[发明专利]高硅难处理石煤钒矿的提钒方法及提钒装置

说明书

本发明公开了一种高硅难处理石煤钒矿的提钒方法，包括以下步骤：S1：将高硅难处理石煤钒矿、硫酸和搅拌介质混合，并通过机械搅拌实现高硅难处理石煤钒矿的解离得到活化矿物；S2：分离所述搅拌介质与活化矿物；S3：加酸预热、预处理所述活化矿物得到预处理矿物；S4：焙烧所述预处理矿物得到焙烧矿物；S5：用水浸出所述焙烧矿物得到含钒浸出液。本发明还公开了一种高硅难处理石煤钒矿的提钒装置。本发明的高硅难处理石煤钒矿的提钒装置和提钒方法，可实现高硅难处理石煤钒矿中钒的初步熟化，还可实现难处理石煤钒矿中强共生性矿物的高效解离，可实现各种难处理石煤钒矿中钒的高效提取，钒提取率可达95%以上。

技术领域

本发明属于金属提取技术领域，尤其涉及一种提钒方法及提钒装置。

背景技术

钒是一种高熔点金属，与钽、铌性质相似，在诸多领域具有战略地位。钒加入钢铁中能增强淬透性及耐高温性能，能够细化晶粒，稳定结构，钒在钢铁行业的应用占比90％。中国是世界上最大的产钒国，也是钒消费增长速度最快的国家。石煤钒矿是我国重要的钒矿资源，且储量较大，随着易处理石煤钒矿逐渐消耗，难处理石煤钒矿逐渐成为钒冶炼企业的主要原料。难处理石煤钒矿中钒易被二氧化硅和硅酸盐等共生性矿物包裹，常规氧化焙烧等方式难以实现共生性矿物的高效解离，开发难处理石煤钒矿高效提钒新工艺和新装备，实现难处理石煤钒矿中钒的高效提取具有重大战略意义。

专利202010731187.8中公布了一种石煤钒矿氧化破晶焙烧提钒综合利用系统，采用悬浮焙烧对石煤钒矿进行氧化破晶焙烧，通过焙烧参数调控改变钒的赋存特征及其价态，该专利氧化破晶焙烧阶段主要是将低价钒氧化物氧化成高价钒氧化物，并未破坏其他共生矿物如硅酸盐和二氧化硅结构，不能实现高硅难处理石煤钒矿中钒的高效提取，存在原料适用性差的问题。该系统设备多而杂，流程长，氧化破晶和脱碳阶段温度在750-900℃区间，能耗高，采用煤气作为燃料，脱碳过程中会生成大量二氧化碳，不符合当下国家碳排放政策。

专利201811269361.0公布了一种湿法磨矿-密闭熟化提钒系统及方法，将含钒石煤在球磨机进行湿法磨矿，将得到的矿浆直接输送到密闭池中，直接用浓硫酸进行熟化处理；熟化完后直接向密闭池中加水，鼓气搅动以浸取钒，固液分离后得到蓝色的浸钒溶液，用于制备V₂O₅产品。该专利是主要针对常规浓硫酸熟化方法的加料方式改进，未涉及难处理石煤钒矿新设备和新方法的开发。

专利202011250783.0公布了一种用于石煤钒矿拌酸熟化的装置及其使用方法，属于湿法提钒前处理领域，该专利仅仅解决了现有的熟化方式存在的生产周期长、自动化程度低、人工劳动强度大的问题，适用于易处理石煤钒矿，对于某些共生矿物较多的难处理石煤钒矿适用性差。

专利201811269333.9公布了一种从高钙石煤中提取钒的方法，该专利较好克服了现有浓硫酸熟化提钒技术中存在的工艺繁琐、成本高、环境污染的问题，但其无法有效实现含较多硅等共生性矿物的难处理石煤钒矿中钒的高效提取。

专利202010126868.1公布了一种石煤钒矿多段焙烧强化拌酸熟化提钒的方法，可实现钒的高效提取，但该专利采用三段高温焙烧预处理，预处理温度最高达900℃，能耗大，流程长。采用烟气作为热源，脱碳阶段产生大量二氧化碳，不符合当下低碳环保政策。添加黏土矿物对炉膛腐蚀严重，不利于设备长期使用。

专利201820442255.7公布了一种用于石煤提钒工艺的双磨筒球磨机，在内磨筒的内表面和外表面均设置了磨齿，使内磨筒能同时对内磨筒内部和外部的矿石进行粉磨，提高了粉磨效率并且内磨筒内磨出的矿石粉末从该条形开口处落入内磨筒和外磨筒之间的夹层，使矿粉无法从进料口逸散到空气中，减少了对环境的污染和破坏。该设备通过磨齿对石煤矿物进行研磨，降低石煤矿物粒度，主要解决了矿粉污染问题。

专利201320245819.5公布了一种石煤钒矿竖炉焙烧系统，主要解决粉尘及有害气体污染和富氧空气利用率低的问题，仅可实现石煤钒矿中低价钒氧化为高价钒，无法实现复杂难处理石煤钒矿中钒与硅酸盐共生解离问题。