[发明专利]一种石煤酸浸提钒工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种石煤酸浸提钒工艺。

背景技术

石煤是一种含钒、铁、铝等多金属复杂难选难冶矿物原料，目前主要用于生产五氧化二钒。以石煤为原料生产精钒(V₂O₅)的工艺可分为酸浸法、碱浸法和氯化钠焙烧法。氯化钠焙烧是石煤提钒的传统工艺，由于焙烧过程产生HCl、Cl₂等有害气体，环境污染严重，许多地方都禁止采用石煤钠化焙烧提钒工艺。石煤碱浸提钒工艺虽然不产生HCl等酸性气体，但碱浸过程大量的硅进入溶液，浸出液中硅的分离回收利用还有待进一步研究。目前石煤提钒主要采用酸浸工艺，石煤酸浸提钒工艺又分为：石煤常压酸浸、石煤氧压酸浸、石煤低温硫酸化焙烧——水浸、石煤钙化焙烧——酸浸等。钒在石煤常压酸浸、氧压酸浸及低温硫酸化焙烧——水浸得到的溶液中以V(III)和V(IV)的形式存在，酸浸过程，石煤中的铁、铝等杂质与钒一起进入溶液，这种溶液若加碱直接调pH值，当pH值调到1.5以上并将V(III)和V(IV)氧化成V(V)就会析出大量沉淀物，不仅钒的损失严重，而且溶液极不稳定，采用离子交换吸附其中的钒无法正常运行，因此这类石煤酸浸液目前都是采用溶剂萃取法分离回收其中的钒，即先将溶液中的铁全部还原成^-Fe²⁺，与此同时溶液中的钒也被还原成V(III)，然后采用溶剂萃取法分离溶液中的钒，负载有机相再用酸反萃，反萃液氧化后沉钒。虽然钒在石煤钙化焙烧——酸浸得到的溶液中含有部分V(V)，理论上可采用离子交换法回收其中的钒，但石煤钙化焙烧酸浸液在调pH值过程会形成大量沉淀物，严重影响钒的回收率，因此工业生产过程石煤钙化焙烧——酸浸得到的溶液也不得不将V(V)还原成V(III)，再用萃取法分离回收其中的钒。石煤酸浸液溶剂萃取提钒存在工艺流程长，试剂耗量大，生产成本高等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有效缩短石煤酸浸提钒工艺流程，减少试剂耗量，保护环境，降低生产成本的方法。

本发明的技术方案是：

工艺过程包括以下步骤：石煤酸浸液结晶硫酸铝铵矾除铝；除铝后液选择性氧化调pH值除铁；除铁后液钒氧化转型；离子交换回收钒，离子交换后液返回石煤酸浸工序循环使用；离子交换得到的解吸液铵盐沉钒；偏钒酸铵热解得产品V₂O₅；硫酸铝铵矾转型，转型后液返回除铝工序循环使用。

所述的结晶硫酸铝铵矾是指在石煤酸浸液中加入(NH₄)SO₄、NH₄Cl、NH₄NO₃、NH₃·H₂O、NH₄HCO₃、(NH₄)₂CO₃中的一种或几种，使溶液中的铝以NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O形式结晶析出。

所述的除铝后液选择性氧化调pH值除铁是指加入空气、氧气、NaClO₃、H₂O₂、V(V)中的一种或几种做氧化剂，并加入CaO、CaCO₃、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃、NH₃·H₂O、NH₄·HCO₃、(NH₄)₂CO₃中的一种或几种调节溶液的pH值使其中的铁选择性氧化沉淀析出。

所述的除铁后液钒氧化转型是指加入过硫酸铵、双氧水、氯酸钠、空气、氧气中的一种或几种，使溶液中的低价钒转变成V(V)。

所述的离子交换回收钒是指除铁后液中的钒经氧化转型后，用大孔型或凝胶型的强碱或弱碱阴离子交换树脂吸附，离子交换后液返回石煤酸浸工序循环使用。

所述的铵盐沉钒是指加NH₄Cl使解吸液中的钒以偏钒酸铵的形式沉淀析出。

所述的偏钒酸铵热解是指偏钒酸铵受热分解得V₂O₅产品。