硅质岩钒矿中无污染提取五氧化二钒的新工艺研究

五氧化二钒有着广泛的应用，市场前景很好。随着国际国内市场五氧化二钒价格的暴涨，各地纷纷上马提钒项目。但在提钒过程中，不仅钒回收率低，而且造成了严重的环境污染和资源浪费。本文研究了一种无污染焙烧高回收率的提钒新工艺。本实验针对河南省某公司的硅质岩钒矿，分别采用直接酸浸提钒与氧化焙烧-酸浸提钒、P204体系与TOA体系的萃取钒以及沉钒的工艺研究，提出了一种无污染的焙烧、高回收率的提钒新工艺。氧化焙烧-酸浸试验研究表明：硅质岩钒矿不焙烧直接酸浸的浸出率比较低，不超过25％，而通过氧化焙烧后矿样中钒的浸出率大大的提高。在硅质岩钒矿中添加质量比6％苛化泥，在850℃下，焙烧3h，然后用质量浓度为10％的H2S4，液固比为2：1，在70～80℃温度下，搅拌浸取2～3h，钒的浸出率可以达到75％以上。与传统的钠化焙烧相比，采用苛化泥作焙烧添加剂，既解决了生产中的废气污染问题，又能综合利用资源，具有成本低、无污染等优点，有良好的经济效益、环保效益和社会效益。萃取试验研究表明：TOA体系比P204体系对萃取氧化焙烧-酸浸液中的钒具有更好的效果，并且可以简化工艺。采用TOA体系萃取时，浸出清液在萃取之前只要加入氨水将pH调到2.7～2.8之间；然后用配比2.5％TOA+1.5％TBP+96％磺化煤油的萃取剂，在相比（O／A）=1：4；接触时间为2min，静置时间5min条件下进行1级萃取，萃取率高达95％。反萃取时，用0.5～0.7mol／L的Na2CO3在反萃相比（O／A）=2：1，进行2级反萃，反萃率可达98％以上，反萃液可直接用于沉钒。沉钒试验研究表明：可以通过在反萃液中加入氯化铵直接沉淀出多钒酸铵，对于含钒在18～21g／L的溶液，使用铵盐在酸性条件下沉钒的最佳工艺条件是：pH=5，K（加铵系数）=2.5，温度为90℃，时间120min。沉钒率大于97％，钒总回收率在70％以上，煅烧后产品纯度大于98％，达到国家标准（GB3283-87）。