濕法冶金技術(shù)從石煤中提取金屬釩的工藝研究

? ? 石煤是一種重要的礬礦資源，在我國(guó)的儲(chǔ)量非常豐富。采用濕法冶金技術(shù)從石煤中提取五氧化二釩，天然堿浸法原料成本低，提取過(guò)程中不產(chǎn)生二次污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

?????本文對(duì)陜西某地蘊(yùn)藏的石煤礦進(jìn)行了濕法提釩工藝的研究和改進(jìn)，重點(diǎn)對(duì)浸出、萃取、反萃取過(guò)程的工藝參數(shù)進(jìn)行了研究。研究表明，采用低濃度的硫酸直接浸出該石烙細(xì)工是可行的，其最佳浸出工藝條件為:酸濃度10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))溫度85 ℃，攪拌速度800r·min-1，浸出時(shí)間8h，礦粒粒度80目，液固比3:1，助浸劑量為6%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，該條件下釩的浸出率可以達(dá)到82.68%。助浸劑R的加入可以使浸出率提高近5%0用P204體系萃取過(guò)程中，把pH值調(diào)到2.5左右，在P204(體積濃度)20%, TBP 5%、磺化煤油75%，相比為1:5,接觸時(shí)間7min的條件下，釩的萃取率可以達(dá)到98.57%;用1.0 mol·L-1H2SO4溶液進(jìn)行反萃取，反萃率可以達(dá)到99.30% 。

????從含釩礦石和其它含釩原料中提釩的焙燒工藝對(duì)焙燒爐的要求高，要求焙燒設(shè)備溫度均勻及傳質(zhì)狀況好，不能出現(xiàn)局部高溫。在各類(lèi)型焙燒設(shè)備中，沸騰爐能最大限度地滿(mǎn)足以上要求，但也存在以下不足之處:

????a，設(shè)備能耗高，一般的中小型釩廠不具備廢熱回收的能力。

????b、焙燒過(guò)程反應(yīng)速率小，導(dǎo)致床徑大，設(shè)計(jì)和操作難度大，設(shè)備費(fèi)高。

????c、廢氣含塵量高，氣固分離設(shè)備負(fù)荷重。一般企業(yè)承擔(dān)不了技術(shù)開(kāi)發(fā)費(fèi)用和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。因此，目前中小型釩廠廣泛采用的是平窯，優(yōu)點(diǎn)是操作彈性大，技術(shù)成熟。缺點(diǎn)是溫度不均勻，傳質(zhì)效果差，物料層內(nèi)部存在溫度梯度，物料基本處于靜止?fàn)顟B(tài)，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。

????為了解決焙燒過(guò)程中對(duì)焙燒爐的苛刻要求，設(shè)備的投資和環(huán)境污染等問(wèn)題，不少人提出了從石煤釩礦直接酸浸或堿浸提釩工藝。

????(1)酸浸提釩工藝:在硅鋁酸鹽礦物中，釩是以V (III)形式部分取代硅氧四面體“復(fù)網(wǎng)層”和鋁氧八面體“單網(wǎng)層”中的Al (III)而存在于云母晶格中，其分子式為K(Al,V)?[Al Si3O10](OH)2，一為了使釩能從云母結(jié)構(gòu)中溶浸出來(lái)，必須破壞云母結(jié)構(gòu)并使之氧化。在高溫和長(zhǎng)時(shí)間的浸出條件下，硫酸可以破壞某些云母結(jié)構(gòu)而溶出其中的釩，而以V(IV)形式存在的釩可被硫酸直接浸出，其反應(yīng)式簡(jiǎn)單表述為:

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????含釩酸浸溶液經(jīng)氧化，再經(jīng)氨水沉淀、熱解，可得到純度98%以上的精釩產(chǎn)品，釩總回收率達(dá)到75%。該法已用于西北石煤釩礦提釩生產(chǎn)。

????(2)堿浸提釩工藝:利用地下天然堿對(duì)石煤釩礦進(jìn)行直接浸取，使釩以偏釩酸鹽的形式轉(zhuǎn)入溶液中，浸出反應(yīng)可用下式表示:

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????在浸取過(guò)程中，加入氧化劑氯酸鉀氧化低價(jià)釩，浸出液經(jīng)凈化后加入過(guò)量氯化餒，使偏釩酸按析出，再經(jīng)灼燒脫氨，便可得到五氧化二釩產(chǎn)品。天然堿浸法原料成本低，提取過(guò)程中不產(chǎn)生二次污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

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