无盐焙烧酸法提取五氧化二钒的新工艺研究

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1、万方数据无盐焙烧酸法提取五氧化二钒的新工艺研究陈庆根(厦门紫金矿冶技术有限公司。福建厦门361101)摘要：对江西某石煤钒矿进行无盐焙烧一酸浸一萃取提取五氧化二钒工艺研究。结果表明：该钒矿在一O．0'74ram占80％、焙烧温度800℃焙烧3h，硫酸浸出，五氧化二钒的浸出率超过90％；浸出液溶剂萃取，反萃液硫酸氮沉钒，最终得到纯度超过98％的五氧化二钒产品，综合回收率超过80％。关键词：五氧化二钒；萃取；反萃；浸出中图分类号：．rFlll．3文献标识码：A文章编号：1000-6532(2010)05-0023-04五氧化二钒是一种黄色粉末，熔融时呈

2、紫红色光泽，广泛应用于化学和有机氧化反应⋯。钒在地壳中平均含量为0．015％，比铜、镍、锌、锡、钴、铅等都多，但由于自然界中的钒主要以三价形态存在，而三价钒的离子半径与三价铝、三价铁的离子半径很接近，因此，三价钒几乎不生成本身的矿物，而是以类质同象部分取代三价铁和三价铝存在于一些铁及铝的矿物中，如钒钛磁铁矿和硅铝酸盐，这也是钒在自然界高度分散的主要原因。基于钒矿的成矿特点，传统提钒主要有五种：(1)高温直接浸出法；(2)钙化法睢。3；(3)钠化法H。1；(4)无盐焙烧酸浸法哺。‘¨；(5)无盐焙烧碱浸法¨J。高温直接浸出法，虽然工艺简单但是只适合矿

3、石中四价和五价钒含量高的矿山；钠化法在焙烧阶段添加氯化钠、硫酸钠等钠盐，焙烧过程中由于钠盐分解产生大量氯气和氯化氢气体等腐蚀性很强的有毒气体，因此治理难度大，容易对周围环境造成危害。钙化法虽然可克服钠化法的缺点，但是目前工艺不成熟，另外钙化法要求加人的添加剂量多，给后续酸浸渣处理带来很多问题；无盐焙烧酸浸法和碱浸法由于具有无氯气和氯化氢等腐蚀性气体，并且焙烧产生的废气、废水和废渣能综合治理，因此是一项很有前途的清洁生产工艺。本文就某石煤钒矿采用无盐焙烧酸浸工艺进行研究。1试验原料试验原料取自江西某石煤钒矿，五氧化二钒品位1．13％，该钒矿样主要矿物

4、组成有玉髓、石英、粘土矿物类，少量长石、褐铁矿、赤铁矿、方解石。钒主要赋存于粘土矿物类，以高岭石、伊利石为主。钒矿石多元素化学分析结果见表l，物相分析结果见表2。表1矿石多元素分析结果／％V205Si02Ti02A1203Fe203Mn02MsOCaONa20l(20P205S02CIBaCr1．1453．010．145．973．780．110．600．54一O．8l0．783．92O．0220．660．23ZnCuNiABPbUSrYMoSeZrRbISb0．0990．110．0740．0340．0210．0180．0140．0100．0120．

5、00760．005l一表2综合样物相分析结果／％2试验原理及方法2．1试验原理在硅酸盐矿物中以V3+换6次配位的A13+于云收稿日期：2010-04-22作者简介：陈庆根(1979一)，男，硕士，工程师，主要从事湿法冶金及环保处理工艺研究工作。万方数据·24·矿产综合利用2010年母晶格中的钒，必须破坏云母结构并使之氧化才可以溶出。含钒原料直接或者与添加剂混合后于氧化性气氛下高温焙烧，其目的就是破坏钒矿物的组织结构，将三价或四价钒氧化为五价钒，并与添加剂或矿石本身分解出来的氧化物生成偏钒酸盐。焙烧过程中生成的碱金属和镁的偏钒酸盐可溶于水与酸，Fe(

6、V03)2、Fe(V03)3、Mn(V03)2、Ca(V03)2以及未完全氧化的四价钒化合物不溶于水，但溶于酸。2．2试验方法首先将综合钒矿磨矿至一定粒度，然后在马沸炉焙烧，焙砂在恒温水浴锅内酸浸，浸出液氧化、萃取、沉钒。3试验结果与分析3．1焙烧矿样粒度试验将综合钒矿分别磨矿至一0．074mm占60％、70％、80％、90％和100％，在焙烧温度850℃条件下焙烧2h，然后酸浸，试验结果见表3。表3矿样粒度对浸出的影响一0．074mm／％60708090100全钒浸出率／％84．5088．6790．4590．8791．00由表3可知，随着焙烧矿样

7、粒度减小，酸浸率增加。因为在硅铝酸盐矿物中钒是以V3+类质同象形式置换6次配位的铝而存在于云母晶格中，磨矿粒度越细，越容易破坏云母结构，其中的钒也就更容易被氧化。当一0，074ram占80％时，浸出率已经超过90％，继续增加磨矿粒度，浸出率虽然有所增加，但是不明显，综合考虑生产成本选择焙烧矿样粒度一0．074ram占80％较为合理。3．2焙烧温度将综合样磨矿至一0．074mm占80％，在不同温度进行焙烧试验，试验结果见图1。由图l可知，焙烧温度在800。C时浸出率达到90％，再升高温度，浸出率反而减少，这是因为物料烧结使得钒被包裹或者生成了束缚钒的

8、方钠石类与霞石类矿物，使钒难以浸出，而较低焙烧温度低价钒的氧化不完全，导致浸出率偏低。所以，选择800℃为基准焙烧温度。3