[发明专利]一种含钒页岩与棉杆共混合钠化焙烧-浸出提钒方法

说明书

本发明属于提钒冶金技术领域，尤其涉及一种含钒页岩与棉杆共混合钠化焙烧‑浸出提钒方法。原料按质量百分配比如下：含钒页岩75‑85％，棉杆15‑25％；额外加入含钒页岩和棉杆总重量的4‑10％的NaCl作为添加剂，将三种物料充分混合均匀后，经过焙烧处理和焙烧产物浸出。本发明在保证工业上的相同钒浸出率(40％‑50％)的条件下，与传统钠化焙烧过程中不少于8％的NaCl相比，通过添加一定比例的棉杆使NaCl加入量降低了约2％，这对于改善钠化焙烧产生的污染问题有极大的意义。

技术领域

本发明属于提钒冶金技术领域，尤其涉及一种含钒页岩与棉杆共混合钠化焙烧-浸出提钒方法。

背景技术

含钒页岩是我国特有的一种含钒优势资源，其储量丰富，但开采难度大，主要是因为含钒页岩中的钒以三价为主，且以类质同象形式存在于硅酸盐矿物晶格中，其结构稳定，难于释放。目前仍采用高温焙烧和添加剂共同作用破坏晶格，以形成可溶的五价钒，焙烧过程直接影响钒的最终提取结果。

由于含钒页岩发热量低、结构致密、着火点高、不易燃烧，为增强含钒页岩焙烧效果，加速氧化反应过程，通常将含钒页岩与一定比例的优质煤进行混合，该方法有效的提高了钒的回收率，然而该过程消耗大量优质煤资源，同时产生了大量污染物，影响环境质量。另外，随着高品位含钒页岩的大量开采，低品位的含钒页岩(钒含量低于0.7％)的开发逐渐被重视，为提高钒的回收率，目前的提钒工艺仍采用使用大量添加剂的方式，其中钠盐焙烧是最常用的焙烧方式，并且钠盐中NaCl作为添加剂的作用效果最明显，技术也最可靠成熟，被国内大多数企业采用。钠盐焙烧过程中，NaCl发生氧化还原反应，生成Cl₂可破坏含钒矿物的晶体结构，加速了低价钒向高价钒的转化，同时NaCl与水反应，生成Na₂O可以与五价钒生成易溶于水的Na₂VO₃。然而，以NaCl为添加剂的焙烧过程产生大量HCl、Cl₂等有害气体，也容易影响空气质量，造成环境污染。并且，当下我国传统的钠化焙烧-浸出含钒页岩提钒工艺在保证五价钒转化率(40％-50％)时，NaCl的添加量不能低于8％，目前的提钒技术根本无法同时实现提高钒浸出率和降低添加剂用量的双重目的。

综上所述，在大幅度降低环境污染的前提下，寻求新的焙烧-浸出含钒页岩方法以提高五价钒转化率，同时降低钠盐的用量，显得尤为重要。

发明内容

针对上述目的，本发明提供了一种含钒页岩与棉杆共混合钠化焙烧-浸出提钒方法，该方法减少了传统钠化焙烧含钒页岩提钒中NaCl的使用量，提高了钒的回收率，减少了环境污染。

为了实现上述目的，本发明提供的一种含钒页岩与棉杆共混合钠化焙烧-浸出提钒方法包括以下步骤。

步骤1、原料预处理：辅助燃料棉杆置于电热鼓风干燥箱中，温度为100-150℃条件下干燥1.5-2小时，研磨至粒径不大于0.2mm；选取品位为0.5-0.7％的低品级钒矿资源的含钒页岩，含钒页岩经破碎研磨后粒径不大于0.5mm，并置于恒温干燥箱中，100-150℃条件下干燥2小时；选用的添加剂为NaCl，研磨的粒径不大于0.2mm。

步骤2、原料混合：将步骤1处理后的原料按质量百分比计，进行配料，其配比如下：含钒页岩75-85％，棉杆15-25％；额外加入含钒页岩和棉杆总重量的4-10％的NaCl作为添加剂，将三种物料充分混合均匀。

步骤3、焙烧处理：将混合料置于马弗炉中焙烧，设定参数：升温速率≦8℃/min，终点温度为820℃，焙烧时间为1.5-2h，马弗炉中通入的氧气流量为0.5-0.8L/min。

步骤4、焙烧产物浸出：对步骤3得到的焙烧灰进行水浸处理，并放置于常温1-1.5小时，采用常规(NH4)₂SO₄标准溶液滴定法测定焙烧样中五价钒的含量，计算得出钒的浸出率。

本发明的有益效果。