專利名稱：用石煤礦提取五氧化二釩的方法
技術領域：
本發明涉及用石煤礦提取五氧化二釩的方法。
背景技術：
用石煤礦提取五氧化二釩的傳統方法是以氯化鈉作為添加劑，當石煤礦與氯化鈉混合后放入爐中焙燒時會產生大量的氯氣和氯化氫，這對周圍的人、畜、植被造成嚴重的損壞；同時在后續浸泡過程中，由于氯離子的富集，尾水無法循環利用，每產生一噸釩，就有700多噸廢水排放，造成嚴重的水污染；廢渣中由于氯離子的超標，不能作為建筑材料再生利用而堆積成災。不僅如此，傳統工藝的V2O5提取率最高不超過55％，資源利用率低，因此用傳統工藝生產V2O5無論是環保方面還是資源利用率方面存在的問題都是目前亟待解決的。
發明內容
本發明的旨在提供一種環保性能好、資源利用率高的用石煤礦提取五氧化二釩的方法。
本發明用石煤礦提取V2O5的方法，包括如下步驟a、將石煤礦石破碎，加入石灰石，放入脫炭爐中，在石灰燒制過程中石煤礦石脫碳，得到生石灰和脫碳礦石；b、將步驟a獲得的脫碳礦石與該礦石重量的6％-15％的生石灰一起粉碎至100-200目，再經預濕成球機制成直徑為8mm-18mm的生料球；c、將生料球放入平爐中進行增氧焙燒，焙燒溫度為750-980℃，焙燒時間1-3小時，成為熟料球；d、把熟料球浸入到濃度為3-5％的稀硫酸浸液中，直至浸泡液成為含釩濃度為4g/L以上的母液；e、在母液中加NH4HCO3至母液Ph值為2-2.5，沉清后得到上清液；f、取重量百分比為5-10％的三辛胺、2-5％混合醇、85-93％的磺化煤油混合成為萃取劑，其中混合醇由庚醇、辛醇、壬醇混合而成，庚醇、辛醇、壬醇占混合醇的重量百分比分別為庚醇30-40％、辛醇30-40％、壬醇30-40％；g、將步驟e獲得的上清液與步驟f獲得的萃取劑按體積比4-5∶1的比例進行攪拌，然后靜止分層，進行至少一級逆流萃取，上層為含V2O5的萃取劑，下層為尾水，將含V2O5的萃取劑加重量百分比濃度為8％-12％的Na2CO3反萃劑進行攪拌，然后靜止分層，下層為偏釩酸鈉溶液，上層為萃取劑；h、將步驟g獲得到的偏釩酸鈉溶液加入氨水混合至Ph值為6-8，用蒸汽加熱至75-85度，冷卻后雜質離子沉淀除去，得到高純度偏釩酸鈉溶液；i、在高純度偏釩酸鈉溶液中加入用蒸汽溶解的高純度氯化銨溶液，其中氯化銨的質量為偏釩酸鈉溶液中五氧化二釩質量的1.2-1.8倍，經反應生成偏釩酸銨沉淀；j、將步驟i得到的偏釩酸銨用布包裹，用純凈水進行緩慢沖洗，然后甩干；k、步驟j得到的將偏釩酸銨放入灼燒爐中，灼燒溫度500℃-600℃，灼燒時間7-9小時得到成品V2O5。
由于本發明以生石灰為添加劑，它與傳統工藝相比具有如下優點1、生石灰中的Ca能夠與石煤中的SO2反應生成CaSO3，起到固硫作用，能有效的減少廢氣的排放。
2、在本發明中的水全部可以循環利用，無工業廢水的排放；3、本發明所產生的廢渣中無氯、鈉等不穩定元素的存在，并且廢熟料球中的硅、鈣含量非常高，是水泥工業外參料的上好選材，可以變廢為寶，無廢渣堆積而影響生態環境的后患。
4、本發明能有效提高V2O5的回收率，其回收率經中試結果測得可達65-75％，相對于傳統工藝提高近二十個百分點，資源得到高效的回收與利用。
5、鈣添加劑與磷、硅、砷、鋁等反應，生成難溶的鈣鹽，能有效的提高產品的純度。
6、本工藝生產釩的成本均控制在5萬元/噸以內，相對傳統生產工藝降低近兩萬元/噸的生產成本。
7、本發明充分利用了石煤礦石在脫碳時產生的熱量來生產生石灰，一方面作為添加劑，本發明需要使用一部分生石灰，另一方面作為附加產品，生石灰是一種用量很大的建筑材料，因此本發明充分利用了能源。
具體實施例方式
用本發明方法生產V2O5所需的主要原料、主要設備及生產工藝如下一、主要原料石煤礦和石灰石。
二、主要設備破碎機、脫碳爐、球磨機、預濕成球機、浸泡池、離心機、灼燒爐。
三、生產工藝a、將石煤礦用破碎機破碎成8-10cm直徑的顆粒，與石灰石一起進入脫碳爐，石煤礦在脫碳時的熱量使石灰石燒成生石灰并獲得脫碳石煤礦石b、取脫碳石煤礦石的6％-15％(最好是9％)重量百分比的生石灰與脫碳石煤礦石一起粉碎至100-200目(最好是130-140目)，再經預濕成球機制成直徑為8-18mm(最好是12-15mm)的生料球。
c、將生料球放入平爐中進行增氧焙燒，焙燒溫度為750-980℃(最好是850-900℃)，成為熟料球；在焙燒過程中脫碳石煤礦中的三氧化二釩與氧氣在高溫下被氧化成五氧化二釩，其反應式為
五氧化二釩與鈣添加劑反應生成釩酸鈣，其反應式為
d、把熟料球放入浸泡池中，加入濃度為3-5％(最好為4％)的稀硫酸進行浸泡，使釩酸鈣與硫酸發生復分解反應，直至浸泡液成為含釩濃度4g/L以上的母液；釩酸鈣與硫酸發生復分解反應的反應式為
e、在步驟d獲得的母液中加NH4HCO3至母液Ph值為2-2.5，沉清后得到上清液；f、取重量百分比為5-10％的三辛胺、2-5％的混合醇、85-93％的磺化煤油混合成為萃取劑(最好為6.7％的三辛胺、3.3％的混合醇、90％的磺化煤油)，其中混合醇由庚醇、辛醇、壬醇混合而成，庚醇、辛醇、壬醇占混合醇的重量百分比分別為庚醇30-40％、辛醇30-40％、壬醇30-40％；g、將步驟e獲得的上清液與步驟f獲得的萃取劑按體積比4-5∶1的比例進行攪拌，然后靜止分層，進行至少一級逆流萃取，上層為含V2O5的萃取劑，下層為尾水，將含V2O5的萃取劑加重量百分比濃度為8％-12％(最好為10％)的Na2CO3反萃劑進行攪拌，然后靜止分層，下層為偏釩酸鈉溶液，上層為萃取劑；h、將步驟g獲得到的偏釩酸銨鈉溶液加入氨水混合至Ph值為6-8(最好為7)，用蒸汽加熱至75-85度(最好為80度)，冷卻后雜質離子沉淀除去，得到高純度偏釩酸鈉溶液；i、在高純度偏釩酸鈉溶液中加入用蒸汽溶解的高純度氯化銨溶液，其中氯化銨的質量為偏釩酸鈉溶液中五氧化二釩質量的1.2-1.8倍(最好為1.5倍)，經反應生成偏釩酸銨沉淀；其反應式為
j、將步驟i得到的偏釩酸銨用布包裹，用純凈水進行緩慢沖洗，然后甩干；k、步驟j得到的偏釩酸銨放入灼燒爐中，灼燒溫度500℃-600℃(最好為550℃)，灼燒時間7-9小時得到成品V2O5。
灼燒時首先釋放出氨，生成多釩酸銨，其反應式為
然后多釩酸銨進一步分解，釩被還原為4價，反應式為
在氧化性氣氛中4價釩轉化為5價，生成五氧化二釩，反應式為
權利要求
1.一種用石煤礦提取V2O5的方法，包括如下步驟a、將石煤礦石破碎，加入石灰石，放入脫炭爐中，在石灰燒制過程中石煤礦石脫碳，得到生石灰和脫碳礦石；b、將步驟a獲得的脫碳礦石與該礦石重量的6％-15％的生石灰一起粉碎至100-200目，再經預濕成球機制成直徑為8mm-18mm的生料球；c、將生料球放入平爐中進行增氧焙燒，焙燒溫度為750-980℃，焙燒時間1-3小時，成為熟料球；d、把熟料球浸入到濃度為3-5％的稀硫酸浸液中，直至浸泡液成為含釩濃度為4g/L以上的母液；e、在母液中加NH4HCO3至母液Ph值為2-2.5，沉清后得到上清液；f、取重量百分比為5-10％的三辛胺、2-5％混合醇、85-93％的磺化煤油混合成為萃取劑，其中混合醇由庚醇、辛醇、壬醇混合而成，庚醇、辛醇、壬醇占混合醇的重量百分比分別為庚醇30-40％、辛醇30-40％、壬醇30-40％；g、將步驟e獲得的上清液與步驟f獲得的萃取劑按體積比4-5∶1的比例進行攪拌，然后靜止分層，進行至少一級逆流萃取，上層為含V2O5的萃取劑，下層為尾水，將含V2O5的萃取劑加重量百分比濃度為8％-12％的Na2CO3反萃劑進行攪拌，然后靜止分層，下層為偏釩酸鈉溶液，上層為萃取劑；h、將步驟g獲得到的偏釩酸鈉溶液加入氨水混合至Ph值為6-8，用蒸汽加熱至75-85度，冷卻后雜質離子沉淀除去，得到高純度偏釩酸鈉；i、在高純度偏釩酸鈉溶液中加入用蒸汽溶解的高純度氯化銨溶液，其中氯化銨的質量為偏釩酸鈉溶液中五氧化二釩質量的1.2-1.8倍，經反應生成偏釩酸銨沉淀；j、將步驟i得到的偏釩酸銨用布包裹，用純凈水進行緩慢沖洗，然后甩干；k、將步驟j得到的偏釩酸銨放入灼燒爐中，灼燒溫度500℃-600℃，灼燒時間7-9小時得到成品V2O5。
全文摘要
本發明公開了一種用石煤礦提取V
文檔編號C01G31/02GK1974409SQ20061013687
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月15日 優先權日2006年12月15日
發明者張偉峰 申請人:張偉峰