[发明专利]一种石煤一步法制备高纯五氧化二钒的方法

说明书

技术领域

本发明属于石煤提钒技术领域。具体涉及一种石煤一步法制备高纯五氧化二钒的方法。

背景技术

石煤是我国特有的重要含钒资源，随着数十年来科技工作者的深入研究及实践，石煤提钒已成为我国获取钒这一重要战略资源的主要途径之一。石煤提钒的流程主要有焙烧，浸出，净化富集，沉钒，煅烧制五氧化二钒。目前，较为成熟且得到实际应用的石煤提钒工艺有：

（1）Yi-Min Zhang等（Yi-Min Zhang, Shen-Xu Bao, Tao Liu, Tie-Jun Chen, Jing Huang. The technology of extracting vanadium from stone coal in China: History, current status and future prospects [J]. Hydrometallurgy, 109 (2011): 116–124.）提出双循环石煤提钒工艺。该工艺虽能使钒的总回收率达到74%~80%，产品纯度达到99%，但该工艺需要经过两步焙烧及两次浸出工艺，流程长；焙烧环节需要添加钠盐类复合添加剂，污染严重。

（2）Dongsheng He等（Dongsheng He, Qiming Feng, Guofan Zhang, Leming Ou, Yiping Lu. An environmentally-friendly technology of vanadium extraction from stone coal [J]. Minerals Engineering, 20 (2007): 1184–1186.）提出石煤空白焙烧-NaOH碱浸-浸出液净化-溶剂萃取-铵盐沉钒-煅烧制五氧化二钒的提钒工艺。该工艺虽能在一定程度上减小环境污染，简化提钒工艺流程，但该工艺中钒的回收率较低，仅为67.39%。

（3）邴桔等（邴桔, 龚胜, 龚竹青. 从石煤中提取五氧化二钒的工艺研究[J]. 稀有金属, 2007, 31(5): 670-677）提出了氧化焙烧-酸浸-萃取-氨水沉钒-煅烧的提钒工艺。该工艺虽能提高钒的回收率，达到80%以上，但产品纯度只能达到98%，且氧化焙烧过程中物料在较低温度850℃下便容易发生烧结，同时也存在药剂用量大，废水量大，等问题。

（4）Minting Li等（Minting Li, Chang Wei, Gang Fan, Cunxiong Li, Zhigan Deng, Xingbin Li. Extraction of vanadium from black shale using pressure acid leaching [J]. Hydrometallurgy, 98 (2009): 308–313.）提出了石煤直接氧压酸浸-溶剂萃取提钒工艺。该工艺虽能在较短的时间内获得85%的钒回收率，但该工艺能耗高，设备要求高，且按该工艺得出的产品纯度不高。

综上所述，现有的石煤提钒工艺依然存在流程长、污染严重、能耗高、药剂用量大、生产效率低、钒回收率低和产品纯度不高等问题。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种工艺流程短、污染小、能耗低、药剂用量少、生产效率高、钒回收率高和产品纯度高的石煤一步法制备高纯五氧化二钒的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤如下：

步骤1、石煤的一步沸腾焙烧

步骤1.1、石煤的一步沸腾焙烧所采用的设备为“用于石煤一步焙烧的沸腾炉”，具体结构是：

靠近炉体的底部从左向右依次设置有第一流化床、第二流化床和第三流化床，第一流化床和第二流化床由第一挡火墙隔开，第二流化床和第三流化床由第二挡火墙隔开，第一风室和第二风室由第一挡火墙隔开，第二风室和第三风室由第二挡火墙隔开，第一挡火墙与第二挡火墙将炉体左右两侧墙体内壁间的距离等分为三份。第一风室、第二风室和第三风室通过管道依次与第一风机、第二风机和第三风机连通，第一流化床、第二流化床和第三流化床均匀地布有风帽。

在炉体的后侧墙体从左向右依次均匀地设有第一煤气烧嘴、第二煤气烧嘴和第三煤气烧嘴，第一煤气烧嘴、第二煤气烧嘴和第三煤气烧嘴依次位于第一流化床、第二流化床和第三流化床的上方中间位置处，第一煤气烧嘴、第二煤气烧嘴和第三煤气烧嘴通过煤气管道外接煤气源。