一种从云母型含钒石煤中浸出钒的方法

摘要

本发明涉及一种从云母型含钒石煤中浸出钒的方法。其技术方案是：将云母型含钒石煤破碎，细磨，得到石煤粉料；将所述石煤粉料与体积浓度为18~20%的硫酸溶液按液固比为1500~1700L/吨进行调浆，得到混合矿浆；向所述混合矿浆加入浸出添加剂，所述浸出添加剂中硫酸根离子的物质的量与所述混合矿浆中石煤粉料的质量之比为200~400mol/吨；将加有浸出添加剂的混合矿浆给入加压反应釜，再通入氧气，在0.5~1.5MPa和140℃~170℃条件下浸出2~5h，得到酸浸浆；将所述酸浸浆进行固液分离，得到酸浸液和浸出渣。本发明具有提钒效率高和污染低的特点。

说明书

技术领域

本发明属于含钒石煤技术领域。具体涉及一种从云母型含钒石煤中浸出钒的方法。

背景技术

石煤作为我国一种重要的含钒资源，储量丰富，从含钒石煤中提取钒是获取钒的重要途径。云母型含钒石煤是一种原生石煤钒矿，以V（Ⅲ）为主赋存于云母类矿物的晶格结构中，V（Ⅳ）和V（Ⅴ）以游离氧化物吸附态形式存在。由于V（Ⅳ）和V（Ⅴ）处于氧化物游离态且溶于酸，故易于酸浸提取，而V（Ⅲ）则需要通过云母类矿物的结构溶解，才能得到良好的释放。

刘涛等（刘涛，黄俊，张一敏，黄晶．云母型含钒石煤酸浸提钒工艺研究[J]．矿冶工程，2014，34：364-367）在硫酸体积浓度35％、液固比1.5ml/g、浸出温度115℃和浸出时间为10h的条件下常压浸出云母型含钒石煤，钒浸出率达88.92%。“一种从含钒石煤中浸取钒的方法”（CN103421964A）专利技术，采用两段循环常压酸浸的方法浸取钒，浸出过程添加氟化物破坏云母类矿物结构，反应温度80℃~100℃，总浸出时间5~12h，钒浸出率达到75%~86%。“一种氧化剂协同硫酸浸取石煤中钒的工艺”（CN102899487A）专利技术，采用亚硝酸盐作为氧化剂协同硫酸浸钒，浸出时间1~15h，钒浸出率可达95%。因此，常压酸浸由于大气压的制约，反应温度不高。若保证高钒浸出率，则浸出时间长，同时浸出所添加的氟化物或氧化剂会产生环境危害。

“一种从含钒石煤矿中浸取钒的方法”（CN101481755A）专利技术，采用两段氧压酸浸的工艺，在氧气和硫酸的作用下浸取钒，但两段氧压酸浸时间较长，设备投资成本高。“在压力场下从石煤中氧化转化浸出钒的方法”（CN1904092A）专利技术，在氧压酸浸过程中加入氧化剂（氧气或空气），其对钒的直接转化效率低，浸出效果不显著。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种高效和低污染的从云母型含钒石煤中浸出钒的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是：

步骤一、将云母型含钒石煤破碎，细磨，得到石煤粉料；所述石煤粉料中粒径小于74μm的粉料占75~95wt%。

步骤二、将所述石煤粉料与体积浓度为18~20%的硫酸溶液按液固比为1500~1700L/吨进行调浆，得到混合矿浆。

步骤三、向所述混合矿浆加入浸出添加剂，所述浸出添加剂中硫酸根离子的物质的量与所述混合矿浆中石煤粉料的质量之比为200~400mol/吨。

步骤四、将加有浸出添加剂的混合矿浆给入加压反应釜，再通入氧气，在

0.5~1.5MPa和140℃~170℃条件下浸出2~5h，得到酸浸浆。

步骤五、将所述酸浸浆进行固液分离，得到酸浸液和浸出渣。

所述云母型含钒石煤中云母类矿物含钒量占总含钒量35~95wt%。

所述的浸出添加剂为可溶性硫酸盐类和硫酸氢盐类中的一类以上，所述浸出添加剂中含有的阳离子为钾、钠、铁、镁、铝、铜、锌离子中的一种以上。

由于采用上述方法，本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：

1、本发明通过引入外压力场，促使反应温度大幅提升（>120℃），使云母类矿物的晶格热振动增强，硫酸的反应活性提高，实现了V、尤其是V（Ⅲ）的高效释放。

2、本发明采用可溶性硫酸盐类和硫酸氢盐类中的一类或两类的混合物作为浸出添加剂，高温下SO₄^2-促进颗粒表面新相晶粒长大，产生局部应力变化，加快云母结构缝隙和裂纹的产生，并加快了高温下云母型含钒石煤中的云母类矿物溶解，提高了钒的转化速率，增大了提钒效率。经测定：浸出时间缩短至2~5h，钒浸出率即可达85.13~96.96%。

3、本发明采用的浸出添加剂常规易得，环境友好。故浸出过程污染低。

因此，本发明具有提钒效率高和污染低的特点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。

本具体实施方式所述的浸出添加剂为可溶性硫酸盐类和硫酸氢盐类中的一类以上，所述浸出添加剂中含有的阳离子为钾、钠、铁、镁、铝、铜、锌离子中的一种以上。实施例中不再赘述。

实施例1

一种从云母型含钒石煤中浸出钒的方法。所述方法的具体步骤是：

步骤一、将云母型含钒石煤破碎，细磨，得到石煤粉料；所述石煤粉料中粒径小于74μm的粉料占75~85wt%。

步骤二、将所述石煤粉料与体积浓度为18~20%的硫酸溶液按液固比为1500~1600L/吨进行调浆，得到混合矿浆。

步骤三、向所述混合矿浆加入浸出添加剂，所述浸出添加剂中硫酸根离子的物质的量与所述混合矿浆中石煤粉料的质量之比为200~300mol/吨。

步骤四、将加有浸出添加剂的混合矿浆给入加压反应釜，再通入氧气，在

0.5~1.0MPa和140℃~160℃条件下浸出2~3h，得到酸浸浆。

步骤五、将所述酸浸浆进行固液分离，得到酸浸液和浸出渣。

所述云母型含钒石煤中云母类矿物含钒量占总含钒量35~65wt%。

本实施例经测定：钒浸出率即可达85.13~90.01%。

实施例2

一种从云母型含钒石煤中浸出钒的方法。所述方法的具体步骤是：

步骤一、将云母型含钒石煤破碎，细磨，得到石煤粉料；所述石煤粉料中粒径小于74μm的粉料占80~90wt%。

步骤二、将所述石煤粉料与体积浓度为18~20%的硫酸溶液按液固比为1550~1650L/吨进行调浆，得到混合矿浆。

步骤三、向所述混合矿浆加入浸出添加剂，所述浸出添加剂中硫酸根离子的物质的量与所述混合矿浆中石煤粉料的质量之比为250~350mol/吨。

步骤四、将加有浸出添加剂的混合矿浆给入加压反应釜，再通入氧气，在

0.8~1.3MPa和145℃~165℃条件下浸出3~4h，得到酸浸浆。

步骤五、将所述酸浸浆进行固液分离，得到酸浸液和浸出渣。

所述云母型含钒石煤中云母类矿物含钒量占总含钒量50~80wt%。

本实施例经测定：钒浸出率即可达88.08~93.09%。

实施例3

一种从云母型含钒石煤中浸出钒的方法。所述方法的具体步骤是：

步骤一、将云母型含钒石煤破碎，细磨，得到石煤粉料；所述石煤粉料中粒径小于74μm的粉料占85~95wt%。

步骤二、将所述石煤粉料与体积浓度为18~20%的硫酸溶液按液固比为1600~1700L/吨进行调浆，得到混合矿浆。

步骤三、向所述混合矿浆加入浸出添加剂，所述浸出添加剂中硫酸根离子的物质的量与所述混合矿浆中石煤粉料的质量之比为300~400mol/吨。

步骤四、将加有浸出添加剂的混合矿浆给入加压反应釜，再通入氧气，在

1.0~1.5MPa和150℃~170℃条件下浸出4~5h，得到酸浸浆。

步骤五、将所述酸浸浆进行固液分离，得到酸浸液和浸出渣。

所述云母型含钒石煤中云母类矿物含钒量占总含钒量65~95wt%。

本实施例经测定：钒浸出率即可达91.02~96.96%。

本具体实施方式与现有技术相比所产生的有益效果是：

1、本具体实施方式通过引入外压力场，促使反应温度大幅提升（>120℃），使云母类矿物的晶格热振动增强，硫酸的反应活性提高，实现了V、尤其是V（Ⅲ）的高效释放。

2、本具体实施方式采用可溶性硫酸盐类和硫酸氢盐类中的一类或两类的混合物作为浸出添加剂，高温下SO₄^2-促进颗粒表面新相晶粒长大，产生局部应力变化，加快云母结构缝隙和裂纹的产生，并加快了高温下云母型含钒石煤中的云母类矿物溶解，提高了钒的转化速率，增大了提钒效率。经测定：浸出时间缩短至2~5h，钒浸出率即可达85.13~96.96%。

3、本具体实施方式采用的浸出添加剂常规易得，环境友好。故浸出过程污染低。

因此，本具体实施方式具有提钒效率高和污染低的特点。