论湿法冶金提钒浸出的新工艺

张静

【摘要】为了提取到更多的钒元素，采用新工艺是发展必然趋势。本文对湿法从矿石中提取钒浸出进行探讨，给提取钒的研究提供参考依据。

【关键词】湿法冶金；新工艺；提钒浸出

1 前言

钒属于一种过渡性的金属元素，因为这种元素遍布在自然界中，所以也叫稀散元素。并且钒被广泛使用在合金、有色金属、钢铁等多个领域之中，是工业中一个重要元素。传统方法提钒一直存在污染严重、进出率低以及控制温度范围比较窄的问题，因此对提钒工艺的研究主要重要价值。

2 湿法提钒新工艺

湿法提钒属于一种新工艺，即将钒矿进行脱碳之后，就将原矿破碎成为-4mm，采用酸液进行搅拌，并且加入粘合剂及助浸剂，放上一段时间后，就放入一定的温度环境下进行熟化，就能把不溶性的三价钒变成了可溶的四价钒，之后通过堆浸就让钒的浸出率超过了92%以上。

2.1 矿样基本性质

本文研究中所用矿样是从湖南衡阳的钒矿，矿样分成了1#、2#两种。矿样中所含的化学元素如下表所示：

表1 矿样中所含的化学元素

从上表中就能够看出来，这两种矿样的性质存在较大的差异，1#矿样是一种次生的氧化矿，这种矿样中基本上都没有含碳，为土黄色，比重不大，很容易破碎；而2#矿样中含有大量的碳与硫，具有较高的烧失量，其中钒为有价金属，而比较常规的金属如硅、钾、钙等，是一种石煤的原生矿，其中含有大量的碳量，呈现为黑色，比重也比较大，极难破碎。

2.2 矿样预处理的影响条件分析

1）破碎粒度；对2号矿样进行了焙烧脱碳之后，就以1#：2#=4：1的比例进行混合，混合之后就形成了综合矿样。原矿的综合品位大约是1.34%。而破碎到-10，-8，-6以及-4mm后将比例为18%的浓硫酸加进去。在1300C的温度环境下预处理10个小时，取出100g矿石，之后达到矿样：自来水=1：2，进行3小时的搅拌浸出，进行过滤、洗渣、测量渣的品位，对渣的进出率进行计算。粒度越小浸出率就越高，一般而言-4mm粒度就能够达到要求。

2）硫酸的量；当破碎粒度达到了-4mm之后，就要将不同量硫酸加进去，并且在1300C温度环境下预加热10个小时，形成固液比为：矿样：自来水=1：2，搅拌浸出3个小时后过滤、洗渣、测品位，最终计算出浸出率。通过计算可知酸耗量一般为18%最佳。

3）助浸剂LK；要增大钒的浸出率，就必须要对不可溶的三价钒适量进行氧化还原，成为了可溶性四价钒，不能形成为五价钒，必须要选择合理的助浸剂。破碎到-4mm后，，取出100g矿石，将比例为18%的浓硫酸加进去，在1300C的温度环境下预处理10个小时，进行3小时的搅拌浸出，进行过滤、洗渣、测量渣的品位，对渣的进出率进行计算，最终确定助浸剂LK使用2.0kg/（t.矿石）最佳。

采取同样方法测出处理过程中的温度达到1300C之后，得到的浸出率大约达到了90%，效果比较好。而预处理的时间基本上在10个小时，得到比较理想的进出率。

2.3 柱浸

确定好了预处理各种条件，就要在实验室中进行柱浸实验，采用了LN1，LN2，LN3，LN4几种粘合剂进行实验。

1）选择粘合剂；因为矿样的颗粒比较细，渗透性不好，如果采取直接堆浸根本无法进行，所以就需要使用粘合剂，主要是用来耐酸。

取5.0kg破碎后的综合矿，加入了18%的浓硫酸及助浸剂，经过了24小时后再将2%的粘合剂拌入，同时将适量的水制粒加入进去。升温到1300C后保温10个小时，冷却到室温后进行装柱，用水淋浸到强度为10L/（m2.h），之后再逐渐增大，当和淋浸终点靠近时对渗透速度进行测定，LN1和LN3的效果均比较好，经过了淋浸之后颗粒完好，并且浸投的速度也比较大。

2）粘合剂互配；取5.0kg破碎后的综合矿，加入了18%的浓硫酸及助浸剂，经过了24小时候后，按照表4中LN1和LN3形成的5种组合拌入，同时加入适量的水制粒。升温到1300C后保温10个小时，冷却到室温后进行装柱，用水淋浸到强度为10L/（m2.h），之后再逐渐增大到20L/（m2.h），测定出最大的渗透速度。因要体现出矿样粒子好坏，通过压实度及淋浸后的最大渗流速度展示矿堆好坏。最终百分比越大，表明比较容易压实，粒子极易泥化，矿粒的下降也就比较严重，矿粒的湿强度不大。从表4中就能够看出，使用了0.5%LN1和1.5%LN3形成综合粘合剂的效果最佳，而且颗粒也比较完好，渗透性的速度也比较大。

2.4 柱浸

通过柱浸实验对堆浸浸出可行性进行验证，并且还能够对粘合剂可行性进行验证。取出15kg破碎好的综合矿样，矿石的含水率2.5%，将18%的浓硫酸拌入，待24小时之后将0.5%LN1和1.5%LN3组合粘合剂拌入，同时将适量的水制粒加入，温度达到1300C后保温10个小时，，冷却到室温后进行装柱，用水淋浸到强度为10L/（m2.h），之后再逐渐增大到20L/（m2.h），每天采用1.5L的自来水进行淋浸8个小时，并且每天都要测定流出液体的体积及钒浓度，确保矿石的含水率达到2.5%，接近淋浸终点时测定出最大的渗透速度，测量尾矿渣的品位。最终得知矿石中不施加粘合剂，矿石的渗透性较差，也不宜进行堆浸，当加入了2%的0.5%LN1和1.5%LN3组合粘合时，柱浸的效果最佳。

3 结论

采用新工艺后，不需要细磨矿石，分离固液简单，较高的浸出率等各种优点，还能够降低污染和节约投资，而且浸出率达到了92%以上，其柱浸效果也比较明显。因此，这种新工艺值得广泛使用。

【參考文献】

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[3]鲁兆伶.用酸法从石煤中提取五氧化二钒的试验研究与工业实践[J].温法冶金，2010（4）.