石煤提釩浸出液脫酸技術研究
劉宜 王紅濤 劉宗義
摘要:石煤提釩一直沿用酸堿中和工藝,酸液把釩從礦石中轉化到浸出液中,因技術原因,不能當即從浸出液中分離出去,一直伴隨浸出液進入釩濃縮工藝,從提釩尾液排出,造成酸污染.脫酸技術在固液分離后,把酸從浸出液中分離出去,釩和雜質留在中性浸出液中,使復雜的提釩變得簡單化.
關鍵詞:石煤提釩 浸出液 脫酸分離
在我國湘、鄂、浙、贛、桂、川、陜、黔、甘等諸省區富產含碳頁巖（石煤），據有關文章介紹,探明儲量為618億噸，V2O5品位大多在0.3%－1.0%之間, V2O5總儲量117960kt,占我國總儲量的87%；V2O5≥0.5%，石煤儲量為7707萬噸，是我國磁鐵礦中V2O5儲量的2.7倍，所以，從石煤中提釩成為我國利用釩資源的重要發展方向。
1.1石煤提釩生產工藝及廢水
石煤經破碎、球磨、加入添加劑制球焙燒后進入酸浸工序,固液分離后,將低品位釩浸出液進行濃縮,濃縮方式有離子交換和萃取二種,濃縮時產生大量酸性尾液.濃縮后的釩溶液進行除雜處理后,加入氨鹽沉釩,沉淀分離偏釩進入下道煅燒,加入氨鹽沉釩時,產生氨氮尾液.整個石煤提釩工藝可以分成釩離子轉化、濃縮、制品三個階段.
1.2浸出液工藝特點
根據有關單位研究結果表明,絕大部分地區石煤中的釩價位大都是酸堿不易溶解的三價釩,所以石煤提釩過程前期需要進行培燒,氧化低價釩變為五價釩.
礦石培燒后進行浸出,浸出液有酸浸、堿浸和水浸,但大多數石煤采用硫酸浸液.在釩被浸出的同時,石煤中其它離子也被浸出,所以釩浸出液中通常含月Fe2+、Mg2+、AI3+、PO3-4等離子,這些離子將影響沉釩質量,在沉釩前需要進行凈化處理.
石煤破碎、球磨、培燒工序都是濕法冶金常用的生產工藝,有所區別的是各地礦石成份不同,釩含量價位不同,培燒添加劑也不同,浸出方式根據轉化率采用酸浸,堿浸,水浸等,其中酸浸居多,由于化學體系不同,酸性浸出液處理藝百家百樣,是石煤提釩大規模工業生產的瓶頸.
1.3浸出液釩富集及除雜處理
浸出液中釩含量較低,不能直接沉釩,通常要進行濃縮,富集釩的濃度.傳統工藝采用水解法從含V2O5 3g/L的浸出液中沉淀粗釩,粗釩再經過堿溶液除雜后獲得富釩溶液.將氯化銨加入富釩溶液中,獲得偏釩酸銨.近幾年提釩工藝發生變化,省去沉粗釩工序,直接從含釩稀溶液獲得富釩溶液或多聚釩酸銨.改進的工藝有(1)溶劑萃取法提釩；(2)離子交換法提釩；(3)酸浸液凈化—酸性銨鹽沉釩.
離子交換法提釩,一般要用堿中和溶液PH值,把PH值為1的浸出液調正到PH3.5-4后,進行樹脂離子交換.最近有資料報導高酸上柱,浸出液PH值調正至1.8-2.2時上柱.現行離子交換法存在交換前需要調正PH值,浪費資源,交換時間長,一般20個小時以上.
現行石煤提釩工藝酸性浸出液釩富集除雜,由于酸的存在使釩與雜質分離.釩的富集非常困難,只有利用釩在不同酸堿條件下生成不同的鹽進行分離,大流量浸出液,多次變化溶液PH值,耗費大量酸堿,同時需要大容量生產設備,因為生產工藝不同,各廠家生產設備差異很大,提釩設備不統一,造成產能擴大、維修帶來了不便.
2浸出液脫酸處理
2.1浸出液脫酸處理工藝
酸性浸出液由于成份復雜,加之在酸性條件下,金屬離子分離困難,去除酸分子,釩離子和雜質離子在中性溶液中,離子發生重新組合,釩離子和雜質易分離,釩離子富集可以用濃縮能力更強的設備實施.浸出液脫酸處理,將徹底改變石煤提釩生產工藝,是石煤提釩徹底改變.
2.2浸出液脫酸處理應用
3討論
3.1不同添加劑,不同礦石,不同濃度的硫酸制備的浸出液,經過脫酸處理,中性浸出液濃縮提釩及除雜處理更為容易,處理工藝和生產設備更為簡單.
3.2浸出液脫酸處理后,可以采用傳統的釩富集工藝和設備,也可以采用物理分離設備,處理能力大,分離速度快,能大幅度提高生產能力,適合大規模工業生產.
3.3在酸將釩以固態礦石轉化到酸溶液中時,第一時間把酸分離出來,制成再生酸,直接返回浸出工序,循環使用節約資源；浸出液脫酸處理,使釩濃縮排放的尾液是中性,從根本上解決酸污染問題,使石煤提釩徹底告別酸污染,使石煤提釩發展更迅速.
4結束語
浸出液脫酸處理可以使復雜多樣不同的浸出液變成為中性浸出液.把復雜的酸堿提釩工藝簡單化,改寫石煤提釩的歷史,徹底解決石煤提釩的酸污染問題使石煤提釩進入清潔化生產序列.
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