論濕法冶金提釩浸出的新工藝

張靜

【摘要】為了提取到更多的釩元素，采用新工藝是發(fā)展必然趨勢。本文對濕法從礦石中提取釩浸出進(jìn)行探討，給提取釩的研究提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】濕法冶金；新工藝；提釩浸出

1 前言

釩屬于一種過渡性的金屬元素，因?yàn)檫@種元素遍布在自然界中，所以也叫稀散元素。并且釩被廣泛使用在合金、有色金屬、鋼鐵等多個領(lǐng)域之中，是工業(yè)中一個重要元素。傳統(tǒng)方法提釩一直存在污染嚴(yán)重、進(jìn)出率低以及控制溫度范圍比較窄的問題，因此對提釩工藝的研究主要重要價值。

2 濕法提釩新工藝

濕法提釩屬于一種新工藝，即將釩礦進(jìn)行脫碳之后，就將原礦破碎成為-4mm，采用酸液進(jìn)行攪拌，并且加入粘合劑及助浸劑，放上一段時間后，就放入一定的溫度環(huán)境下進(jìn)行熟化，就能把不溶性的三價釩變成了可溶的四價釩，之后通過堆浸就讓釩的浸出率超過了92%以上。

2.1 礦樣基本性質(zhì)

本文研究中所用礦樣是從湖南衡陽的釩礦，礦樣分成了1#、2#兩種。礦樣中所含的化學(xué)元素如下表所示：

表1 礦樣中所含的化學(xué)元素

從上表中就能夠看出來，這兩種礦樣的性質(zhì)存在較大的差異，1#礦樣是一種次生的氧化礦，這種礦樣中基本上都沒有含碳，為土黃色，比重不大，很容易破碎；而2#礦樣中含有大量的碳與硫，具有較高的燒失量，其中釩為有價金屬，而比較常規(guī)的金屬如硅、鉀、鈣等，是一種石煤的原生礦，其中含有大量的碳量，呈現(xiàn)為黑色，比重也比較大，極難破碎。

2.2 礦樣預(yù)處理的影響條件分析

1）破碎粒度；對2號礦樣進(jìn)行了焙燒脫碳之后，就以1#：2#=4：1的比例進(jìn)行混合，混合之后就形成了綜合礦樣。原礦的綜合品位大約是1.34%。而破碎到-10，-8，-6以及-4mm后將比例為18%的濃硫酸加進(jìn)去。在1300C的溫度環(huán)境下預(yù)處理10個小時，取出100g礦石，之后達(dá)到礦樣：自來水=1：2，進(jìn)行3小時的攪拌浸出，進(jìn)行過濾、洗渣、測量渣的品位，對渣的進(jìn)出率進(jìn)行計算。粒度越小浸出率就越高，一般而言-4mm粒度就能夠達(dá)到要求。

2）硫酸的量；當(dāng)破碎粒度達(dá)到了-4mm之后，就要將不同量硫酸加進(jìn)去，并且在1300C溫度環(huán)境下預(yù)加熱10個小時，形成固液比為：礦樣：自來水=1：2，攪拌浸出3個小時后過濾、洗渣、測品位，最終計算出浸出率。通過計算可知酸耗量一般為18%最佳。

3）助浸劑LK；要增大釩的浸出率，就必須要對不可溶的三價釩適量進(jìn)行氧化還原，成為了可溶性四價釩，不能形成為五價釩，必須要選擇合理的助浸劑。破碎到-4mm后，，取出100g礦石，將比例為18%的濃硫酸加進(jìn)去，在1300C的溫度環(huán)境下預(yù)處理10個小時，進(jìn)行3小時的攪拌浸出，進(jìn)行過濾、洗渣、測量渣的品位，對渣的進(jìn)出率進(jìn)行計算，最終確定助浸劑LK使用2.0kg/（t.礦石）最佳。

采取同樣方法測出處理過程中的溫度達(dá)到1300C之后，得到的浸出率大約達(dá)到了90%，效果比較好。而預(yù)處理的時間基本上在10個小時，得到比較理想的進(jìn)出率。

2.3 柱浸

確定好了預(yù)處理各種條件，就要在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行柱浸實(shí)驗(yàn)，采用了LN1，LN2，LN3，LN4幾種粘合劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1）選擇粘合劑；因?yàn)榈V樣的顆粒比較細(xì)，滲透性不好，如果采取直接堆浸根本無法進(jìn)行，所以就需要使用粘合劑，主要是用來耐酸。

取5.0kg破碎后的綜合礦，加入了18%的濃硫酸及助浸劑，經(jīng)過了24小時后再將2%的粘合劑拌入，同時將適量的水制粒加入進(jìn)去。升溫到1300C后保溫10個小時，冷卻到室溫后進(jìn)行裝柱，用水淋浸到強(qiáng)度為10L/（m2.h），之后再逐漸增大，當(dāng)和淋浸終點(diǎn)靠近時對滲透速度進(jìn)行測定，LN1和LN3的效果均比較好，經(jīng)過了淋浸之后顆粒完好，并且浸投的速度也比較大。

2）粘合劑互配；取5.0kg破碎后的綜合礦，加入了18%的濃硫酸及助浸劑，經(jīng)過了24小時候后，按照表4中LN1和LN3形成的5種組合拌入，同時加入適量的水制粒。升溫到1300C后保溫10個小時，冷卻到室溫后進(jìn)行裝柱，用水淋浸到強(qiáng)度為10L/（m2.h），之后再逐漸增大到20L/（m2.h），測定出最大的滲透速度。因要體現(xiàn)出礦樣粒子好壞，通過壓實(shí)度及淋浸后的最大滲流速度展示礦堆好壞。最終百分比越大，表明比較容易壓實(shí)，粒子極易泥化，礦粒的下降也就比較嚴(yán)重，礦粒的濕強(qiáng)度不大。從表4中就能夠看出，使用了0.5%LN1和1.5%LN3形成綜合粘合劑的效果最佳，而且顆粒也比較完好，滲透性的速度也比較大。

2.4 柱浸

通過柱浸實(shí)驗(yàn)對堆浸浸出可行性進(jìn)行驗(yàn)證，并且還能夠?qū)φ澈蟿┛尚行赃M(jìn)行驗(yàn)證。取出15kg破碎好的綜合礦樣，礦石的含水率2.5%，將18%的濃硫酸拌入，待24小時之后將0.5%LN1和1.5%LN3組合粘合劑拌入，同時將適量的水制粒加入，溫度達(dá)到1300C后保溫10個小時，，冷卻到室溫后進(jìn)行裝柱，用水淋浸到強(qiáng)度為10L/（m2.h），之后再逐漸增大到20L/（m2.h），每天采用1.5L的自來水進(jìn)行淋浸8個小時，并且每天都要測定流出液體的體積及釩濃度，確保礦石的含水率達(dá)到2.5%，接近淋浸終點(diǎn)時測定出最大的滲透速度，測量尾礦渣的品位。最終得知礦石中不施加粘合劑，礦石的滲透性較差，也不宜進(jìn)行堆浸，當(dāng)加入了2%的0.5%LN1和1.5%LN3組合粘合時，柱浸的效果最佳。

3 結(jié)論

采用新工藝后，不需要細(xì)磨礦石，分離固液簡單，較高的浸出率等各種優(yōu)點(diǎn)，還能夠降低污染和節(jié)約投資，而且浸出率達(dá)到了92%以上，其柱浸效果也比較明顯。因此，這種新工藝值得廣泛使用。

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