《全球铁合金网》:石煤提炼钒技术:我国的石煤资源十分丰富,预计石煤中钒的总储存量为钒钛磁铁矿中钒总储存量的七倍。但石煤中含钒品位各矿相差甚大。目前条件下石煤含钒超过0.8%,才有开采价值。美国内华达州含钒页岩分为风化页岩(V2O30.93%)和碳质页岩(V2O50.84%)。我国石煤资源集中在南方各省,现有钒的厂20多家,年产量为2500~3000吨,成本2.5~30万元/吨。
石煤提钒采用加食盐焙烧、浸出、萃取、沉淀偏钒酸铵的生产工艺。含钒碳质页岩是用于烧锅炉或液态化床发电的脱碳燃烧,在燃烧过程中钒富集在烟灰中,富集钒烟灰加NaCl或Na2Co3进行氧化钠化焙烧,使钒转变为水溶性的NaVO3和Na2V2O5.
4FeOV2O3+4Na2CO3+5O2=4Na2OV2O5+2Fe2O3+4Co2
NaCl+1/2O2= Na2O+Cl2
Na2O+V2O3=2NaVO3
用热水浸出钠化焙烧产物,钒酸钠和偏钒酸钠便溶于热水而与大部分不溶杂质分离,含钒浸出液经提纯和分离,产出钒的纯化合物。
美国内华达对含钒页岩提钒流程:
页岩
↓
破碎、团球
↓
竖炉焙烧
↓ H2O
残渣←弱酸浸出 H2SO4
NH3 ↓
浸出液除硅↙ ↘
硅渣
↓
萃取(三级)
萃取有机相 萃取废液
↓
再生萃取 ←二级反萃 ←NaCO3 溶液
有机相 ↓
含钒溶液
↓
NH4Cl →钒酸铵沉淀
↓
过滤、洗涤、干燥→废液
↓
偏钒酸铵成品
在中国,已建有从含钒石煤中提取钒的工厂,各厂根据其资源特点开发出具有一定特点的提钒工艺流程,他们的原则流程是:
石煤提钒的原则流程:
石煤破碎、磨矿
↓
加水→配料←NaCl
↓
成球
↓
平窑焙烧
↓
水浸
↙ ↘ ↙H2SO4或HCL
浸出渣 浸出液
↙ ↘
粗钒 废水
↓
NAOH → 碱熔
↓ NH4CL
水溶
↙ ↘
废水 偏钒酸铵
↓
热分解
↓
五氧化二钒
石煤提钒的新工艺有:1.石煤加食盐,沸腾焙烧—酸浸—离子交换法。2.石煤无盐焙烧—酸浸—溶剂萃取法。3.酸浸—中间盐提钒
新工艺的所谓新,集中在二个环节上,首先是焙烧所采用的炉型,由平窑焙烧转而使用沸腾炉,回转窑,竖炉等,结果是竖炉的操作条件不容易控制,还未在工业上大规模应用。回转窑广泛应用于钒渣的钠化氧化焙烧,但对于含硅(SiO2)较高(65%--68%)石煤,页岩钒矿,钼钒矿,在焙烧过程中容易出现粘窑、结圈、影向回转窑正常操作和钒的转化率,故不宜作为此类矿石的焙烧设备,作为石煤焙烧设备最好是沸腾炉。
其次的环境是溶液的处理,除已有的化学沉淀法外引用了离子交换法和溶剂萃取技术,由于新技术的引用,可以带来技术指标的提高,减少废水的处理,视操作的差异,可能影响加工成本。