[发明专利]一种从含钒烟灰中浸出五氧化二钒的方法

说明书

技术领域

本发明属有色金属冶金技术领域，具体涉及一种硫酸熟化水浸法从含钒烟灰中浸出五氧化二钒的方法。

背景技术

钒的熔点很高，常与铌、钽、钨、钼并称为难熔金属。钒具有良好的延展性，质坚硬，耐盐酸和硫酸的性能，并且在耐气-盐-水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好。因此钒在冶金、化工、钢铁的行业具有十分广泛的用途。随着我国现代化建设的高速发展，钒及其化合物的需求量越来越大。

我国钒资源主要蕴藏于钒钛磁铁矿和石煤钒矿中。我国南方石煤钒矿分布较广泛，石煤储量为618.8亿吨，蕴藏于石煤中的V₂O₅储量为11797万吨，其中V₂O₅品位≥0.5%的储量为7707.5万吨，是我国钒钛磁铁矿中V₂O₅储量的2.7倍。因此，从石煤中提钒成为了我国利用钒资源的一个重要发展方向。

石煤钒矿的热值通常在1500千卡/kg以上，因此，从资源的综合利用角度考虑，首先将石煤钒矿燃烧发电，再从发电厂烧渣和锅炉烟灰中提取钒是比较合理的办法。由于石煤钒矿在燃烧过程中，钒会在锅炉烟灰中富集，对含钒较低的石煤钒矿，从锅炉烟灰中提取钒是比较合理的。

中国专利 CN 200910100872.4公开了一种含钒石煤灰渣的焙烧方法：首先向含钒石煤灰渣中加入质量1~5%的氯化钠、质量2~7%的氟化钙和质量10~15%的碳酸钙，混匀磨细至80~150目得到生料粉，之后在生料粉中加入质量5~40%的水，拌匀后与800~900℃下焙烧0.5~3h，得到的焙砂用稀酸浸出。该发明钒回收率较高，流程简单，成本低，但是存在下列几个问题：

1、焙烧不均匀，转化率有波动，质量不稳定；

2、生料本身不发热，焙烧耗能较高；

3、氯化物、氟化物焙烧会对环境造成一定的污染；

4、杂质元素铁的浸出率高，不利于后续钒的回收。

中国专利公开号CN102260792A中公布了一种含钒石煤加浓硫酸及添加剂堆浸的方法，该方法要求筑堆矿粉厚度不小于2米，反应周期2~5天，反应结束的矿粉进行水浸。该方法存在反应周期长，筑堆难度大，不能开展大规模的连续生产，生产工艺指标难控制，产品质量不稳定等因素。

传统的焙烧工艺资源利用率低，环境污染大，已逐步被淘汰。利用硫酸浸出提钒是石煤发展的方向。钒在石煤中赋存状态复杂，钒以多种价态氧化物存在，直接酸浸时必须加入20~40%的浓硫酸才能使包裹在矿粒深部的钒转价浸出。但随之伴生的问题是浸出液中的残酸过高，铁浸出率高，在后续的处理时需加入大量的碱中和，酸、碱消耗量大，成本高，钒夹带损失严重。因此，在保证钒高回收率的同时，抑制铁的浸出且降低试剂消耗是实现含钒烟灰高值利用的关键。

发明内容

本发明的目的是针对前述工艺的不足，提供一种能大规模连续生产，缩短浸出周期，在提高钒浸出率的同时、抑制铁浸出的一种含钒烟灰提钒技术。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种从含钒烟灰中浸出五氧化二钒的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）干燥/增湿：通过对含钒烟灰加入水或者干燥的方式，将该含钒烟灰的含水量控制在一定范围内；

（2）硫酸熟化：往经过步骤（1）处理后的含钒烟灰中配入一定量的硫酸钠并加入一定量的浓硫酸，熟化一定时间，得到熟化料；

（3）搅拌水浸：将上述熟化料在水中搅拌浸出，控制一定的液固比 ml/g、浸出温度、浸出时间和浸出终点pH值。

根据上述的方法，其特征在于：步骤（1）中含钒烟灰控制含水质量百分含量为3~8%。

根据上述的方法，其特征在于：步骤（2）中硫酸钠的加入量为所述含钒烟灰重量的3~8%。

根据上述的方法，其特征在于：步骤（2）中硫酸为质量百分比93~98%的浓硫酸，加入量为含钒烟灰质量的15~30%。

根据上述的方法，其特征在于：步骤（2）中熟化时间12~48h。

根据上述的方法，其特征在于：步骤（3）中浸出液固比 ml/g为1.5:1~3:1，浸出温度为85~100℃，浸出时间为2~10h，浸出终点pH值为1~2。

本发明的有益效果：

1.本发明利用硫酸遇水放热的特点，将熟化料堆积保存热量，不再消耗外界能量即可达到150~180℃的熟化温度，节省了能源消耗，同时也避免了焙烧带来的有害气体污染；