本發(fā)明屬于石煤提釩技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種用于石煤提釩的浸出方法。
背景技術(shù)：
石煤是我國一種重要的含釩資源，在我國儲(chǔ)量豐富，所含釩的儲(chǔ)量以V2O5計(jì)為1.18億噸，占國內(nèi)總儲(chǔ)量的87%。云母型含釩石煤是一種難處理的原生石煤釩礦，釩多以V（Ⅲ）為主，賦存于云母類礦物的晶格結(jié)構(gòu)中，V（Ⅳ）和V（Ⅴ）含量較低。為確保高的釩浸出率，傳統(tǒng)的常壓直接酸浸所需的酸用量大，浸出時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致浸出效率低且不利于后續(xù)調(diào)pH值。因此，開發(fā)高效、環(huán)保的新型浸出方法對(duì)石煤提釩行業(yè)的發(fā)展十分必要。
近些年，石煤氧壓酸浸提釩得到許多技術(shù)人員的關(guān)注，提出了一些氧壓酸浸新工藝。如壓力場(chǎng)的引入，提高了浸出反應(yīng)溫度，雖在一定程度上加快了反應(yīng)速率和有利于提高釩浸出率，但仍存在酸用量高和浸出時(shí)間長(zhǎng)等問題。“一種從含釩石煤礦中浸取釩的方法”（CN101481755A）專利技術(shù)，采用兩段氧壓酸浸的工藝，在氧氣和硫酸的作用下浸取釩，提高了釩浸出率，但兩段氧壓酸浸時(shí)間較長(zhǎng)，設(shè)備投資成本高?！霸趬毫?chǎng)下從石煤中氧化轉(zhuǎn)化浸出釩的方法”（CN1904092A）專利技術(shù)，在氧壓酸浸過程中加入氧化劑（氧氣或空氣）。該氧化劑常規(guī)易得，環(huán)境友好，但釩的直接轉(zhuǎn)化效率低，浸出效果不顯著?！耙环N石煤的聯(lián)合浸取釩的方法”（CN200710066424.8）專利技術(shù)，采用預(yù)中和—常壓預(yù)浸—氧壓浸出聯(lián)合浸取釩的方法，提釩效果較好，但工藝復(fù)雜，浸出時(shí)間長(zhǎng)，浸出效率較低?！耙环N含釩石煤加壓浸出用催化劑”（CN200710066335.3）專利技術(shù)，采用硫酸亞鐵作為催化劑，在氧氣的作用下二價(jià)鐵離子被氧化成三價(jià)鐵離子，利用三價(jià)鐵離子的強(qiáng)氧化性將三價(jià)釩氧化成高價(jià)釩而被溶出，獲得了較好的釩浸出率。但由于石煤中云母類礦物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，三價(jià)釩受到云母的晶格束縛，僅依靠三價(jià)鐵離子的氧化，三價(jià)釩難以得到有效釋放。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種高效、環(huán)境友好和釩浸出率高的用于石煤提釩的浸出方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案的具體步驟是：
步驟一、磨礦
將石煤原礦細(xì)磨至粒度小于74μm占75～90wt%，得到石煤粉料。
步驟二、鹽酸活化
將鹽酸溶液與所述石煤粉料按液固比為1.2～1.7L/kg混合，常溫下活化30～60min，得到活化后礦漿。
所述鹽酸溶液的體積濃度為4～8%。
步驟三、調(diào)漿
將所述活化后礦漿加入濃硫酸中，混合均勻，再加入激發(fā)劑和鈣基載體，得到浸出前礦漿。其中：
所述活化后礦漿與所述濃硫酸的體積之比為1∶(0.09～0.15)；
所述激發(fā)劑中硫酸根離子與所述石煤粉料的質(zhì)量比為(0.019~0.058)∶1；
所述鈣基載體中鈣離子與所述石煤粉料的質(zhì)量比為（0.005~0.022）∶1。
步驟四、加壓浸出
將所述浸出前礦漿給入高壓釜中，在130～160℃和氧分壓為0.5～1.5MPa的條件下浸出1～3h，得到酸浸漿。
步驟五、固液分離
將所述酸浸漿進(jìn)行固液分離，得到酸浸液和酸浸渣。
所述石煤原礦為釩以低價(jià)態(tài)和類質(zhì)同象的形式賦存于云母類礦物中的含釩石煤；V2O5品位為0.6～1.2wt%。
所述激發(fā)劑為硫酸鉀、硫酸鈉、硫酸鎂、硫酸銅和硫酸鋅中的一種。
所述鈣基載體為氯化鈣和無水硫酸鈣中的一種以上。
由于采用上述方法，本發(fā)明與現(xiàn)有酸浸方法相比所產(chǎn)生的有益效果是：
1、常溫下預(yù)先采用鹽酸溶液脫除石煤原礦中方解石和黃鐵礦，增強(qiáng)了石煤原礦顆粒的表面結(jié)構(gòu)缺陷，有利于白云母顆粒的溶解，使釩更容易被浸出，浸出時(shí)間縮短至1～3h。
2、在高溫條件下外加激發(fā)劑和鈣基載體，提高了硫酸鈣的溶液過飽和度，實(shí)現(xiàn)了硫酸鈣晶體在石煤顆粒結(jié)構(gòu)缺陷處的成核和生長(zhǎng)，尤其是在裂縫或凹角處，產(chǎn)生了應(yīng)力與應(yīng)變，使石煤顆粒發(fā)生局部形變，促進(jìn)石煤顆粒裂解，增加了云母與酸的反應(yīng)界面，實(shí)現(xiàn)了V(Ⅲ)的高效釋放。所制得的酸浸液經(jīng)測(cè)定，釩浸出率為84.27～95.45%，顯著提高了釩的浸出率。
3、本發(fā)明所選用的激發(fā)劑和鈣基載體，常規(guī)易得，環(huán)境友好，浸出過程不產(chǎn)生污染性氣體。
4、本發(fā)明所得的酸浸渣中鈣含量高，有利于尾渣的綜合利用。
因此，本發(fā)明具有高效、環(huán)境友好和釩浸出率高的特點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對(duì)其保護(hù)范圍的限制。
實(shí)施例1
一種用于石煤提釩的浸出方法。本實(shí)施例所述浸出方法的具體步驟是：
步驟一、磨礦
將石煤原礦細(xì)磨至粒度小于74μm占75～81wt%，得到石煤粉料。
步驟二、鹽酸活化
將鹽酸溶液與所述石煤粉料按液固比為1.2～1.5L/kg混合，常溫下活化30～51min，得到活化后礦漿。
所述鹽酸溶液的體積濃度為4～8%。
步驟三、調(diào)漿
將所述活化后礦漿加入濃硫酸中，混合均勻，再加入激發(fā)劑和鈣基載體，得到浸出前礦漿。其中：
所述活化后礦漿與所述濃硫酸的體積之比為1∶(0.09～0.11)；
所述激發(fā)劑中硫酸根離子與所述石煤粉料的質(zhì)量比為(0.019~0.040)∶1；
所述鈣基載體中鈣離子與所述石煤粉料的質(zhì)量比為（0.005~0.012）∶1。
步驟四、加壓浸出
將所述浸出前礦漿給入高壓釜中，在130～140℃和氧分壓為0.5～1.1MPa的條件下浸出1～1.3h，得到酸浸漿。
步驟五、固液分離
將所述酸浸漿進(jìn)行固液分離，得到酸浸液和酸浸渣。
所述石煤原礦為釩以低價(jià)態(tài)和類質(zhì)同象的形式賦存于云母類礦物中的含釩石煤；V2O5品位為0.6～0.8wt%。
所述激發(fā)劑為硫酸鉀。
所述鈣基載體為氯化鈣。
本實(shí)施例所制得的酸浸液經(jīng)測(cè)定，釩浸出率為84.27～91.02%。
實(shí)施例2
一種用于石煤提釩的浸出方法。本實(shí)施例所述浸出方法的具體步驟是：
步驟一、磨礦
將石煤原礦細(xì)磨至粒度小于74μm占77～83wt%，得到石煤粉料。
步驟二、鹽酸活化
將鹽酸溶液與所述石煤粉料按液固比為1.25～1.55L/kg混合，常溫下活化32～53min，得到活化后礦漿。
所述鹽酸溶液的體積濃度為4～8%。
步驟三、調(diào)漿
將所述活化后礦漿加入濃硫酸中，混合均勻，再加入激發(fā)劑和鈣基載體，得到浸出前礦漿。其中：
所述活化后礦漿與所述濃硫酸的體積之比為1∶(0.10～0.12)；
所述激發(fā)劑中硫酸根離子與所述石煤粉料的質(zhì)量比為(0.024~0.045)∶1；
所述鈣基載體中鈣離子與所述石煤粉料的質(zhì)量比為（0.008~0.015）∶1。
步驟四、加壓浸出
將所述浸出前礦漿給入高壓釜中，在135～145℃和氧分壓為0.6～1.2MPa的條件下浸出1.2～1.7h，得到酸浸漿。
步驟五、固液分離
將所述酸浸漿進(jìn)行固液分離，得到酸浸液和酸浸渣。
所述石煤原礦為釩以低價(jià)態(tài)和類質(zhì)同象的形式賦存于云母類礦物中的含釩石煤；V2O5品位為0.65～0.9wt%。
所述激發(fā)劑為硫酸鈉。
所述鈣基載體為氯化鈣。
本實(shí)施例所制得的酸浸液經(jīng)測(cè)定，釩浸出率為86.11～92.34%。
實(shí)施例3
一種用于石煤提釩的浸出方法。本實(shí)施例所述浸出方法的具體步驟是：
步驟一、磨礦
將石煤原礦細(xì)磨至粒度小于74μm占79～85wt%，得到石煤粉料。
步驟二、鹽酸活化
將鹽酸溶液與所述石煤粉料按液固比為1.3～1.6L/kg混合，常溫下活化34～55min，得到活化后礦漿。
所述鹽酸溶液的體積濃度為4～8%。
步驟三、調(diào)漿
將所述活化后礦漿加入濃硫酸中，混合均勻，再加入激發(fā)劑和鈣基載體，得到浸出前礦漿。其中：
所述活化后礦漿與所述濃硫酸的體積之比為1∶(0.11～0.13)；
所述激發(fā)劑中硫酸根離子與所述石煤粉料的質(zhì)量比為(0.029~0.050)∶1；
所述鈣基載體中鈣離子與所述石煤粉料的質(zhì)量比為（0.011~0.017）∶1。
步驟四、加壓浸出
將所述浸出前礦漿給入高壓釜中，在140～150℃和氧分壓為0.7～1.3MPa的條件下浸出1.4～2.1h，得到酸浸漿。
步驟五、固液分離
將所述酸浸漿進(jìn)行固液分離，得到酸浸液和酸浸渣。
所述石煤原礦為釩以低價(jià)態(tài)和類質(zhì)同象的形式賦存于云母類礦物中的含釩石煤；V2O5品位為0.7～1.0wt%。
所述激發(fā)劑為硫酸鎂。
所述鈣基載體為氯化鈣和無水硫酸鈣的混合物。
本實(shí)施例所制得的酸浸液經(jīng)測(cè)定，釩浸出率為88.02～93.23%。
實(shí)施例4
一種用于石煤提釩的浸出方法。本實(shí)施例所述浸出方法的具體步驟是：
步驟一、磨礦
將石煤原礦細(xì)磨至粒度小于74μm占81～87wt%，得到石煤粉料。
步驟二、鹽酸活化
將鹽酸溶液與所述石煤粉料按液固比為1.35～1.65L/kg混合，常溫下活化36～57min，得到活化后礦漿。
所述鹽酸溶液的體積濃度為4～8%。
步驟三、調(diào)漿
將所述活化后礦漿加入濃硫酸中，混合均勻，再加入激發(fā)劑和鈣基載體，得到浸出前礦漿。其中：
所述活化后礦漿與所述濃硫酸的體積之比為1∶(0.12～0.14)；
所述激發(fā)劑中硫酸根離子與所述石煤粉料的質(zhì)量比為(0.034~0.054)∶1；
所述鈣基載體中鈣離子與所述石煤粉料的質(zhì)量比為（0.014~0.019）∶1。
步驟四、加壓浸出
將所述浸出前礦漿給入高壓釜中，在145～155℃和氧分壓為0.8～1.4MPa的條件下浸出1.6～2.5h，得到酸浸漿。
步驟五、固液分離
將所述酸浸漿進(jìn)行固液分離，得到酸浸液和酸浸渣。
所述石煤原礦為釩以低價(jià)態(tài)和類質(zhì)同象的形式賦存于云母類礦物中的含釩石煤；V2O5品位為0.75～1.1wt%。
所述激發(fā)劑為硫酸銅。
所述鈣基載體為無水硫酸鈣。
本實(shí)施例所制得的酸浸液經(jīng)測(cè)定，釩浸出率為90.02～94.75%。
實(shí)施例5
一種用于石煤提釩的浸出方法。本實(shí)施例所述浸出方法的具體步驟是：
步驟一、磨礦
將石煤原礦細(xì)磨至粒度小于74μm占83～90wt%，得到石煤粉料。
步驟二、鹽酸活化
將鹽酸溶液與所述石煤粉料按液固比為1.4～1.7L/kg混合，常溫下活化38～60min，得到活化后礦漿。
所述鹽酸溶液的體積濃度為4～8%。
步驟三、調(diào)漿
將所述活化后礦漿加入濃硫酸中，混合均勻，再加入激發(fā)劑和鈣基載體，得到浸出前礦漿。其中：
所述活化后礦漿與所述濃硫酸的體積之比為1∶(0.13～0.15)；
所述激發(fā)劑中硫酸根離子與所述石煤粉料的質(zhì)量比為(0.039~0.058)∶1；
所述鈣基載體中鈣離子與所述石煤粉料的質(zhì)量比為（0.017~0.022）∶1。
步驟四、加壓浸出
將所述浸出前礦漿給入高壓釜中，在150～160℃和氧分壓為0.9～1.5MPa的條件下浸出1.7～3.0h，得到酸浸漿。
步驟五、固液分離
將所述酸浸漿進(jìn)行固液分離，得到酸浸液和酸浸渣。
所述石煤原礦為釩以低價(jià)態(tài)和類質(zhì)同象的形式賦存于云母類礦物中的含釩石煤；V2O5品位為0.8～1.2wt%。
所述激發(fā)劑為硫酸鋅。
所述鈣基載體為無水硫酸鈣。
本實(shí)施例所制得的酸浸液經(jīng)測(cè)定，釩浸出率為92.10～95.45%。
本具體實(shí)施方式與現(xiàn)有酸浸方法相比所產(chǎn)生的有益效果是：
1、常溫下預(yù)先采用鹽酸溶液脫除石煤原礦中方解石和黃鐵礦，增強(qiáng)了石煤原礦顆粒的表面結(jié)構(gòu)缺陷，有利于白云母顆粒的溶解，使釩更容易被浸出，浸出時(shí)間縮短至1～3h。
2、在高溫條件下外加激發(fā)劑和鈣基載體，提高了硫酸鈣的溶液過飽和度，實(shí)現(xiàn)了硫酸鈣晶體在石煤顆粒結(jié)構(gòu)缺陷處的成核和生長(zhǎng)，尤其是在裂縫或凹角處，產(chǎn)生了應(yīng)力與應(yīng)變，使石煤顆粒發(fā)生局部形變，促進(jìn)石煤顆粒裂解，增加了云母與酸的反應(yīng)界面，實(shí)現(xiàn)了V(Ⅲ)的高效釋放。所制得的酸浸液經(jīng)測(cè)定，釩浸出率為84.27～95.45%，顯著提高了釩的浸出率。
3、本具體實(shí)施方式所選用的激發(fā)劑和鈣基載體，常規(guī)易得，環(huán)境友好，浸出過程不產(chǎn)生污染性氣體。
4、本具體實(shí)施方式所得的酸浸渣中鈣含量高，有利于尾渣的綜合利用。
因此，本具體實(shí)施方式具有高效、環(huán)境友好和釩浸出率高的特點(diǎn)。