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无污染提钒工艺新技术

2019-02-21   
    一、酸法提取五氧化二钒工艺
    (一)工艺流程
    矿石破碎→球磨→酸浸→固液别离→预处理→萃取反萃取沉钒→红钒热解→五氧化二钒。
    石煤钒矿石破碎后湿式球磨至粒度-60目占80%以上,然后用占矿石质量15%的硫酸接连拌和,温度85℃,液固体积质量比(0.85~1):1,钒以四价方式转入溶液。固液别离后,矿渣堆积,溶液预处理后,以P 204+ TBP +磺化火油为萃取剂,经7级箱式半逆流萃取,然后用1~1. 5mol/L的硫酸5级反萃取,得到质量浓度80~120 g/L的含钒溶液,加热氧化沉积得红钒(),红钒于550℃下加热分化得五氧化二钒。
    (二)工艺原理及运用
    陕西山阳县境内的石煤钒矿石中的钒一部分在云母中以类质同象方式置换六次配位的三价铝而存在于云母晶格中{云母分子式为K (Al,V)2[AlSi3O10](OH)2},若从云母中浸出钒有必要损坏云母结构,故这部分钒难于浸出。直接用酸损坏云母结构,即在必定温度和酸度下,让氢离子进入云母晶格中置换A13+,使离子半径发生变化,将钒释放出来。钒被氧化成四价后用酸溶解,反应式为:
(V2O3)·x+2H2SO4+1/2O2→
V2O2(SO4)2+4H2O+x,
V2O2(OH)4+2H2SO4→
 
V2O2(SO4)2+4H2O,
    得到的是蓝色的溶液,通过后续处理得五氧化二钒产品。
    该工艺在陕西山阳县10余家钒加工厂得到广泛运用,总收率达65%~71%,出产成本操控在5.5~6.8万元/t。出产废水中的Fe2+,Fe3+、A13+等金属离子通过氧化、沉积、过滤、弄清去除,态氮通过调pH、加热、吹脱可除掉90%,废水可循环运用;出产进程中不发生有害气体,对大气无污染。
    二、无盐焙烧提取五氧化二钒工艺
    (一)工艺流程
    矿石破碎→烘干→球磨→无盐焙烧→酸浸→固液别离→预处理→萃取反萃取→沉积→红钒热解→五氧化二钒。
    石煤钒矿石经破碎、烘干、球磨后,粒度-60目占80%以上。在850~950 ℃下焙烧2~4 h后,用占矿石质量15%的硫酸在85℃下接连拌和,液固体积质量比(1~1.5):1,使钒以四价、五价方式转入溶液。固液别离后,渣堆积,溶液经氧化中和预处理后,选用箱式萃取器3级逆流萃取钒,萃取剂为N235++磺化火油,然后用NaOH溶液3级反萃取,得钒质量浓度80~90g/L的含钒溶液。溶液加热并加氯化铵拌和,冷却过滤得。在550℃下焙烧得五氧化二钒产品。
    (二)工艺原理及运用
    焙烧是损坏石煤钒矿石矿藏结构的有效途径之一。部分区域的石煤钒矿石通过850~950℃焙烧后,能够脱去大部分碳质物,并使矿藏晶格损坏。焙烧进程中,空气中的氧直接将三价钒氧化为可酸溶的四价钒和五价钒,用酸浸出能够将钒转入溶液。
    对湖南益阳、岳阳区域和陕西商南县等地的石煤钒矿石进行无盐焙烧及酸浸实验,钒总收率为55%~60%,出产成本可操控在5.8~7万元/t。工艺废水处理后可循环运用,焙烧时不加任何添加剂,不发生严峻污染环境的废气,对大气无污染,是一项清洁的出产工艺。
    三、钙化焙烧提取五氧化二钒工艺
    (一)工艺流程
    石煤钒矿石破碎→烘干→球磨→加钙盐制球焙烧→酸浸→固液别离→萃取反萃取(或离子交流)→沉积→热解→五氧化二钒。
    石煤钒矿石经破碎、烘干、球磨,粒度-80目占90%以上,加石灰石或许石灰混合制球,球粒在900~950℃下焙烧3~4 h,用1%~3%的硫酸二次间歇浸出,操控液固体积质量比(2~3):1。液固别离后,矿渣堆积,溶液中钒质量浓度2~4 g/L。可选用萃取-反萃取工艺(同无盐焙烧工艺),也可选择离子交流工艺从溶液中富集钒。选用离子交流工艺时,树脂可选择D290强碱性大孔阴离子树脂,溶液pH=2. 5时,D290树脂的交流容量为212.3 mg/mL湿树脂;溶液pH为2~3时,交流速度为0. 03~0. 04 mL/(min·mL湿树脂),淋洗剂选用40 g/L NaOH+80 g/LNaCl,流速为0. 03 ~ 0. 04 mL/ (min·mL湿树脂),解吸液均匀钒质量浓度为30~45 g/L。调pH至9左右,参加氯化铵,加热拌和,静置,过滤,洗刷,固体在550℃下焙烧得五氧化二钒产品。
    (二)工艺原理及运用
石煤钒矿石钙化焙烧是将石灰或许石灰石按必定份额添加到矿石中,混合后进行氧化焙烧,使矿石中的钒氧化并生成钒酸钙。化学反应式为:
V2O3+O2= V2O5
V2O5+CaCO3=Ca(VO3)2CO2↑
    在1%~3%的硫酸溶液中,钒以钒酸方式转入溶液,钙以硫酸钙方式沉积与溶液别离,含钒溶液进入后续工序提取钒。
    钙化焙烧提取五氧化二钒工艺无污染,已在湖南、湖北、重庆、贵州、甘肃、河南、新疆、陕西等地的石煤钒矿进行工艺实验并建厂投产,总收率达55%~70%,出产成本在5.5~6.8万元/ t。该工艺选用低酸浸出,交流余液和沉钒母液可循环运用。处理树脂的碱性洗水经717树脂吸附收回钒后与处理树脂的酸性洗水混合,经石灰中和后合格排放。石灰石在焙烧进程中有固硫效果,因而出产进程中发生的气体主要为CO2,无有害气体,对大气没有污染。