[发明专利]从高碳石煤中富集钒同时制备碳化硅的方法

说明书

本申请提供一种从高碳石煤中富集钒同时制备碳化硅的方法，涉及材料领域。该方法包括：将所述高碳石煤和添加剂混合，然后加水造球，干燥后在保护气氛下焙烧得到含磁性富钒相和碳化硅相的球团；所述添加剂包括铁粉、氧化亚铁和氧化铁中的一种或多种；将所述球团粉碎，分离得到磁性富钒相和碳化硅相。本申请提供的从高碳石煤中富集钒同时制备碳化硅的方法，充分利用高碳石煤中碳与硅氧化物含量高的特点，在高温下，钒氧化物被还原后与铁互溶生成磁性富钒相，碳与硅氧化物通过碳热还原与铁粉的催化作用生成碳化硅相，并最终通过磁选分离磁性富钒相和碳化硅相。

技术领域

本申请涉及材料领域，尤其涉及一种从高碳石煤中富集钒同时制备碳化硅的方法。

背景技术

钒在钢铁工业、航空航天、能源领域和化工领域应用广泛。我国钒矿资源储量丰富，规模巨大，其中87％为含钒石煤，并且90％以上为存在于地下的高碳石煤。传统的石煤提钒方式一般是火法焙烧和湿法浸出相结合，即火法焙烧高温破坏含钒矿物结构，首先将V³⁺氧化为易溶于酸碱的V⁴⁺或V⁵⁺，然后酸碱浸出V⁴⁺或V⁵⁺，最后通过沉钒、灼烧等处理得到钒产品。而在氧化焙烧过程中，有机碳被全部燃烧，产生大量的CO₂、CO和SO₂等废气；在浸出过程中产生大量的酸碱废水难以处理。此外，传统的提钒方式还存在着矿石处理量巨大，钒的回收率低等问题。长期以来，储量巨大的高碳石煤未得到有效开发利用，是对资源的极大浪费，也制约了钒的应用领域的发展。

针对现有的提钒功能工艺不足，寻求一种能够高碳石煤这一巨大资源的充分有效利用的方法尤为关键。围绕这一难题，前人开展了大量的研究工作，例如浮选脱碳、环保窑回收脱碳废气和热量以及浓硫酸熟化等技术路线。然而，高碳石煤中的钒含量低，脉石含量高的特点使得以上工艺流程复杂，辅料消耗量大，钒回收率低，产生大量废气废水，难以符合经济和环保的要求。

发明内容

本申请的目的在于提供一种从高碳石煤中富集钒同时制备碳化硅的方法，以解决上述问题。

为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：

一种从高碳石煤中富集钒同时制备碳化硅的方法，包括：

将所述高碳石煤和添加剂混合，然后加水造球，干燥后在保护气氛下焙烧得到含磁性富钒相和碳化硅相的球团；所述添加剂包括铁粉、氧化亚铁和氧化铁中的一种或多种；

将所述球团粉碎，分离得到磁性富钒相和碳化硅相。

优选地，进行所述混合之前，所述高碳石煤预先进行破碎，然后在90℃ -100℃条件下烘干24h-48h，再进行第一球磨12h-14h，过300目筛。

优选地，所述高碳石煤和所述铁粉的质量比为(60-95)：(5-40)；

优选地，所述高碳石煤和所述铁粉的质量比为(90-95)：(5-10)。

优选地，所述混合之后、所述造球之前还包括：对物料进行第二球磨 5-8h。

优选地，所述水的加入量为所述高碳石煤和所述添加剂的总质量的 5％-10％。

优选地，所述造球之后还包括陈腐10h-12h。

优选地，所述干燥的温度为65℃-75℃，时间为15h-20h。

优选地，所述保护气氛包括还原性气体和/或惰性气体；

所述还原性气体包括氢气、甲烷和一氧化碳中的一种或多种，所述惰性气体包括氩气和/或氮气。