[发明专利]一种含钒矿石氧化酸浸湿法提钒方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种含钒矿石氧化酸浸湿法提钒方法。

背景技术：

在我国的钒矿资源中，石煤和含钒粘土矿是非常重要的一部分。石煤和含钒粘土矿中钒的总储量为钒钛磁铁矿中钒总储量的7倍，超过世界其他各国五氧化二钒储量的总和。石煤和粘土矿提钒的传统工艺为平窑钠盐焙烧法。该工艺流程简单，生产条件要求低，设备简陋，建厂时间短，成本低，见效快。缺点是排出大量富含对周边环境造成严重污染的Cl₂、HCl等腐蚀性废气，回收率低、资源综合利用差，环境污染严重，所以我国已经基本禁止该法。

目前，我国已着重于湿法治金提钒研究。最主要方法是直接酸浸法，尽管浸出率比焙烧法有所提高，但一般也不理想，同时存在酸消耗量大、废水处理难度大等缺点。因此，如何提高钒浸出率，降低酸耗，是钒湿法冶金的一个重要的课题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种通过选择合适的氧化剂显著提高钒的浸出率的含钒矿石氧化酸浸湿法提钒工艺。

含钒石煤或粘土矿中的钒一部分在云母中以三价钒类质同象形式置换六次配位的三价铝而存在于云母品格中，分子式为K(Al，V)₂[AlSi₃O₁₀](OH)₂，若从云母中浸出钒必须破坏云母的结构，并使之氧化才可能被溶剂浸出，故这部分钒难于浸出。除了采用传统的钠化焙烧打破云母结构并转化成可溶性的钒外，也可直接用酸来破坏它的云母结构。即在一定的温度和酸度下，氢离子进入云母晶格置换铝，使离子半径发生变化，将钒释放出来。释放出来的三价钒被氧化剂氧化变成四价后被酸溶解。其反应式为：

(V₂O₃)·X+2H₂SO₄+1/2O₂→V₂O₂(SO₄)₂+2H₂O+X

V₂O₂(OH)₄+2H₂SO₄→V₂O₂(SO₄)₂+2H₂O

得到蓝色的硫酸钒酰溶液。与类质同相相比，吸咐状态的钒要易浸得多，只要钒不是三价态存在，就可被硫酸浸出。

本发明的技术方案如下：在浸取池中加入工业硫酸，将含钒原矿破碎、球磨至过80目筛，投入到浸取池，按0.5-10％的重量比在浸取池加入氧化剂Al(NO₃)₃或AgNO₃或Ba(NO₃)₂或Ca(NO₃)₂或Co(NO₃)₂或Cu(NO₃)₂或Fe(NO₃)₃或Fe(NO₃)₂或HNO₃或KNO₃或Mg(NO₃)₂或Mn(NO₃)₂或NaNO₃或NH₄NO₃或Ni(NO₃)₂，并搅拌均匀，按固液比1∶0.5-5、酸矿比1∶3-9控制水的加入量，不时搅拌，在10-100℃温度下浸出1-12小时，过滤分离。在氧化酸浸后的钒溶液中加入含钒量0.5-1倍量的氯酸钠溶液，将四价钒氧化为五价钒，然后将含钒液用强碱性大孔阴离子交换树脂吸附，吸附后溶液用10％的NaOH和5％NaCl混合溶液进行解吸。将离子交换富集后的含钒洗脱液用NH₄Cl沉钒生成偏钒酸铵沉淀，过滤，将偏钒酸铵滤饼烘干后，送入煅烧炉，在400-600℃锻烧分解为V₂O₅产品。尾气用盐酸回收，生成的NH₄Cl返回沉钒工序使用。本工艺生产出的产品纯度大于98％，钒总回收率大于80％。