，不过专利号为4115110(从含碳钒矿提取钒的方法)的专利，采用的是旋转纯氧焙烧，设备投资大，工艺要求高，不适宜于用我国现有钒厂设施进行技术改造。

并且，现有技术中从页岩、石煤、泥岩等钒矿中制备五氧化二钒的工艺往往产率低，而且产品的纯度差，对环境污染大，危险性高，成本高。

如何能够解决环境污染的重要问题，并且高质量高效率的生产钒类产品是现在制钒工业领域需要解决的重要问题。

发明内容

本发明的一个目的是为解决上述制备五氧化二钒的工艺污染严重、工艺复杂、成本高、设备投资大、或只能在实验室中实现无法投入生产等问题，向人们提供一种环保、污染极小、科学合理、简单方便、成本低廉的五氧化二钒的制备方法。

为实现上述目的，本发明的一个技术方案提供了一种环保的五氧化二钒的制备方法，该方法步骤如下：

1.矿石粉碎至60目以下，加入5-15％的药品混合剂，混合均匀；

2.将步骤1中处理好的原料放入窑炉中在850-900℃条件下烧结2.5-3.5小时，保温2.5-3.5小时；

3.分离。

更进一步地说：

该方法步骤如下：

1.矿石粉碎至60目以下，加入10％的药品混合剂，混合均匀；

2.将步骤1中处理好的原料放入窑炉中在870℃条件下烧结3小时，保温3小时；

3.按现有技术分离。

所述的药品混合剂由重量百分比如下的物质组成：20-45％硫酸钠，0.01-10％碳酸氢钠，其余为碳酸钠。

所述的药品混合剂优选配方为由重量百分比如下的物质组成：30-35％硫酸钠，0.5-8％碳酸氢钠，其余为碳酸钠。