CN102912144A - 一种从含钒烟灰中浸出五氧化二钒的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从含钒烟灰中浸出五氧化二钒的方法，该方法以火力发电厂产出的含钒烟灰为原料，首先控制烟灰含水质量百分比3~8%，再配入烟灰重量3~8%的硫酸钠，然后加入烟灰重量15~30%的浓硫酸进行熟化，熟化时间为12~48小时，熟化料用水浸出2~10小时，浸出液固比ml/g在1.5:1~3:1之间，浸出反应在85~100℃温度范围内进行，烟灰中钒浸出率大于80%，铁浸出率小于5%。该工艺可以实现铁的控制浸出，具有流程短，钒浸出率高，铁浸出率低等优点。

Description

一种从含钒烟灰中浸出五氧化二钒的方法

技术领域

本发明属有色金属冶金技术领域，具体涉及一种硫酸熟化水浸法从含钒烟灰中浸出五氧化二钒的方法。

背景技术

钒的熔点很高，常与铌、钽、钨、钼并称为难熔金属。钒具有良好的延展性，质坚硬，耐盐酸和硫酸的性能，并且在耐气-盐-水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好。因此钒在冶金、化工、钢铁的行业具有十分广泛的用途。随着我国现代化建设的高速发展，钒及其化合物的需求量越来越大。

我国钒资源主要蕴藏于钒钛磁铁矿和石煤钒矿中。我国南方石煤钒矿分布较广泛，石煤储量为618.8亿吨，蕴藏于石煤中的V₂O₅储量为11797万吨，其中V₂O₅品位≥0.5%的储量为7707.5万吨，是我国钒钛磁铁矿中V₂O₅储量的2.7倍。因此，从石煤中提钒成为了我国利用钒资源的一个重要发展方向。

石煤钒矿的热值通常在1500千卡/kg以上，因此，从资源的综合利用角度考虑，首先将石煤钒矿燃烧发电，再从发电厂烧渣和锅炉烟灰中提取钒是比较合理的办法。由于石煤钒矿在燃烧过程中，钒会在锅炉烟灰中富集，对含钒较低的石煤钒矿，从锅炉烟灰中提取钒是比较合理的。

中国专利 CN 200910100872.4公开了一种含钒石煤灰渣的焙烧方法：首先向含钒石煤灰渣中加入质量1~5%的氯化钠、质量2~7%的氟化钙和质量10~15%的碳酸钙，混匀磨细至80~150目得到生料粉，之后在生料粉中加入质量5~40%的水，拌匀后与800~900℃下焙烧0.5~3h，得到的焙砂用稀酸浸出。该发明钒回收率较高，流程简单，成本低，但是存在下列几个问题：

1、焙烧不均匀，转化率有波动，质量不稳定；

2、生料本身不发热，焙烧耗能较高；

3、氯化物、氟化物焙烧会对环境造成一定的污染；

4、杂质元素铁的浸出率高，不利于后续钒的回收。

中国专利公开号CN102260792A中公布了一种含钒石煤加浓硫酸及添加剂堆浸的方法，该方法要求筑堆矿粉厚度不小于2米，反应周期2~5天，反应结束的矿粉进行水浸。该方法存在反应周期长，筑堆难度大，不能开展大规模的连续生产，生产工艺指标难控制，产品质量不稳定等因素。

传统的焙烧工艺资源利用率低，环境污染大，已逐步被淘汰。利用硫酸浸出提钒是石煤发展的方向。钒在石煤中赋存状态复杂，钒以多种价态氧化物存在，直接酸浸时必须加入20~40%的浓硫酸才能使包裹在矿粒深部的钒转价浸出。但随之伴生的问题是浸出液中的残酸过高，铁浸出率高，在后续的处理时需加入大量的碱中和，酸、碱消耗量大，成本高，钒夹带损失严重。因此，在保证钒高回收率的同时，抑制铁的浸出且降低试剂消耗是实现含钒烟灰高值利用的关键。

发明内容

本发明的目的是针对前述工艺的不足，提供一种能大规模连续生产，缩短浸出周期，在提高钒浸出率的同时、抑制铁浸出的一种含钒烟灰提钒技术。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种从含钒烟灰中浸出五氧化二钒的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）干燥/增湿：通过对含钒烟灰加入水或者干燥的方式，将该含钒烟灰的含水量控制在一定范围内；

（2）硫酸熟化：往经过步骤（1）处理后的含钒烟灰中配入一定量的硫酸钠并加入一定量的浓硫酸，熟化一定时间，得到熟化料；

（3）搅拌水浸：将上述熟化料在水中搅拌浸出，控制一定的液固比 ml/g、浸出温度、浸出时间和浸出终点pH值。

根据上述的方法，其特征在于：步骤（1）中含钒烟灰控制含水质量百分含量为3~8%。

根据上述的方法，其特征在于：步骤（2）中硫酸钠的加入量为所述含钒烟灰重量的3~8%。

根据上述的方法，其特征在于：步骤（2）中硫酸为质量百分比93~98%的浓硫酸，加入量为含钒烟灰质量的15~30%。

根据上述的方法，其特征在于：步骤（2）中熟化时间12~48h。

根据上述的方法，其特征在于：步骤（3）中浸出液固比 ml/g为1.5:1~3:1，浸出温度为85~100℃，浸出时间为2~10h，浸出终点pH值为1~2。

本发明的有益效果：

1.本发明利用硫酸遇水放热的特点，将熟化料堆积保存热量，不再消耗外界能量即可达到150~180℃的熟化温度，节省了能源消耗，同时也避免了焙烧带来的有害气体污染；

2.本发明中，硫酸钠的加入使烟灰中铁的浸出得到抑制，铁的浸出率小于5%，从而使浸出液更加纯净，容易处理。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

本发明的从含钒烟灰中浸出五氧化二钒的方法是以火力发电厂产出的含钒烟灰为原料，首先控制烟灰含水3~8%，再配入烟灰重量3~8%的硫酸钠，然后加入烟灰质量15~30%的浓硫酸进行熟化，熟化时间为12~48小时，熟化料用水浸出2~10小时，浸出液固比 ml/g在1.5:1~3:1之间，浸出反应在85~100℃温度范围内进行，烟灰中钒浸出率大于80%，铁浸出率小于5%。

下面结合具体实例，对本发明进行进一步说明：

实施例1：

参见附图1，取来自湖北十堰某地的含钒烟灰1000g，控制物料含水质量百分比5%，混入60g硫酸钠，然后加入120ml 98%的浓硫酸并混合均匀，测得物料升温至152℃，随后将物料放置于密封盒内，熟化24小时后得熟化料，取出熟化料后将其敲碎，采用液固比 ml/g2:1、95℃条件下水浸6小时。实验测得钒浸出率85.09%（渣计），铁浸出率2.63%（渣计），浸出液中含钒3.39g/L，含铁0.52g/L。

实施例2：

取来自湖南益阳某地的含钒烟灰1000g，控制物料含水质量百分比6%，混入50g硫酸钠，然后加入134ml 98%的浓硫酸混匀熟化，测得物料升温至163℃，随后将物料放置于密封盒内，熟化48小时后得熟化料，取出熟化料后将其敲碎，采用液固比 ml/g1.8:1、90℃条件下水浸6小时。实验测得钒浸出率82.49%（渣计），铁浸出率3.51%，浸出液中含钒4.23g/L，含铁0.43g/L。

实施例3：

取来自湖南怀化某地的含钒烟灰1000g，控制物料含水质量百分比5%，混入60g硫酸钠，然后加入82ml 98%的浓硫酸混匀熟化，测得物料升温至161℃，随后将物料放置于密封盒内，熟化36小时后得熟化料，取出熟化料后将其敲碎，采用液固比 ml/g1.5:1、100℃条件下水浸4小时。实验测得钒浸出率81.12%（渣计），铁浸出率1.85%，浸出液中含钒4.65g/L，含铁0.31g/L。

实施例4：

取来自湖北十堰某地的含钒烟灰1000g，控制物料含水质量百分比3%，混入30g硫酸钠，然后加入130ml 93%的浓硫酸混匀熟化，测得物料升温至165℃，随后将物料放置于密封盒内，熟化48小时后得熟化料，取出熟化料后将其敲碎，采用液固比 ml/g1.5:1、85℃条件下水浸10小时。实验测得钒浸出率81.62%（渣计），铁浸出率1.89%，浸出液中含钒4.35g/L，含铁0.38g/L。

实施例5：

取来自湖南怀化某地的含钒烟灰1000g，控制物料含水质量百分比8%，混入80g硫酸钠，然后加入165ml 93%的浓硫酸混匀熟化，测得物料升温至155℃，随后将物料放置于密封盒内，熟化12小时后得熟化料，取出熟化料后将其敲碎，采用液固比 ml/g3:1、100℃条件下水浸2小时。实验测得钒浸出率81.92%（渣计），铁浸出率1.92%，浸出液中含钒4.67g/L，含铁0.41g/L。

Claims (6)

1.一种从含钒烟灰中浸出五氧化二钒的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）干燥/增湿：通过对含钒烟灰加入水或者干燥的方式，将该含钒烟灰的含水量控制在一定范围内；

（2）硫酸熟化：往经过步骤（1）处理后的含钒烟灰中配入一定量的硫酸钠并加入一定量的浓硫酸，熟化一定时间，得到熟化料；

（3）搅拌水浸：将上述熟化料在水中搅拌浸出，控制一定的液固比 ml/g、浸出温度、浸出时间和浸出终点pH值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中含钒烟灰控制含水质量百分含量为3~8%。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中硫酸钠的加入量为所述含钒烟灰重量的3~8%。

4.根据权利1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中硫酸为质量百分比93~98%的浓硫酸，加入量为含钒烟灰质量的15~30%。

5.根据权利1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中熟化时间12~48h。

6.根据权利1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中浸出液固比 ml/g为1.5:1~3:1，浸出温度为85~100℃，浸出时间为2~10h，浸出终点pH值为1~2。

Images