从石煤中提钒工艺实例

我国湘、鄂、浙、皖、赣、桂、川、陕、黔各省富产石煤。石煤中V₂O₅品位在0.3%～1%之间。品位虽然不高，但储量却占全国钒储量的87%，达1.18亿t V₂O₅。

石煤中钒主要赋存于钒云母、含钒黏土中。在钒云母中钒以三价态存在，而在黏土中则以五价态存在。因此在石煤提钒时需要氧化焙烧，以使低价钒氧化成五价钒。从我国典型的石煤矿来看，大约有70%～80%是以三价钒状态存在。我国石煤提钒的现状如下：

一、加食盐氧化钠焙烧

至20世纪70年代末，我国传统的提钒工艺为加食盐氧化钠化焙烧。每100kg矿石配加食盐量约为10～20kg（个别也加Na₂SO₄）。温度750～850℃，时间1～4h，转化率60%～78%。焙烧用平窑。焙烧料水浸率88%～93%。水解沉钒，钒收率92%～96%，产品V₂O₅纯度大于98.5%，总回收率低于50%。

该工艺简单易行，投资少，见效快。主要缺点为钒回收率低，同时焙烧产生的HCl、Cl₂、SO₂气体以及酸性水解沉钒废液都严重污染环境。

二、流态化焙烧、酸浸、离子交换工艺

由湖南省煤炭科研所与长沙有色冶金设计院共同开发，并已在湖北生产，使钒回收率有显著提高。钒的总回收率约为65%，精V₂O₅品位大于99%。

三、石煤无盐焙烧、酸浸、溶剂萃取法

由湖南省煤炭科研所与湘西双溪煤矿共同开发并已投入生产。其工艺流程见图1。浸取剂用硫酸，萃取剂用15% N263、3%仲辛酸、82%磺化煤油。pH＝7，相比O/A＝2/1，一级萃取30min。反萃液用2% NH₄Cl＋1% NH₄OH，相比O/A＝2/1，级数1级。焙烧转浸率大于55%，酸浸取率为98%，萃取率为99.8%，钒总收率约50%。成本下降20%～25%，气体污染减轻，废水减少。

图1  石煤无盐焙烧萃取法流程