[发明专利]常温电氧化浸出磁性钒铁尖晶石型粉末钒精矿中钒的方法

说明书

一种常温电氧化浸出磁性钒铁尖晶石型粉末钒精矿中钒的方法。以钒铁尖晶石型含钒精矿为初始原料；将棒状磁铁用绝缘套筒套住，在绝缘套底部外侧吸附一个铁片以引入电流；将钒精矿与铁粉按一定比例均匀混合后吸附于导电的铁片上；将吸附好的粉末浸入电解质溶液中进行电氧化，浸出其中的钒，得到含钒浸出液。本方法通过磁铁将粉末吸附在一起，省去了制备块状电极的步骤。利用钒铁尖晶石的导电性，通过一个铁片与粉末接触引入电流，实现了钒铁尖晶石粉末的原位直接电氧化浸出。本发明反应物颗粒与电极直接相连，导电性好，易于氧化，无需氧化剂的添加及氧化性气体的通入；加快了电解反应速率，并且无需压块焙烧成型，降低能耗和生产成本。

技术领域

本发明属于电氧化法从钒铁尖晶石型粉末矿物中浸出钒的领域。具体涉及一种利用钒铁尖晶石型含钒精矿的磁性与导电性，实现无需制备块状电极，通过磁铁将钒精矿粉末吸附在具有导电性的铁片上，在电解质溶液中直接电氧化浸出钒的方法。

背景技术

钒是现代工业不可或缺的金属元素，具有众多优异的物理性能和化学性能，广泛应用于机械、航空、电子技术、国防工业等行业，有金属“维生素”之称。我国钒资源丰富，其主要含钒矿物为钒钛磁铁矿和含钒石煤。钒钛磁铁矿或含钒石煤中的钒均可通过冶金手段转变为具有导电性和磁性的钒铁尖晶石。目前，为了从矿物中绿色，高效分离金属元素，矿浆电解工艺以流程短，能耗低，金属分离效率高，生态环境好等特点，受到冶金工作者们的青睐。因此有不少工作者把矿浆电解方法应用于提钒领域，例如，中国专利CN104017988A，CN102534229A，CN102134640A，CN103060843，CN103421950A都是通过矿浆电解的方法从含钒矿物中进行提钒，最终获得含钒浸出液。

传统的矿浆电解处理含钒矿物时，矿物中的钒一方面可以通过矿物颗粒与电极表面碰撞时发生电氧化浸出，但是这种反应发生的机率要小很多。因此，为强化浸出，还需要向电解质溶液中加入添加剂，添加剂在阳极生成强氧化性的氧化剂，进而实现含钒矿物的氧化浸出，获得含钒浸出液。从本质上来讲，这是一个间接氧化过程，从而造成生产成本增加，以及对后续浸出液的净化造成困难；中国专利CN104017988A提到将氯盐作为添加剂时，在阳极产生氯气作为氧化剂，但是氯气为有害气体，污染环境。因此要解决矿浆电解工艺的间接氧化过程所带来的缺点，可以利用钒铁尖晶石的导电性，将其作为可溶性阳极在电解质溶液中直接电氧化，获得含钒浸出液。例如，一种强碱电解质溶液中阳极电解浸出钒的方法(申请号：201910440720.2)和一种常温饱和草酸溶液中阳极电解浸出钒的方法(申请号：201910454934.5)中提到，将钒铁尖晶石含钒精矿粉末制作成块状电极，可以在常温常压，无需任何添加剂及氧化性气体的通入，直接电解钒精矿，获得含钒浸出液。但是，这两种方法阳极制作需要将粉末压块成型，是将钒铁尖晶石型钒精矿粉末与聚乙烯醇按一定比例混合后压块，在还原气氛下焙烧成型，焙烧温度大于或等于800℃。所以，其阳极制备过程依赖于高温还原条件，并没有在本质上达到低成本提取钒的目的。

为了避免制备块状电极带来的技术和经济问题，本发明提出利用钒铁尖晶石具有磁性的特点，在磁场的作用下，将钒铁尖晶石含钒精矿粉末聚合在一起，做成粉末电极，直接进行电氧化反应，获得含钒浸出液。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种常温电氧化浸出磁性钒铁尖晶石型粉末钒精矿中钒的方法，即把具有磁性及导电性的钒铁尖晶石型钒精矿粉末作为初始原料；将棒状磁铁用绝缘套筒套住，在绝缘套底部外侧吸附一个铁片以引入电流；将钒精矿与铁粉按一定比例均匀混合后吸附在导电的铁片上，将吸附好的粉末浸入电解质溶液中进行电氧化，得到含钒浸出液。