專利名稱：一種含釩石煤中釩的濕法浸出方法
技術領域：
本發明涉及一種含釩石煤濕法浸出方法。
背景技術：
我國石煤儲量相當豐富，據南方石煤資源綜合考察報告稱湖南、湖北、浙江、江西、廣西、貴州、安徽、河南、陜西等省、自治區石煤總儲量為618.8億噸，探明儲量39.0億噸，僅湖南、湖北、江西、浙江、安徽、貴州、陜西七省的石煤中含有V2O5就達1.1797億噸，其中V2O5≥0.5％的儲量為7707.5萬噸，是我國釩鈦磁鐵礦中釩儲量的6.7倍，約為世界各國釩儲量的總和。
我國從石煤中提取釩絕大多數采用焙燒浸出。一方面，由于釩礦中含有一定量的硫化物，焙燒會產生大量的SO2，嚴重污染環境；另一方面，對于我國大部分石煤釩礦而言，無鹽焙燒的釩的浸出率較低。為了提高釩的浸出率，需在焙燒時加入氯化鈉，但加入鈉鹽后，焙燒過程中又會產生大量HCl、Cl2等有毒氣體，進一步對環境造成污染。為了解決環保問題，提出采用直接強酸浸出的方法。采用直接酸浸法，有效地避免了焙燒法在焙燒過程中產生的大量SO2、HCl和Cl2等有毒氣體。一般來說，浸出過程的加工費約占濕法提釩總加工費的30～50％，酸法浸出的硫酸消耗又占浸出費用的70～80％，可見，降低酸耗是石煤濕法提釩成本的重要措施。強化酸浸工藝，硫酸用量增大，使得浸出液中剩余酸度過高。為了節約成本，現有的濕法提釩工藝均設法回用產生的余酸。
中國專利申請號200810058171.4公開了一種含釩石煤礦和螢石聯合制取五氧化二釩的方法。該法返回萃取和洗滌后的廢液、氨水沉釩母液和紅礬洗液，循環利用了一部分余酸。由于萃取前用氨水調節浸出液的pH值到2.5，損失了大量的酸，致使萃取后廢液中的余酸很少。同樣，氨水沉釩母液和紅礬洗液中的余酸也很少，其循環使用對釩的浸出影響不大。
付自碧等《鋼鐵釩鈦，2009，30(3)21-25》發表的“含釩浸出液離子交換余液循環試驗”也采用離子交換法處理浸出液，并循環使用離子交換后的浸出液。不同的是離子交換前，用NaOH調節溶液的pH值到7左右，浸出液中大部分余酸被中和，循環使用的只是水，而且離子交換樹脂再生困難，成本較高。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提出一種利用浸出液中的余酸的含釩石煤中釩的濕法浸出方法。
本發明的目的通過如下技術方案實現依次由以下步驟組成(1)將含釩石煤粉碎、磨細至100～200目，加入含釩石煤重量8～35％的98％硫酸，加水控制液固重量比為1∶1～2∶1，加熱并控制反應溫度為70～100℃，反應7～10h，液固分離，得到浸出液；(2)按浸出液總體積計，取出30～70％，與含釩石煤重量8～35％的98％硫酸，加入另取的上述粉碎、磨細的含釩石煤，按步驟(1)操作，如此重復下去；(3)用煤油稀釋的10％P204和5％TBP作為萃取劑，在室溫下，7級萃取每次剩余的浸出液，用濃度為1～4N的硫酸7級反萃取負載有機相；(4)在反萃取液中加入含釩石煤重量0.5～3.0％的氯酸鈉后，加入濃度為12％的氨水調節pH值為2.2，過濾、洗滌沉淀，在550℃下煅燒沉淀，得到五氧化二釩。
含釩石煤濕法浸出方法的浸出液中含有余酸，循環的浸出液中的余酸會和新投入的硫酸達到平衡，此時的酸濃度很高，能有效浸出石煤中的釩，特別是以類質同象形式存在于云母中的釩。
本發明具有如下優點余酸循環對易于提取的釩的浸出率大于90％；對于以類質同象形式存在的難以提取的釩浸出率仍能達到85％以上。此法還能降低硫酸的用量，節約硫酸20％以上，同時，經多次循環后，浸出液中的釩濃度約提高一倍，降低了萃取成本。由于硫酸用量的減少，也相應減少了后續中和的氨水用量，這也降低了整個含釩石煤中釩的濕法浸出的成本。該方法釩浸出率高，試劑消耗量少，污染少。
具體實施例方式 以下結合實施例對本發明作進一步描述。在本發明中，第一次浸出得到浸出液后，按浸出液總體積計，分別取40％，50％，60％與含釩石煤重量8～35％的98％硫酸對另取的含釩石煤進行浸出，重復6-10次，當浸出液中的酸、釩離子濃度及浸出率保持穩定后，不斷重復下去，每次得到重量穩定的五氧化二釩。
實施例1 1.取100g破碎、球磨至150目的含釩1.08％的石煤，投入反應釜中，加入25g 98％硫酸，加水控制液固重量比為1∶1，70℃反應8h，過濾、洗滌沉淀，得到100ml浸出液，測定一次浸出液的pH值、釩離子濃度和浸出率。
2.取40ml浸出液，和25g 98％硫酸一起，在同步驟1的條件下對另取的100g含釩石煤進行浸出，并如此重復操作下去，測定每次所得浸出液的pH值、釩離子濃度和浸出率。結果見表1，經6次重復后，浸出液中的酸、釩離子等濃度及浸出率保持穩定。
3.用煤油稀釋的100g 10％P204和5％TBP萃取劑，在室溫下，7級萃取每次留下的60ml浸出液，用濃度為2N的硫酸，7級反萃取負載有機相，得到反萃取液5ml；在反萃取液中加入2.5g氯酸鈉反應1h，再加入濃度為12％氨水調節pH值為2.2，過濾，在550℃下煅燒沉淀，得到含量為99％的五氧化二釩。結果見表1，前5次得到的五氧化二釩量一直在增加，6次重復后，五氧化二釩的量保持穩定，每次能得到1.311g左右。
表1 含釩1.08％石煤循環浸出實驗
實施例2 1.取100g破碎、球磨至100目的含釩0.993％的石煤，投入反應釜中，加入13g 98％硫酸，加水控制液固重量比為2∶1，90℃反應10h，過濾、洗滌沉淀，得到200ml浸出液，測定一次浸出液的pH值、釩離子濃度和浸出率。
2.取100ml浸出液，和13g 98％硫酸一起，在同步驟1的條件下對另取的100g含釩石煤進行浸出，并如此重復操作下去，測定每次所得浸出液的pH值、釩離子濃度和浸出率。結果見表2，經8次重復后，浸出液中的酸、釩離子等濃度及浸出率保持穩定。
3.用煤油稀釋的100g 10％P204和5％TBP萃取劑，在室溫下，7級萃取每次留下的100ml浸出液，用濃度為2N的硫酸，7級反萃取負載有機相，得到反萃取液5ml；在反萃取液中加入2g氯酸鈉反應1h，再加入濃度為12％氨水調節pH值為2.2，過濾，在550℃下煅燒沉淀，得到含量為99％的五氧化二釩。結果見表2，前7次得到的五氧化二釩量一直在增加，8次重復后，五氧化二釩的量保持穩定，每次能得到1.325g左右。
表2 含釩0.993％石煤循環浸出實驗
實施例3 1.取100g破碎、球磨至100目的含釩1.12％的石煤，投入反應釜中，加入20g 98％硫酸，加水控制液固重量比為2∶1，80℃反應9h，過濾、洗滌沉淀，得到200ml浸出液，測定一次浸出液的pH值、釩離子濃度和浸出率。
2.取120ml浸出液，和20g 98％硫酸一起，在同步驟1的條件下對另取的100g含釩石煤進行浸出，并如此重復操作下去，測定每次所得浸出液的pH值、釩離子濃度和浸出率。結果見表3，經10次重復后，浸出液中的酸、釩離子等濃度及浸出率保持穩定。
3.用煤油稀釋的100g 10％P204和5％TBP萃取劑，在室溫下，7級萃取每次留下的80ml浸出液，用濃度為3N的硫酸，7級反萃取負載有機相，得到反萃取液5ml；在反萃取液中加入1.5g氯酸鈉反應1h，再加入濃度為12％氨水調節pH值為2.2，過濾，在550℃下煅燒沉淀，得到含量為99％的五氧化二釩。結果見表2，前9次得到的五氧化二釩量一直在增加，10次重復后，五氧化二釩的量保持穩定，每次能得到1.394g左右。
表3 含釩1.12％石煤循環浸出實驗
權利要求
1.一種含釩石煤中釩的濕法浸出方法，其特征是依次由以下步驟組成(1)將含釩石煤粉碎、磨細至100～200目，加入含釩石煤重量8～35％的98％硫酸，加水控制液固重量比為1∶1～2∶1，加熱并控制反應溫度為70～100℃，反應7～10h，液固分離，得到浸出液；(2)按浸出液總體積計，取出30～70％，與含釩石煤重量8～35％的98％硫酸，加入另取的上述粉碎、磨細的含釩石煤，按步驟(1)操作，如此重復下去；(3)用煤油稀釋的10％P204和5％TBP作為萃取劑，在室溫下，7級萃取每次剩余的浸出液，用濃度為1～4N的硫酸7級反萃取負載有機相；(4)在反萃取液中加入含釩石煤重量0.5～3.0％的氯酸鈉后，加入濃度為12％的氨水調節pH值為2.2，過濾、洗滌沉淀，在550℃下煅燒沉淀，得到五氧化二釩。
全文摘要
一種含釩石煤中釩的濕法浸出方法。其特征是在含釩石煤中加入98％硫酸，加水控制液固重量比，加熱并控制反應溫度為70～100℃，反應7～10h，液固分離，得到浸出液；按浸出液總體積計，取出30～70％，與98％硫酸，加入另取的含釩石煤，如此重復下去；用煤油稀釋的10％P204和5％TBP萃取每次剩余的浸出液，用硫酸反萃取負載有機相；在反萃取液中加入氯酸鈉后，加入氨水調節pH值，過濾、洗滌沉淀，在550℃下煅燒沉淀，得到五氧化二釩。該發明是一種利用浸出液中的余酸的含釩石煤中釩的濕法浸出方法。該方法釩浸出率高，試劑消耗量少，污染少。本發明的方法適用于含釩石煤中釩的浸出。
文檔編號C22B3/08GK101760650SQ20101010945
公開日2010年6月30日 申請日期2010年2月5日 優先權日2010年2月5日
發明者戴子林 申請人:廣州有色金屬研究院, 韶關市粵有研化工科技有限公司