[发明专利]一种石煤加钙钠化焙烧提钒方法

说明书

本发明系一种石煤加钙钠化焙烧提钒方法，石煤矿加氯化钠和含钙化合物混匀磨细，团矿焙烧，焙烧烟气净化达标排放，焙烧熟料先用水浸出，使其中的钒以钒酸钙的形式留在水浸渣中，过滤得水浸液和水浸渣，水浸液返回继续用于熟料浸出，直至溶液接近饱和，开路分离回收NaCl，水浸渣用pH为0.5～4.5的酸性溶液浸出其中的钒，过滤得提钒尾渣和酸浸后液，酸浸后液加钙沉钒富集或离子交换富集生产钒富集液，钒富集液加铵盐结晶析出钒，过滤得偏钒酸铵及其结晶母液，偏钒酸铵热解得五氧化二钒产品，结晶母液直接返回碱浸工序循环使用，从而实现氯化钠等化工原料及水在工艺过程循环利用，具有工艺简单，钒回收率高，生产成本低，清洁环保等优点。

技术领域

本发明涉及一种石煤加钙钠化焙烧提钒方法。

背景技术

石煤是一种重要的含钒矿物，石煤中的钒主要是低价钒以类质同相的形式存在于云母中。要从石煤中提取钒，必先进行矿石分解，目前石煤提钒矿石分解的主要方法有：石煤直接酸浸或氧化焙烧后酸浸；石煤氧化焙烧-碱浸；石煤钠化焙烧-水浸。石煤中除钒外，还含有硅、碳、铝、铁、镁、钙等，石煤酸浸过程铝、铁、镁等杂质与钒一起进入溶液，这不仅增大了酸的消耗量，而且使得浸出液的净化变得很复杂，溶液的净化渣量增多，钒回收率降低，生产成本升高。此外，石煤酸浸渣的液固分离性能差，酸浸提钒渣的堆存安全系数小，环保压力大。

石煤氧化焙烧-碱浸，可以避免铁、镁、钙等酸溶性杂质进入溶液，但硅、铝等碱溶性杂质大量进入溶液，碱的耗量大，生产成本高。此外，浸出液净化过程钒的损失大，严重影响钒的回收率。

钠化焙烧-水浸是石煤提钒的传统方法，其工艺过程是石煤预脱碳，按石煤质量的5～20％加入氯化钠团矿，在750～850℃的温度下焙烧2～3小时，焙砂水浸，得到的水浸液中V₂O₅浓度为5～10g/L，其中含NaCl 50～100g/L，水浸液中钒采用离子交换法或水解沉淀法富集。该方法的优点是：钒选择性溶出，工艺简单，生产成本低，但焙烧过程产生HCl、Cl₂等有害气体，且提钒过程产生大量的含盐废水，因为含有NaCl的提钒后液返回浸出工序继续使用，树脂对钒的交换容量急剧下降，而提钒后液直接蒸发浓缩回收NaCl，由于浓度偏低，经济上不合算。此外，钒是一种亲铁元素，熟料中的钒易与铁结合形成钒酸铁，钒酸铁中的钒既不溶于水，也难溶于碱性溶液或酸性溶液，钒酸铁的形成严重影响钒的浸出率，石煤钠化焙烧提钒传统工艺，钒的浸出率通常只有50～60％。

发明内容

为了提高钒的回收率，降低生产成本，本发明提供一种石煤加钙钠化焙烧提钒方法，用氯化钠和含钙化合物做石煤焙烧的添加剂，防止焙烧过程产生钒酸铁，焙砂采用分步浸出分离回收其中的氯化钠和钒，实现氯化钠和水在石煤提钒工艺过程中的循环利用，避免含氯化钠废水的产生，保护环境。

本发明一种石煤加钙钠化焙烧提钒方法包括下述步骤：

第一步，加钙钠化焙烧：根据石煤中钒、钙的含量，配加含钙化合物使其中的钒钙摩尔比达到V/Ca＝1:0.5～5，并加入氯化钠混合进行钠化焙烧，得熟料，焙烧烟气净化达标排放；

第二步，熟料水浸回收氯化钠：

将第一步得到的熟料水浸，过滤，得水浸液和水浸渣；水浸液返回继续用于熟料浸出；

第三步，水浸渣酸浸提钒：

将第二步得到的水浸渣与pH值为0.5～4.5的酸性溶液混合，浸出其中的钒，过滤得提钒尾渣和酸浸后液，所得酸浸后液加酸调pH值至0.5～4.5后，返回继续用作钒的酸浸液，直至其中的V富集到3～30g/L得富钒溶液；

第四步，五氧化二钒制备：