(終稿)石煤釩礦石中提取五氧化二釩工藝綜述(鉭鈮工業(yè)進展)

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1、石煤釩礦石中提取五氧化二釩工藝綜述韓如旭米璽學（中色（寧夏）東方集團有限公司，寧夏石嘴山753000）摘要：介紹了幾種從石煤釩礦石中提取五氧化二釩的工藝流程及應用狀況，提出了應針對石煤釩礦資源的性質(zhì)選擇相應的工藝流程以獲得更好的經(jīng)濟效益和社會效益。關鍵詞：石煤釩礦石；五氧化二釩；提??；工藝石煤釩礦石是一種含碳質(zhì)的頁巖，主要形成于震旦紀、寒武紀、志留紀等古老地層中，為由藻菌類等低級生物、海綿及一些分類尚不明確的原始動植物在淺海還原環(huán)境下形成的變質(zhì)程度較高的黑色可燃礦產(chǎn)，主要特性是灰份高、密度大、熱值低、著火點高[1]。我國石煤資源分布于20多個

2、省區(qū)，尤以湖南、湖北、江西、浙江、陜西、廣西等省儲量較大[2]。石煤釩礦中的釩的賦存狀態(tài)及價態(tài)變化多樣，大部分以三價形式存在于云母類及高嶺石等粘土礦物中，部分取代硅氧八面體和鋁氧八面體中的Al3+、Ti3+和Fe3+等。部分形成鈦釩石榴石、鉻釩石榴石、砷硫釩銅礦等礦物，也有少量以金屬有機絡合物和絡陰離子呈吸附形式存在。隨著市場對五氧化二釩需求的增加，從石煤中提取五氧化二釩的工藝研究得到了快速發(fā)展，為含釩石煤資源的廣泛開發(fā)利用創(chuàng)造了條件。文章介紹了幾種從石煤中提取釩的濕法流程及應用狀況。1酸法提取五氧化二釩工藝1.1工藝流程酸法提取五氧化二釩的

3、工藝流程如下：礦石破碎→球磨→酸浸→固液分離→預處理→萃取反萃取沉釩→紅釩熱解→五氧化二釩。石煤釩礦石破碎后濕式球磨至粒度-60目占80%以上，然后用占礦石質(zhì)量15%的硫酸連續(xù)攪拌，溫度85℃，液固體積質(zhì)量比（0.85~1）∶1，釩以四價形式轉入溶液。固液分離后，礦渣堆放，溶液預處理后，以P204＋TBP＋磺化煤油為萃取劑，經(jīng)7級箱式半逆流萃取，然后用1~1.5mol/L的硫酸5級反萃取，得80~120g/L含釩溶液，加熱氧化沉釩得紅釩（多釩酸銨），于550℃下加熱分解紅釩得五氧化二釩。1.2工藝原理及應用陜西山陽縣境內(nèi)的石煤釩礦石中的釩一部

4、分在云母中以類質(zhì)同象形式置換六次配位的三價鋁而存在于云母晶格中（云母分子式為K（Al，V）2[AlSi3O10]（OH）2），若從云母中浸出釩必須破壞云母結構，故這部分釩難于浸出。直接用酸破壞云母結構，即在一定溫度和酸度下，讓氫離子進入云母晶格中置換Al3+，使離子半徑發(fā)生變化，將釩釋放出來。釩被氧化成四價后用酸溶解，反應式為：（V2O3）·X+2H2SO4+1/2O2→V2O2（SO4）2+2H2O+X，4V2O2（OH）4+2H2SO4→V2O2（SO4）2+4H2O,得到的是藍色的硫酸釩酰溶液[3]，經(jīng)過后續(xù)處理得五氧化二釩產(chǎn)品。該工藝

5、在陜西山陽縣10余家釩加工廠得到廣泛應用，總收率達65%~71%，生產(chǎn)成本控制在5.5~6.8萬元/t。生產(chǎn)廢水中的Fe2+、Fe3+、Al3+等金屬離子通過氧化、沉淀、過濾、澄清去除，氨態(tài)氮通過調(diào)pH、加熱、吹脫可除去90%，廢水可循環(huán)使用；生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生有害氣體，對大氣無污染。2無鹽焙燒提取五氧化二釩工藝2.1工藝流程無鹽焙燒提取五氧化二釩的工藝流程如下：礦石破碎→烘干→磨球→無鹽焙燒→酸浸→固液分離→預處理→萃取反萃取→沉釩→紅釩熱解→五氧化二釩。石煤釩礦石經(jīng)破碎、烘干、球磨后，粒度-60目占80%以上。在850~950℃下焙燒2~4

6、h后，用占礦石質(zhì)量15%的硫酸在85℃下連續(xù)攪拌，液固體積質(zhì)量比（1~1.5）∶1，使釩以四價、五價形式轉入溶液。固液分離后，渣堆放，溶液經(jīng)氧化中和預處理后，采用箱式萃取器逆流萃取釩，萃取劑為N235＋異戊醇＋磺化煤油，3級萃取，然后用NaOH溶液3級反萃取，得釩質(zhì)量濃度80~90g/L，的含釩溶液。溶液加熱并加氯化銨攪拌，冷卻過濾得偏釩酸銨。偏釩酸銨在550℃下焙燒得五氧化二釩產(chǎn)品[4]。2.2工藝原理及應用焙燒是破壞石煤釩礦石礦物結構的有效途徑之一。部分地區(qū)的石煤釩礦石經(jīng)過850~950℃焙燒后，可以脫去大部分碳質(zhì)物，并使礦物晶格破壞。焙

7、燒過程中，空氣中的氧直接將三價釩氧化為酸可溶的四價釩和五價釩，用酸浸出可以將釩轉入溶液。對湖南益陽、岳陽地區(qū)和陜西商南縣等地的石煤釩礦石進行無鹽焙燒及酸浸試驗，釩總收率為55%~60%，生產(chǎn)成本可控制在5.8~7萬元/t。工藝廢水處理后可循環(huán)使用，焙燒時不加任何添加劑，不產(chǎn)生嚴重污染環(huán)境的廢氣，對大氣無污染，是一項清潔的生產(chǎn)工藝。3鈣化焙燒提取五氧化二釩工藝3.1工藝流程石煤釩礦石破碎→烘干→球磨→加鈣鹽制球焙燒→酸浸→固液分離→萃取反萃?。x子交換）→沉釩→偏釩酸銨熱解→五氧化二釩。石煤釩礦石經(jīng)破碎、烘干、球磨，粒度-80目占90%以上，加

8、石灰石或者石灰混合制球，球粒在900~950℃下焙燒3~4h，用1%~3%的硫酸二次間歇浸出，液固體積質(zhì)量比（2~3）∶1。液固分離后，礦渣堆放，溶液中釩質(zhì)量濃度2