石煤提釩新工藝及其機理研究.pdf

1、本文提出了一種清潔、高效、低成本的石煤提釩新工藝，工藝過程包括空白焙燒-加壓堿浸-脫硅-萃取-沉釩-煅燒等工序。采用該工藝處理某地難處理石煤釩礦，最終釩的回收率為82.14％，產(chǎn)品V2O5純度達98.5％。試驗證明該工藝提釩試劑消耗低、釩收率高、反應(yīng)速度快、三廢排放少，生產(chǎn)的產(chǎn)品合格。主要研究內(nèi)容包括：
　　 ⑴針對目前采用“焙燒-常壓堿浸提釩”工藝從石煤釩礦中提取釩存在堿消耗大、浸出時間長和浸出液雜質(zhì)含量高等問題，本研究采用加

2、壓堿性浸出石煤釩礦焙砂。試驗考察了堿用量、液固比、浸出時間、陰離子種類與濃度等因素對釩浸出的影響。結(jié)果表明，采用礦重3.5％的NaOH，液固比為1.5/1，180℃保溫2小時，釩的浸出率達到86％，浸出液中釩硅質(zhì)量濃度比為0.65，浸出液pH值約為11.4，萃余液補堿循環(huán)返回浸出后SO42-、Cl-積累濃度分別不會超過10、7g/L，不影響浸出效果。加壓堿性浸出法釩浸出率高，雜質(zhì)浸出率低，為石煤提釩提供了一個新的途徑。
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3、根據(jù)硅的性質(zhì)，首先將溶液pH值調(diào)整至9.0-8.5，使大部分的硅以固態(tài)H4SiO4沉淀析出，殘余部分膠態(tài)H4SiO4采用混凝沉淀除去，最終達到高效分離釩硅的目的。具體工藝：首先在常溫下，采用H2SO4將石煤浸出液pH值調(diào)整至9.0～8.5，加熱至90～95℃，保溫1～2min，至料液無色透明；然后投入溶液質(zhì)量0.1％的Al2(SO4)3·18H2O，50℃保溫30min，過濾，即完成整個除硅過程。最終釩收率達到98.16％，除硅率達到9

4、7.48％，釩硅得到很好的分離。
　　 ⑶分析堿性條件下硅釩離子性質(zhì)可知，當溶液7.0

5、于反萃。萃取的機理為：3(R4N)Cl+V3O93-=(R4N)3V3O9+3Cl-。
　　 ⑷反萃采用NaOH+NaCl體系，濃度分別為0.7、2.5mol/L，反萃相比O/A=5/1，試驗采用負載有機相V2O5濃度為25.401g/L。通過三級逆流反萃，釩的反萃率達到99.34％，反萃液中V2O5濃度為126.163g/L，反萃液pH值為10.2，有機相中殘余V2O5濃度為0.167g/L。反萃時，同時發(fā)生下述兩個反應(yīng)：2(

6、RnN)3V3O9+6OH-+6Cl-=6R4NCl+3V2O74-+H2O、(R4N)3V3O9+3Cl-=3R4NCl+V3O93-。
　　 ⑸采用NH4Cl沉釩。沉釩工藝為：首先加酸將反萃液pH值調(diào)整至9.0，然后取K銨=1.47，加入固體NH4Cl，于45℃攪拌1h，最后于室溫(25℃)靜置4h，母液V2O5為0.321g/L，沉釩率達到99.73％。得到的NH4VO3通過干燥、煅燒得到V2O5質(zhì)量符合國標98.5％品級