專利名稱：一種對原礦進行熟化預處理的石煤酸法提釩工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種石煤酸法提釩工藝，具體涉及一種對原礦進行熟化預處理的石煤
酸法提釩工藝。
背景技術：
含釩石煤是我國特有的豐富釩資源之一。因此，工業上用含釩石煤提取V205的工 藝也很多。以往對石煤物質組成的研究結果表明，含釩石煤的物質組成比較復雜，釩的賦存 狀態和賦存價態變化多樣、分散細微。 一般認為石煤中的釩大部分是以V"形態存在于云母 類及高嶺土等粘土礦物中，釩在云母中是以類質同象置換硅氧四面體"復網層"和鋁氧八面 體"單網層"中A1+3而存在于云母晶格中，可用K(Al. V) [AlSi2016] (0H)2表示。為使釩能被 浸出出來，必須破壞云母結構，并使其氧化成V"或V+s才能被酸或水溶浸，故屬難浸釩，除了 采用鈉法焙燒及鈣法焙燒打破云母結構并將釩轉化成水溶性或酸溶性的工藝外，也可直接
用酸來破壞云母結構，在一定的酸度和溫度等工藝條件下，氫離子進入云母結構置換Ar3，
使離子半徑發生變化從而把釩釋放出來被Fe+3氧化成V+4后被酸溶解，其反應式為
(V203) X+2H2S04+l/202 — V202 (S04) 2+2H20+X
得到藍色的硫酸釩酰溶液。 另外還有一部分釩可以金屬絡合物和釩卟啉的形態存在，有時也以絡合陰離子呈 吸附狀態存在，只要其V+4或V+5則可被酸或水溶浸出來，故屬易浸釩。 在不同地區的石煤中難浸釩和易浸釩的存在比例各不相同。如甘肅方口山釩 礦中，難浸礦即云母礦占74. 9% ;而陜南中村釩礦碳質巖難浸礦只占33. 6%，附吸狀態占 66. 3%。就酸法而言，采用常規酸浸工藝處理中村釩礦就能獲得較好的工藝指標，相反，常 規酸浸工藝處理難浸礦時，^05浸出率最多50%，甚至20 30%。目前較常見是一種污染 相對較小的石煤酸法提釩工藝，石煤酸法提釩工藝一般包括原礦破磨、酸浸、溶液予處理、 液固分離、萃取與反萃取以及沉釩脫氨等工業步驟。實際中，石煤的種類很多，特別是特別 難酸浸過濾及沉降性能不佳的石煤在應用上述石煤酸法提釩工藝提取V205浸出率非常低， 極大地浪費了含釩資源。
發明內容
本發明的目的在于針對特別難酸浸、過濾及沉降性能不佳的石煤提供一種對原礦 進行熟化預處理的石煤酸法提釩工藝，其大大提高V205浸出率，改善酸浸礦漿的過濾及沉 降性能，并綜合利用石煤本身熱能完成熟化步驟的同時產出蒸汽可滿足生產用汽之需要， 達到"節能減排"的目的，提高了單位產量且節約了單位成本，應當指出的是熟化步驟沒有 添加任何化學試劑。該步驟是一個利用石煤中所含碳與空氣進行反應的氧化過程，在一定 的工藝條件下(包括熟化氣氛)以去除礦石中的某些有害成分和改變礦石結構和性能，達 到破壞難浸礦釩云母的結構、增加礦石空隙率的目的。熟料酸浸時，酸溶液由孔隙中進入晶 格，從而提高了 V205浸出率，由溶液中Fe+3將V+3氧化成V+4后被溶浸。
本發明的技術解決方案是 —種對原礦進行熟化預處理的石煤酸法提釩工藝，主要包括原礦破磨、酸浸、液固 分離、溶液予處理、萃取與反萃取、氧化沉釩以及紅釩脫氨步驟，其特殊之處在于，在所述酸 浸步驟前還包括原礦熟化預處理步驟，所述原礦熟化預處理步驟具體包括
1將破碎至1 4mm原礦裝入熟化爐內； 2對熟化爐進行熟化加熱，熟化加熱的溫度控制在600 900°C，熟化時間2 4小時；當熟化溫度低于60(TC時，由于石煤沒有被充分燃燒，熟化爐爐溫無法維持而熄滅； 當熟化溫度高于85(TC時，V205浸出率有所下降，當熟化溫度高于90(TC時，V205浸出率出現 銳減，這是由于熟化溫度高于85(TC時，部分物料被燒結，釩又一次被包裹影響其浸出；當 熟化時間小于2小時時，釩云母晶格的破壞程度達不到要求，、05浸出率不能滿足要求；當 熟化溫度大于4小時時，不僅V205浸出率不再提高，而且降低了熟化爐的礦石處理能力，熟 化溫度的控制會變得非常困難。 3熟化后的熟料從熟化爐中溢出，融水制漿后進入球磨機。 4再將熟化后熟料濕磨至酸浸工藝要求的粒度。 上述熟化加熱的溫度控制在650 85(TC較佳。 上述熟化時間2. 5 3. 5小時較佳。 上述將原礦破碎的粒徑大小為2 3mm較佳。 上述熟化加熱的溫度控制在700 80(TC較佳。 上述熟化加熱的溫度控制在75(TC最佳。 上述熟化時間3小時最佳。 本發明可以破壞釩的類質同象，明顯提高V205浸出率，能把V205浸出率從30 % 50%提高到65% 75%，溶液中鐵含量降低了二分之一至三分之一，改善酸浸礦漿的過濾 及沉降性能，由于熟化步驟沒有添加任何化學試劑，故不會對環境產生污染，同時綜合利用 石煤本身熱能達到"節能減排"的目的。具體表現在
1去除有機碳 釩常被石煤中有機碳所吸附，有機碳的存在會給過濾、沉降、洗滌乃至溶劑萃取帶 來困難，當熟化溫度高于450°C ，就可去除有機碳。
2將雜質轉變成難溶狀態 石煤中含有氧化鋁(A1203)、氧化鐵(Fe203)、氧化亞鐵(FeO)以及二氧化硅(Si02)，
這些雜質經熟化后對酸的反應變得更加穩定，特別是氧化亞鐵(FeO)，經經熟化后變成氧化
鐵(F^O》，鐵的浸出率明顯下降。 3將石煤中"氧化成壙4 即將釩從難溶狀態轉化為酸溶狀態。 4改變石煤的物理性能 石煤中混雜的粘土，經熟化后去除粘土的化合水，可以克服礦漿難于沉降和過濾 的困難。
圖l為本發明工藝流程圖。
具體實施例方式
參見圖l，一種對原礦進行熟化預處理的石煤酸法提釩工藝，主要包括原礦破磨、
酸浸、液固分離、溶液予處理、萃取與反萃取、氧化沉釩以及紅釩脫氨步驟，在所述酸浸步驟
前還包括原礦熟化預處理步驟，具體包括 1將破碎至1 4mm原礦裝入熟化爐內； 2對熟化爐進行熟化加熱，熟化加熱的溫度控制在600 900°C ，熟化時間2 4小時；當熟化溫度低于60(TC時，由于石煤沒有被充分燃燒，熟化爐爐溫無法維持而熄滅； 當熟化溫度高于85(TC時，V205浸出率有所下降，當熟化溫度高于90(TC時，V205浸出率出現 銳減，這是由于熟化溫度高于85(TC時，部分物料被燒結，釩又一次被包裹影響其浸出；當 熟化時間小于2小時時，釩云母晶格的破壞程度達不到要求，、05浸出率不能滿足要求；當 熟化溫度大于4小時時，不僅V205浸出率不再提高，而且降低了熟化爐的礦石處理能力，熟 化溫度的控制會變得非常困難。本發明熟化加熱的溫度控制在650 85(TC較佳。熟化時 間2. 5 3. 5小時較佳。熟化加熱的溫度控制在700 80(TC較佳。熟化加熱的溫度控制 在75(TC最佳。熟化時間3小時最佳。本發明將原礦破碎的粒徑大小為2 3mm較佳。
3連續進料以保持熟化爐爐溫，熟料從熟化爐中溢出后，融水制漿進球磨機；
4再將熟化后熟料濕磨至酸浸工藝要求的粒度。
實施例1 : 將破碎至lmm原礦裝入熟化爐內；對熟化爐進行熟化加熱，熟化加熱的溫度控制 在60(TC，熟化時間2小時；停止加熱，將熟化后熟料從熟化爐中取出，靜置降溫到濕磨適 宜溫度；再將熟化后熟料濕磨至酸浸工藝要求的粒度；之后進行其余程序，、05浸出率為 65%。
實施例2 : 將破碎至4mm原礦裝入熟化爐內；對熟化爐進行熟化加熱，熟化加熱的溫度控制 在90(TC，熟化時間4小時；停止加熱，將熟化后熟料從熟化爐中取出，靜置降溫到濕磨適 宜溫度；再將熟化后熟料濕磨至酸浸工藝要求的粒度；之后進行其余程序，、05浸出率為 66%。 實施例3 : 將破碎至2mm原礦裝入熟化爐內；對熟化爐進行熟化加熱，熟化加熱的溫度控制 在65(TC，熟化時間2. 5小時；停止加熱，將熟化后熟料從熟化爐中取出，靜置降溫到濕磨 適宜溫度；再將熟化后熟料濕磨至酸浸工藝要求的粒度；之后進行其余程序，、05浸出率為 68%。 實施例4: 將破碎至3mm原礦裝入熟化爐內；對熟化爐進行熟化加熱，熟化加熱的溫度控制 在70(TC，熟化時間3. 5小時；停止加熱，將熟化后熟料從熟化爐中取出，靜置降溫到濕磨 適宜溫度；再將熟化后熟料濕磨至酸浸工藝要求的粒度；之后進行其余程序，、05浸出率為 69%。 實施例5 : 將破碎至3mm原礦裝入熟化爐內；對熟化爐進行熟化加熱，熟化加熱的溫度控制在75(TC，熟化時間3小時；停止加熱，將熟化后熟料從熟化爐中取出，靜置降溫到濕磨適 宜溫度；再將熟化后熟料濕磨至酸浸工藝要求的粒度；之后進行其余程序，、05浸出率為 75%。
實施例6 : 將破碎至3mm原礦裝入熟化爐內；對熟化爐進行熟化加熱，熟化加熱的溫度控制 在80(TC，熟化時間3小時；停止加熱，將熟化后熟料從熟化爐中取出，靜置降溫到濕磨適 宜溫度；再將熟化后熟料濕磨至酸浸工藝要求的粒度；之后進行其余程序，、05浸出率為 71%。
實施例7 : 將破碎至3mm原礦裝入熟化爐內；對熟化爐進行熟化加熱，熟化加熱的溫度控制 在85(TC，熟化時間3小時；停止加熱，將熟化后熟料從熟化爐中取出，靜置降溫到濕磨適 宜溫度；再將熟化后熟料濕磨至酸浸工藝要求的粒度；之后進行其余程序，、05浸出率為 70%。
實施例8 : 將破碎至2mm原礦裝入熟化爐內；對熟化爐進行熟化加熱，熟化加熱的溫度控制 在90(TC，熟化時間3小時；停止加熱，將熟化后熟料從熟化爐中取出，靜置降溫到濕磨適 宜溫度；再將熟化后熟料濕磨至酸浸工藝要求的粒度；之后進行其余程序，、05浸出率為 67%。 實施例9: 將破碎至2mm原礦裝入熟化爐內；對熟化爐進行熟化加熱，熟化加熱的溫度控制 在75(TC，熟化時間3. 5小時；停止加熱，將熟化后熟料從熟化爐中取出，靜置降溫到濕磨 適宜溫度；再將熟化后熟料濕磨至酸浸工藝要求的粒度；之后進行其余程序，、05浸出率為 68%。
實施例10 : 將破碎至2mm原礦裝入熟化爐內；對熟化爐進行熟化加熱，熟化加熱的溫度控制 在75(TC，熟化時間2. 5小時；停止加熱，將熟化后熟料從熟化爐中取出，靜置降溫到濕磨 適宜溫度；再將熟化后熟料濕磨至酸浸工藝要求的粒度；之后進行其余程序，、05浸出率為 66%。
權利要求
一種對原礦進行熟化預處理的石煤酸法提釩工藝，主要包括原礦破磨、酸浸、液固分離、溶液予處理、萃取與反萃取、氧化沉釩以及紅釩脫氨步驟，其特征在于，在所述酸浸步驟前還包括原礦熟化預處理步驟，所述原礦熟化預處理步驟具體包括1將破碎至1～4mm原礦裝入熟化爐內；2對熟化爐進行熟化加熱，熟化加熱的溫度控制在600～900℃，熟化時間2～4小時；3停止加熱，將熟化后熟料從熟化爐中取出，靜置降溫到濕磨適宜溫度；4再將熟化后熟料濕磨至酸浸工藝要求的粒度。
2. 根據權利要求1所述對原礦進行熟化預處理的石煤酸法提釩工藝，其特征在于所 述熟化加熱的溫度控制在650 850°C。
3. 根據權利要求1所述對原礦進行熟化預處理的石煤酸法提釩工藝，其特征在于所 述熟化時間2. 5 3. 5小時。
4. 根據權利要求1 3所述對原礦進行熟化預處理的石煤酸法提釩工藝，其特征在于 所述將原礦破碎的粒徑大小為2 3mm。
5. 根據權利要求4所述對原礦進行熟化預處理的石煤酸法提釩工藝，其特征在于所 述熟化加熱的溫度控制在700 800°C。
6. 根據權利要求5所述對原礦進行熟化預處理的石煤酸法提釩工藝，其特征在于所 述熟化加熱的溫度控制在750°C。
7. 根據權利要求6所述對原礦進行熟化預處理的石煤酸法提釩工藝，其特征在于所 述熟化時間3小時。
全文摘要
一種對原礦進行熟化預處理的石煤酸法提釩工藝，主要包括原礦破磨、酸浸、液固分離、溶液預處理、萃取與反萃取、氧化沉釩以及紅釩脫氨步驟，在所述酸浸步驟前還包括原礦熟化預處理步驟，具體包括將破碎裝爐、熟化加熱、熟料取出、熟料濕磨幾個步驟。本發明可以破壞釩的類質同象，明顯提高V2O5浸出率，能把V2O5浸出率從30％～50％提高到65％～75％，溶液中鐵含量降低了二分之一至三分之一，改善酸浸礦漿的過濾及沉降性能，由于熟化步驟沒有添加任何化學試劑，故不會對環境產生污染，同時綜合利用石煤本身熱能達到“節能減排”的目的。
文檔編號C22B34/22GK101696473SQ20091021848
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月23日 優先權日2009年10月23日
發明者杜懷亭 申請人:陜西正道投資有限公司;