[发明专利]一种从石煤钒矿中提取有价金属的方法

说明书

本发明公开了一种从石煤钒矿中提取有价金属的方法，包括以下步骤：(1)将石煤钒矿、氧化铁和氯化钙混合，球磨；(2)将步骤(1)球磨后的混合物进行高温还原，冷却后得到还原产物；(3)将所述还原产物破碎、研磨、水浸，水浸后的滤渣进行磁选，得到铁钒合金粉。本发明在石煤钒矿中添加氧化铁和氯化钙后高温还原，充分利用了石煤钒矿中的碳质还原剂，使铁、钒离子被还原成铁钒合金，避免了传统提钒过程中碳质还原剂的浪费，同时提高石煤钒矿中钒的回收率，使得石煤钒矿中钒的回收率不低于80％。

技术领域

本发明属于钒冶炼领域，尤其涉及一种从石煤钒矿中提取有价金属钒制备铁钒合金的方法。

背景技术

钒是一种重要的过渡金属，已广泛用于各种领域，如高强度钢、蓄电池、催化剂、特种陶瓷、低密度高强度磁体等。石煤钒矿是金属钒的重要矿产资源，中国约有87％的钒储存在石煤钒矿石中，石煤钒矿中的钒通常存在于云母矿物中的二八面体晶格中，云母稳定的层状结构以及高度的耐酸碱特性，增加了从石煤钒矿中提取钒的难度。

传统的两类提钒技术包括：一类是焙烧-浸出，包括氯化焙烧-酸浸、钙化焙烧–硫酸浸出或碳酸盐浸出等；另一类是直接酸浸，包括硫酸熟化浸出、硫酸加压浸出等。在氯化焙烧的过程中会产生大量的HCl、Cl₂等腐蚀性气体和高盐度废水对环境造成严重的污染，现已基本禁止使用此种方法提钒。钙化焙烧在生产过程中相对更加环保，但仍面临焙烧时间长以及能耗高等问题。直接酸浸的提钒工艺，主要存在着高温、高酸度和较低的钒浸出率等问题。采用氧压酸浸和超声辅助酸浸可以在一定程度下提高钒的浸出率，但对设备的要求也大大提高；用氟化物等助剂可以破坏云母结构，从而加快钒浸出，但会对环境和工人健康构成一定的威胁。

为了减少污染，提高钒回收率。目前已经开发了多种改进的技术。如新疆星塔矿业提出一种石煤提钒工艺，包括高碳石煤浮游选碳、高碳精矿流化床焙烧、细菌氧化、离子膜扩散渗析、树脂吸附、氯化铵沉钒、煅烧等，此种方法提高了钒的浸出率同时污染较小，但仍具有工艺繁琐、时间长、产能低等缺点。四川亿明集团提出了一种提钒工艺，包括粉碎、筛分、真空加热、磁选、浸出等，这种提钒方法生产成本低、回收率高，但存在时间长、步骤繁琐等缺点。中科院过程所提出一种石煤钒矿两段预处理酸浸提钒的工艺，包括添加氧化铁等添加剂进行一段酸浸、过滤、二段酸浸、过滤等，此工艺具有钒浸出率高、酸消耗少、连续性强等优点，但相对原料要求较高。因此，目前的工艺都存在一定的局限性，开发高回收率、低污染、原料适应性强的提钒工艺意义重大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种从石煤钒矿中提取有价金属的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种从石煤钒矿中提取有价金属的方法，包括以下步骤：

(1)将石煤钒矿、氧化铁和氯化钙混合，球磨；

(2)将步骤(1)球磨后的混合物进行高温还原，冷却后得到还原产物；

(3)将所述还原产物破碎、研磨、水浸，水浸后的滤渣进行磁选，得到铁钒合金粉。

本发明在高温还原的过程中，氯化钙起到多重作用：氯化钙在高温下可以很好的破坏伊利石晶体结构，促使V³⁺从二八面体中释放变为游离态；另一个方面，氯化钙在高温下形成熔盐相，可以促进矿物颗粒中的铁、钒传质到炭颗粒的表面继而被还原形成金属颗粒，从而极大地促进铁、钒颗粒的生长，促进后续解离，磁选后可得到优质铁钒合金粉。

本发明在石煤钒矿中添加氧化铁，可以提高铁水在反应温度下的含量，增加V³⁺被还原后被捕集进入铁水的几率。