一種余酸回收利用的石煤釩礦浸出工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金礦產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種余酸回收利用的石煤釩礦浸出工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)絕大多數(shù)石煤中的釩主要賦存于云母類粘土礦物中，并且絕大部分以V(III)形式存在于粘土礦物夾心層中，部分取代Al (III)，這種硅鋁酸鹽結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，通常石煤中V(III)難以被水、酸或堿溶解；在石煤原生樣中V(IV)存在甚少。石煤提釩的基本原理為:通過(guò)浸出使釩由固相(石煤或石煤焙燒渣)進(jìn)入到液相(浸出液)中，采用萃取或離子交換等手段使釩富集后，利用沉淀和結(jié)晶技術(shù)，使釩由液相轉(zhuǎn)化為固相，煅燒后得到五氧化二釩產(chǎn)品。從工藝流程來(lái)看，涉及到焙燒、浸出、富集(萃取或離子交換)和沉釩四個(gè)工藝步驟，這四個(gè)步驟的效率決定了釩總回收率的高低。萃取、離子交換和沉釩三個(gè)工藝步驟在技術(shù)上相對(duì)較為成熟，釩損失不大，因此，釩浸出率的高低成為釩總回收率的關(guān)鍵決定因素。
[0003]目前提高釩浸出率的方法主要有兩種，一種是對(duì)釩礦進(jìn)行焙燒預(yù)處理，而后進(jìn)行酸浸或者堿浸；另一種是高溫高酸直接浸出。這兩種方法的選用取決于石煤礦中釩的存在形式。石煤中的釩主要是以類質(zhì)同相形式賦存于釩云母、水云母、黑云母、白云母和伊利石等云母類礦物中，其次是以吸附狀態(tài)賦存于一些有機(jī)碳質(zhì)礦物中。石煤礦中釩如果主要以云母類礦物為主要賦存形式時(shí)，就采用焙燒預(yù)處理一浸出工藝；如果釩主要以有機(jī)碳質(zhì)為主要賦存形式時(shí)，就采用高溫高酸直接浸出工藝。
[0004]石煤焙燒預(yù)處理方法主要有鈉鹽焙燒、氧化焙燒和鈣化焙燒，鈉鹽焙燒方法主要是焙燒過(guò)程中加入鈉鹽，將石煤礦中難浸出的低價(jià)釩轉(zhuǎn)變?yōu)橐捉龅母邇r(jià)釩酸鈉。氧化焙燒是焙燒過(guò)程中利用空氣中的氧將石煤礦中的低價(jià)釩轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià)的v205。鈣鹽焙燒是是將釩轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià)的釩酸鈣。在焙燒過(guò)程中，除了釩的價(jià)態(tài)和存在形式轉(zhuǎn)變以外，礦物中的云母類礦物的結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生變化，使釩的類質(zhì)同相結(jié)構(gòu)得到破壞。
[0005]目前焙燒法均采用燃料進(jìn)行加熱，消耗大量的燃料，同時(shí)排放出大量的有毒廢氣和廢渣，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
[0006]石煤高溫高酸直接浸出工藝主要適用于以吸附狀態(tài)為主要賦存形式的石煤釩礦，對(duì)以類質(zhì)同相為主要賦存狀態(tài)的釩礦基本不適用，該方法對(duì)礦物的適應(yīng)性比較差。另外該方法浸出過(guò)程酸耗較高，通常酸耗在15-20%范圍內(nèi)，而且后續(xù)工序中，需要用大量的石灰進(jìn)行中和，生產(chǎn)成本較大。但該工藝最大的優(yōu)點(diǎn)是:沒有大氣污染，廢水經(jīng)過(guò)處理后可以循環(huán)利用，環(huán)保低碳，工藝流程短。
[0007]石煤釩礦全濕法硫酸浸出萃取提釩工藝，是在高溫、高酸的條件下進(jìn)行，為保證釩的浸出率，浸出體系須保證足夠的酸度，工藝過(guò)程中硫酸的用量很大，浸出后浸出液中含有大量的余酸，這是造成工藝高酸耗的根本原因，工藝成本也很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種余酸回收利用的石煤釩礦浸出工藝，其在保證浸出率的前提下，大大降低了硫酸的用量，節(jié)約了成本，減少了對(duì)環(huán)境的危害。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種余酸回收利用的石煤釩礦浸出工藝，依次經(jīng)過(guò)破碎磨礦、高硫酸浸出、固液分離、余酸循環(huán)利用、中和、萃取與反萃取及沉釩步驟，最終得到偏釩酸銨產(chǎn)品；其中沉釩步驟中的母液返回固液分離結(jié)束環(huán)節(jié)循環(huán)進(jìn)行中和、萃取與反萃取及沉釩步驟；固液分離的浸出渣和萃取與反萃取生成的萃取水進(jìn)行污水中和后進(jìn)入尾礦庫(kù)；其特殊之處在于:所述破碎磨礦與高硫酸浸出之間還包括帶式過(guò)濾和濾餅制漿，所述帶式過(guò)濾設(shè)置于濾餅制漿之前；所述固液分離包括按先后順序排列的I級(jí)濃密固液分離和五級(jí)濃密洗滌固液分離，所述I級(jí)濃密固液分離的清液返回濾餅制漿循環(huán)利用。
[0010]上述中和包括按先后順序排列的石灰乳中和與還原中和。
[0011]上述帶式過(guò)濾結(jié)束后的濾液返回破碎磨礦循環(huán)利用。
[0012]上述濾餅制漿具體是:先利用水力旋流器旋流脫水，再添加絮凝劑沉降，得到濃度75%以上的固體礦漿，所述絮凝劑為聚丙烯酰胺。
[0013]上述破碎參數(shù)為粒徑不大于-20mm ;球磨機(jī)參數(shù)為粒徑-80目占60%以上，礦漿質(zhì)量百分比濃度為65%。
[0014]上述固液分離的方式是采用臥式離心機(jī)分離。
[0015]上述石灰乳中和具體是:石灰乳制成漿后，質(zhì)量百分比濃度在15%_30%之間，在一個(gè)10m3的中和槽中和，中和時(shí)間一般在20-30分鐘；所述還原中和具體是:采用硫代硫酸鈉水溶液進(jìn)行還原，一般還原時(shí)間在5-10分鐘。
[0016]上述萃取時(shí)用有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取，萃取過(guò)程為含釩料液與有機(jī)溶劑按一定的質(zhì)量比進(jìn)行充分混合攪拌后，該質(zhì)量比應(yīng)保證將含釩料液中的釩離子充分轉(zhuǎn)化到有機(jī)溶劑中；所述有機(jī)溶劑為:P-2M+TBP+溶劑油組成。
[0017]上述反萃取時(shí)用稀硫酸與含釩有機(jī)溶劑進(jìn)行充分混合攪拌后，將有機(jī)溶劑中的釩離子轉(zhuǎn)入到稀硫酸溶液中，即為反萃取。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1、礦漿經(jīng)濟(jì)高效脫水的工程化技術(shù)。
[0019]通過(guò)水力旋流器一絮凝沉降技術(shù)，獲得濃度75%以上的固體礦漿，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、高效的脫水技術(shù)。
[0020]2、余酸的返回利用。
[0021]石煤釩礦余酸的返回循環(huán)利用，大幅度降低成本，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明旨在設(shè)法回收利用浸出余酸，使原礦浸出酸耗降低20%，每年減少硫酸用量40000噸。申請(qǐng)人分別從以下兩個(gè)方面進(jìn)行了研宄:(1)不同量余酸返回時(shí)對(duì)釩浸出的影響。由于余酸中含有各種各樣的雜質(zhì)離子，對(duì)浸出將產(chǎn)生一定的影響，為此，我們將分別對(duì)浸出液直接返回、萃余水返回時(shí)研宄其返回對(duì)釩萃取率的影響，以及研宄各余酸返回量對(duì)浸出的影響，以期望最大幅度地利用余酸，降低酸耗，減少?gòu)U渣的產(chǎn)生和排放。(2)余酸返回浸出過(guò)程的工程化研宄。如上所述，為保證釩的浸出率，浸出礦漿中必須保證一定的酸度，但在磨礦過(guò)程中，由于酸將腐蝕設(shè)備，所以使用清水，此時(shí)直接返回余酸，將