[发明专利]氢氟酸分解石煤生产五氧化二钒

说明书

本发明涉及石煤生产五氧化二钒技术领域。

目前，石煤生产五氧化二钒国内外均采用石煤钠化焙烧法，中国专利文献检索已有记载：①石煤灰渣硫酸拌酸加温熟化水浸提取五氧化二钒工艺流程（申请号90104669.8，文献号1049642A），②制取五氧化二钒的焙烧工艺（申请号89105480.4，文献号1049141A），石煤钠化焙烧法，生产废气污染严重，钒总回收率低（不超过50%），石煤中伴生元素难回收，生产成本高，专利文献①是以石煤沸腾炉灰渣原料生产五氧化二钒，专利文献②是以钒渣为原料生产五氧化二钒，上述工艺均未涉及氢氟酸分解石煤。

本发明公开的“氢氟酸分解石煤生产五氧化二钒”方法，是以石煤为原料，辅以萤石粉、硫酸，使用通用耐酸设备而设计的一条新的工艺路线，该工艺流程完全克服废气、废水对环境的污染，钒的平均酸浸分解率≥75%，钒的总回收率≥60%，石煤中50-60%的铁和铝生成氧化铁红和氢氧化铝两种副产品，石煤中其它伴生元素亦可回收，该方法生产综合成本大幅度下降，石煤综合利用价值提高，效益明显。

下面，对本发明技术方案详加说明之。

本发明生产工艺的化学反应原理：钒主要赋存在石煤里的伊利石、钛钒石榴石、铬钒石榴石中，这三种矿物属于铝硅酸盐类矿物和硅酸盐类矿物，氢氟酸在常温条件下，可分解硅酸盐类矿物，破坏其结构，使钒进入溶液，例如：

生产过程中，氢氟酸是由萤石粉和硫酸、石煤在同一反应设备中生成，氢氟酸生成后立即与石煤反应，生成的硫酸氧钒进入溶液，固液分离后，调整溶液PH4～4.5，此时钒、铝、部分铁产生共沉淀，吸滤后，滤液循环用于分解石煤，沉淀加热分解，在碱性（PH≥10）条件下，加氧化剂加热氧化及转化，过滤分离，滤渣制备氧化铁红，滤液加沉淀剂碳铵，分离，滤渣制取氢氧化铝，滤液经过717^＃强碱性阴离子交换柱，用氯化钠和氯化铵混合液洗脱，洗脱液加氯化铵至生成白色的偏钒酸铵沉淀，沉淀在550℃条件下灼烧得五氧化二钒。

本发明生产工艺流程如下图。

本发明的一个实施例：取石煤粉100克（粒度100%-60目）、萤石粉20-25克（或20-25毫升40%氢氟酸）5%硫酸溶液200毫升，水100毫升（此时固液比＝1∶2.5～3.0），置于1000毫升的烧杯中，在电炉上加热至80℃左右，反应30分钟后，冷却，真空过滤，滤渣用水洗涤3次，滤液及洗液合并为兰色含钒溶液，在不断搅拌的条件下，向兰色溶液中加入碳铵进行中和至PH4～4.5，这时钒、铝及部分铁产生共沉淀，真空吸滤沉淀，并洗涤沉淀2次，洗液及滤液合并（含氟化物）循环用于石煤分解，沉淀在箱式炉中于550℃条件下加热分解60～80分钟，冷却后粉碎，加氧化剂，在碱性（PH≥10）条件下，加热氧化及转化，真空吸滤，洗涤滤渣数次（将滤渣烘干并粉碎到100%-200目，制得氧化铁红），洗液及滤液合并，加少量的沉淀剂碳铵，搅拌均匀，制得均匀白色的氢氧化铝沉淀，真空吸滤，洗涤数次（将沉淀烘干并粉碎，制得氢氧化铝），洗液及滤液合并，经过717^＃强碱性阳离子交换柱，吸附后用氯化钠和氯化铵混合洗脱液洗脱出柱上吸附的钒，加少量的氯化铵，搅拌均匀，得到白色的偏钒酸铵沉淀，真空吸滤沉淀，并洗涤2次，抽干，于550℃条件下灼烧数小时，制得≥98%的纯五氧化二钒，钒的总回收率≥60%。

实施记录如下：