槐樹坪釩礦浸出方法研究

李 龍

（陜西秦楓科技有限責(zé)任公司，陜西 西安 710065）

目前提釩工藝中采取的主要是鈉化焙燒法,火法-濕法聯(lián)用工藝是目前工業(yè)上從石煤中提取釩應(yīng)用較多的技術(shù)，主要有鈉化焙燒-水浸工藝、鈣化低鈉焙燒-堿浸工藝、空白焙燒-堿浸工藝(直接焙燒)和加酸焙燒冰浸工藝等。槐樹坪釩礦當(dāng)前采用了空白焙燒-低酸浸出-離子交換-除雜-偏釩酸銨沉釩工藝，本文著重分析了槐樹坪釩礦利用隧道窯焙燒后，稀酸浸出的實(shí)驗(yàn)路線，使釩的浸出率達(dá)到80%以上，為后續(xù)工藝明確了相關(guān)技術(shù)條件，為設(shè)備選型提供了依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

（1）原礦多元素分析。對(duì)槐樹坪釩礦平硐分段取得的礦樣制樣縮分后制成綜合樣，進(jìn)行多元素分析，結(jié)果見表1。

（2）巖礦鑒定。礦石含礦巖性為碳硅質(zhì)板巖和碳泥硅質(zhì)板巖，巖石主要由石英、長石，其次為碳質(zhì)、絹云母等；金屬礦物黃鐵礦、褐鐵礦呈浸染狀-星點(diǎn)狀分布，此外有少量金紅石呈星點(diǎn)狀分布。礦體圍巖為白云巖，巖石主要由白云石組成，此外有少量方解石和石英。一定量方解石、白云石存在對(duì)原礦直接酸浸提釩不利。

（3）礦石物質(zhì)組成。礦石的化學(xué)成分主要是SiO2，其次是Fe、Al2O3、Ba等，可利用的元素是V2O5，含量為1.04%，無可綜合回收元素[1]。有害元素S主要以硫化物（黃鐵礦、黃銅礦）和硫酸鹽（重晶石）的形式存在。釩主要賦存鐵鋁礦物中，占釩總量約57.03%；其次是云母中的釩，占36.12%；難溶硅酸鹽中的釩很少，約占6.85%。

表1 原礦多元素分析結(jié)果

2 浸出試驗(yàn)工藝流程

釩礦樣經(jīng)兩級(jí)破碎至-25mm,通過磨礦機(jī)磨細(xì)至-200目≥80%，加水?dāng)嚢韬筮\(yùn)至陳化庫均化和陳化，陳化好的礦粉72小時(shí)后輸送至擠出機(jī)成型，自動(dòng)切條制磚，碼胚機(jī)自動(dòng)碼胚，每塊磚濕重3.66kg，含水率（干基）20.32%，然后裝入窯車進(jìn)入隧道窯焙燒?；睒淦衡C礦制好的窯磚為17孔磚，外形尺寸240×120×90mm，單塊濕磚重3.66Kg，分別裝入4.2×3.2m窯車，經(jīng)4.6×79m烘干窯烘干、進(jìn)入4.6×192m隧道窯焙燒，焙燒總時(shí)間60小時(shí)，窯內(nèi)最高溫度880±20℃，樣磚放置上層溫度約為860℃。

燒成后單塊磚重量2.9Kg，除個(gè)別有裂紋外，其余外觀均良好，在干燥及焙燒過程無倒垛發(fā)生[2]。

（1）隧道窯燒成磚的浸出料漿比重。將隧道窯燒成磚磨細(xì)至-80目，該燒成熟料堆角為53°。稱取200g熟料，加入300mL水，料漿體積在22℃時(shí)為390mL，比重為1.28g/mL；55℃時(shí)體積為400mL，比重為1.25g/mL。

（2）隧道窯燒成磚的浸出驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。將按照粒級(jí)和劃分的17孔磚進(jìn)行編號(hào)為1、2、3、4、5、6號(hào)樣，分別破碎、磨細(xì)至-80目，混勻，測(cè)五氧化二釩含量。各取焙燒熟料200g，加水300mL，濃硫酸5.5mL，浸出溫度20度，浸出時(shí)間60分鐘。

表2 槐樹坪釩礦制磚隧道窯焙燒熟料浸出試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，編號(hào)6的樣品浸出率較差，因?yàn)樵摼幪?hào)礦樣為小于100目占比60%，粒度粗大，在該熟料破碎磨粉過程中，發(fā)現(xiàn)了大量未氧化碳粒。結(jié)合表2的試驗(yàn)結(jié)果分析，槐樹坪釩礦在做隧道窯焙燒試驗(yàn)溫度與小試最佳焙燒溫度相差了50℃～80℃，影響轉(zhuǎn)浸率5%～8%。因此，可考慮對(duì)浸出方式加以改進(jìn)，以期提高釩轉(zhuǎn)浸率。

（3）一次浸出時(shí)間對(duì)釩浸出率的影響。本次浸出選用5號(hào)焙燒熟料，磨礦粒度小于80目，混勻后測(cè)得其五氧化二釩含量為1.20%。取該焙燒熟料2000g，加水3000mL，濃硫酸55mL，浸出溫度20℃。浸出20分鐘后每隔10分鐘分析一次即時(shí)浸出液與浸出渣的含釩情況，計(jì)算即時(shí)浸出率。可以看出，在一次酸浸的條件下，浸出時(shí)間達(dá)到60分鐘后，釩浸出率穩(wěn)定在80%左右，再延長浸出時(shí)間浸出率不變。

3 浸出方法研究

（1）一次循環(huán)浸出實(shí)驗(yàn)。按照浸出方法的不同進(jìn)行分階段實(shí)驗(yàn)。共浸出10次，試驗(yàn)結(jié)果為平均浸出率為70.23%，比一次浸出的浸出率低10%左右，說明吸附尾液直接返回配置浸出液，影響釩浸出率10%左右。

（2）二次循環(huán)浸出。二次循環(huán)浸出試驗(yàn)的其它條件與一次循環(huán)浸出試驗(yàn)相同。共進(jìn)行了十次試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為平均浸出率為74.83%，與返回配置一次浸出液相比，可使釩的浸出率提高4.6%。將吸附尾液用石灰中和后再返回浸出共進(jìn)行十次試驗(yàn)，浸出率為79.98%，比吸附尾液不中和直接返回浸出的浸出率提高了5.15%，且與用清水加硫酸一次浸出的浸出率相近，說明吸附尾液用石灰中和后再返回浸出，與用水一次浸出結(jié)果相近。

（3）二次逆流浸出。二次逆流浸出試驗(yàn)的其它條件與二次循環(huán)浸出試驗(yàn)相同，只是離子交換尾液經(jīng)RO處理。共進(jìn)行了十次試驗(yàn)?；睒淦衡C礦最終選定的浸出方式是二次逆流循環(huán)浸出，吸附尾液做水處理后循環(huán)使用，此時(shí)釩浸出率可以達(dá)到85%。

4 結(jié)語

槐樹坪釩礦采用焙燒-浸出工藝提取五氧化二釩，焙燒要求的溫度雖然較高，但焙燒溫度范圍較寬，試驗(yàn)的860-975℃均可達(dá)到高的釩轉(zhuǎn)浸率；這些對(duì)該釩礦的工業(yè)化生產(chǎn)順利實(shí)施是非常有利的?；睒淦衡C礦含碳4.56%，發(fā)熱值約350kcal/kg，采用焙燒提釩工藝可以充分利用其熱值，能耗較低。石煤釩礦焙燒-浸出工藝易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，是成熟的生產(chǎn)工藝，對(duì)環(huán)境友好，能達(dá)到政府環(huán)保部門的要求。槐樹坪釩礦采用隧道窯焙燒試驗(yàn)，釩浸出率穩(wěn)定在85%以上，綜合回收率達(dá)到80.96%，這個(gè)浸出率與回收率在硅質(zhì)巖型釩礦（含石煤）提取五氧化二釩的工藝中是相當(dāng)高的，處于領(lǐng)先地位；并且浸出過程硫酸消耗量較低，只有25-30L/噸熟料。

[1]曹繼石.煤中五氧化二釩的提取新工藝研究.湖南大學(xué),2011.

[2]田宗平.石煤釩礦提取五氧化二釩工藝研究與工業(yè)實(shí)踐.無機(jī)鹽工業(yè),2011：39.