專利名稱：石灰乳中和法酸浸萃取提釩工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于金屬物質的制備技術領域，涉及一種從含釩石煤礦中提取五氧化二釩(V2O5)的工藝。

背景技術：
釩是在工業上用途很廣的高熔點稀有金屬之一，具有很多優良性能。傳統的從含釩石煤礦中提取五氧化二釩的工藝大都采用鈉化焙燒，該工藝勞動強度大、能耗高、釩的收率低、廢氣污染嚴重。針對上述問題，本領域目前有一些企業采用酸浸-萃取工藝從石煤礦中提取五氧化二釩，其主要工藝流程如下原礦-破碎-篩分-球磨-硫酸浸出-通過五級濃密洗滌(生產線)或帶式過濾機(生產線)進行固液分離-分離后的濃密底流或濾餅經石灰乳中和后送尾礦庫-濾液和洗水經過鐵屑或硫代硫酸鈉還原-氨水中和-檢查過濾-溶劑萃取-強酸反萃取-反萃取液加入氯酸鈉氧化后再加入氨水不解沉釩-過濾后濾液返回浸出釩酸氨-熱解后得到五氧化二釩。該工藝雖解決了鈉化焙燒工藝存在的能耗高、釩回收率低及廢氣污染問題，但由于其對NH3-N、SO4沒有處理方案，尤其是該工藝中要先用大量的硫酸浸出，再用氨水中和，又用氨水沉釩，一個具有三條生產線日處理礦石900噸的選冶廠，每月要消耗380多噸液氨，致使尾水中NH3-N含量大大超標，環境污染問題依然沒有得到有效解決。近年來，隨著國家對環境保護工作的日益重視，政府部門對企業的環保工作也已有明確的要求，在此背景下，采用酸浸-萃取工藝如何提高釩的收率、降低NH3-N指標，進而達到提高企業經濟效益并防止環境污染的目的，已成為迄今眾多釩礦生產企業致力研究的主要技術課題。


發明內容
本發明的目的在于對現有技術特別是酸浸-萃取工藝技術存在的問題加以解決，進而提供一種工藝流程合理、釩萃取回收率高、能耗低、生產成本低、易于操作、經濟效益和環境保護效果好的石灰乳中和法酸浸萃取提釩工藝。
用于實現上述發明目的而提供的石灰乳中和法酸浸萃取提釩工藝包括如下的工藝步驟將含釩石煤礦粉碎后過篩為≤20mm的顆塊，將篩分物送入球磨機磨制成-60目的粒料，將粒料浸入到濃度為50％、酸度為1.1～1.4N的硫酸溶液中浸泡18～24小時，得到浸出礦漿，之后，針對用濃密機洗滌完成固液分離的生產線和用帶式過濾機完成固液分離的生產線，對硫酸掖浸出礦漿采用相應不同的中和處理提釩工序，其中 1、對采用濃密機洗滌完成固液分離的生產線，通過濃密機對浸出礦漿進行五級濃密、洗滌分離，分離后的濃度為40％的底流礦漿經石灰乳中和處理后送尾礦庫，溢流上清液用12％～15％的石灰乳加以中和至PH＝2.2～2.5，再通過單級濃密機對中和液進行單級濃密固液分離，分離后的溢流經還原后用燒堿(NaOH)微調至PH＜2.7，用P204萃取劑對調節PH后的液體進行萃取，接觸時間為25～40分鐘，得到負載有機相，再經3N的硫酸溶液反萃取，得到高濃度含釩溶液，利用氯酸鈉對含釩溶液氧化后，再用氨水沉淀獲得釩酸銨，最后將釩酸銨熱解后得到五氧化二釩成品； 2、對采用帶式過濾機完成固液分離的生產線，將硫酸浸出礦漿用12％～15％的石灰乳加以中和至PH＝2.2～2.5，通過帶式過濾機對中和礦漿進行過濾洗滌，過濾洗滌后的濾餅經石灰乳中和至PH＞8后送尾礦庫，過濾澄清液還原后用燒堿(NaOH)微調至PH＜2.7，用P204萃取劑對調節PH后的液體進行萃取，接觸時間為25～40分鐘，得到負載有機相，再經3N的硫酸溶液反萃取，得到高濃度含釩溶液，利用氯酸鈉對含釩溶液氧化后，再用氨水沉淀獲得釩酸銨，最后將釩酸銨熱解后得到五氧化二釩成品。
與現有技術相比，本發明對用濃密機洗滌完成固液分離的生產線采用石灰乳中和上清液及底流礦漿，然后再用單級高效密機固液分離，濾餅返回濃密池中，既替代了氨水，也不會造成釩的損失；另外對用帶式過濾機完成固液分離的生產線也采用石灰乳中和礦漿后再進入帶式過濾機的方式，同樣既替代了氨水，也不會造成釩的損失。這樣就從源頭上治理了NH3-N，加快了萃取速度，提高了萃取率和生產效益，同時也有效地防止了環境污染，廢水回用成為現實(試驗證明回用水中NH3-N影響浸出率，長期循環系統中NH3-N飽和后，浸出率會降低30％以上)，達到國家對企業的環保要求，實現了企業生產的可持續發展。
目前，本發明申請人已對現有的酸浸-萃取工藝生產線作出改建，用于石灰乳中和法提釩試驗，機組經運行，各項指標均有明顯改善。通過相關試驗，本發明所述提釩工藝與現有酸浸-萃取工藝的主要技術指標對比如下(1)、酸浸-萃取工藝用氨水中和上清液使PH達2.5的單耗為64kg/t礦石(氨水濃度按25％計，也就是說每噸礦石要消耗16kg液氨)，用12％～15％的石灰乳中和上清液使PH達2.5的單耗為232～270kg/t礦石，用12％～15％的石灰乳中和礦漿系統中石灰乳單耗增加232～270kg/t礦石(減去尾礦中和消耗石灰乳)，石灰含Ca按50％計(實際上均大于50％)，其單耗則為69.6～70.2kg/t礦石；(2)、上清液用石灰乳中和后渣產率為8.3％～8.8％(按礦石量計)，渣在常溫下用自來水洗滌后，渣含釩＜0.02g/L，中和礦漿渣產率也增加8.3％～8.8％，且濾餅含釩達到外排指標；(3)、石灰乳中和的上清液，經還原工藝萃取，萃取率有顯著提高，且萃取速度加快，無負面影響。
綜上所述，本發明所述提釩工藝首先解決了尾礦廢水的NH3-N超標問題，其次降低了生產成本。液氨目前市面上單價為每噸2700元(人民幣，下同)，石灰市面上單價為每噸280元，企業按日處理礦石900噸計，如用液氨中和每天單項成本為38880元，用石灰乳中和每天單項成本為18144元，日節約20738元。再次，用石灰乳中和消除了尾液中的銨離子，降低了上清液中陰離子濃度，加快了萃取速度，提高了萃取率和生產效益。

具體實施例方式 以下將結合實施例對本發明內容做進一步描述。
實施例一 采用濃密機洗滌生產線通過石灰乳中和法酸浸萃取提釩工藝包括如下的工藝步驟將含釩石煤礦粉碎后過篩為≤20mm的顆塊，將篩分物送入球磨機磨制成-60目的粒料，將粒料浸入到濃度為50％、酸度為1.1～1.4N的硫酸溶液中浸泡20小時，得到浸出礦漿，通過濃密機對浸出礦漿進行五級濃密、洗滌分離，分離后的濃度為40％的底流礦漿經石灰乳中和處理后送尾礦庫，溢流上清液用12％～15％的石灰乳加以中和至PH＝2.2～2.5，再通過單級濃密機對中和液進行單級濃密固液分離，分離后的溢流經還原后用燒堿微調至PH＜2.7，用P204萃取劑對調節PH后的液體進行萃取，接觸時間為30分鐘，得到負載有機相，再經3N的硫酸溶液反萃取，得到高濃度含釩溶液，利用氯酸鈉對含釩溶液氧化后，再用氨水沉淀獲得釩酸銨，最后將釩酸銨熱解后得到五氧化二釩成品。
實施例二 采用帶式過濾機生產線通過石灰乳中和法酸浸萃取提釩工藝包括如下的工藝步驟將含釩石煤礦粉碎后過篩為≤20mm的顆塊，將篩分物送入球磨機磨制成-60目的粒料，將粒料浸入到濃度為50％、酸度為1.1～1.4N的硫酸溶液中浸泡20小時，得到浸出礦漿，將硫酸浸出礦漿用12％～15％的石灰乳加以中和至PH＝2.2～2.5，通過帶式過濾機對中和礦漿進行過濾洗滌，過濾洗滌后的濾餅經石灰乳中和至PH＞8后送尾礦庫，過濾澄清液還原后用燒堿微調至PH＜2.7，用P204萃取劑對調節PH后的液體進行萃取，接觸時間為30分鐘，得到負載有機相，再經3N的硫酸溶液反萃取，得到高濃度含釩溶液，利用氯酸鈉對含釩溶液氧化后，再用氨水沉淀獲得釩酸銨，最后將釩酸銨熱解后得到五氧化二釩成品。
權利要求
1、一種石灰乳中和法酸浸萃取提釩工藝，其特征在于包括如下的工藝步驟將含釩石煤礦粉碎后過篩為≤20mm的顆塊，將篩分物送入球磨機磨制成-60目的粒料，將粒料浸入到濃度為50％、酸度為1.1～1.4N的硫酸溶液中浸泡18～24小時，得到浸出礦漿，其后
1.1通過濃密機對浸出礦漿進行五級濃密、洗滌分離，分離后的濃度為40％的底流礦漿經石灰乳中和處理后送尾礦庫，溢流上清液用12％～15％的石灰乳加以中和至PH＝2.2～2.5，再通過單級濃密機對中和液進行單級濃密固液分離，分離后的溢流經還原后用燒堿微調至PH＜2.7，用P204萃取劑對調節PH后的液體進行萃取，接觸時間為25～40分鐘，得到負載有機相，再經3N的硫酸溶液反萃取，得到含釩溶液，利用氯酸鈉對含釩溶液氧化后，再用氨水沉淀獲得釩酸銨，最后將釩酸銨熱解后得到五氧化二釩成品；或
1.2對硫酸浸出礦漿用12％～15％的石灰乳加以中和至PH＝2.2～2.5，通過帶式過濾機對中和礦漿進行過濾洗滌，過濾洗滌后的濾餅經石灰乳中和至PH＞8后送尾礦庫，過濾澄清液還原后用燒堿微調至PH＜2.7，用P204萃取劑對調節PH后的液體進行萃取，接觸時間為25～40分鐘，得到負載有機相，再經3N的硫酸溶液反萃取，得到含釩溶液，利用氯酸鈉對含釩溶液氧化后，再用氨水沉淀獲得釩酸銨，最后將釩酸銨熱解后得到五氧化二釩成品。
全文摘要
本發明涉及一種從石煤釩礦中提取五氧化二釩的工藝，包括采用濃密機生產線的石灰乳中和法酸浸萃取提釩工藝和采用帶式過濾機生產線的石灰乳中和法酸浸萃取提釩工藝，前者采用原料粉碎、球磨、硫酸浸出、五級濃密洗滌分離、溢流用石灰乳中和、單級濃密固液分離、溢流還原、調節pH、萃取、反萃取、含釩溶液氧化、氨水沉淀、熱解等工序得到五氧化二釩成品，后者采用原料粉碎、球磨、硫酸浸出、礦漿用石灰乳中和、過濾洗滌、濾液澄清還原、調節pH、萃取、反萃取、含釩溶液氧化、氨水沉淀、熱解等工序得到五氧化二釩成品。本發明解決了原酸浸-萃取提釩工藝存在的尾礦廢水NH3-N超標問題，具有釩回收率高、生產成本低、經濟效益和環保效果好等優點。
文檔編號C22B3/26GK101580902SQ20081001823
公開日2009年11月18日 申請日期2008年5月16日 優先權日2008年5月16日
發明者谷利君, 戴子林, 張世貴, 尤衛政, 許世恭, 郝方彬 申請人:陜西五洲礦業有限公司, 廣州有色金屬研究院