一、工艺流程
石煤钒矿石破碎→烘干→球磨→加盐制球→焙烧→水浸→离子交换→沉淀→偏钒酸铵热解→五氧化二钒。
含钒石煤矿石经破碎、烘干、球磨至-80目占90%以上,加氯化钠制球,球粒在750~850℃下焙烧2~4 h后,用水静态浸出。浸出液中钒质量浓度1~3 g/L,浸出渣堆放。采用717强碱性阴离子树脂以离子交换法富集浸出液中的钒,用氯化钠解吸。解吸液中钒质量浓度达18~22g/L,加硫酸铵或氯化铵沉淀钒得偏钒酸铵,偏钒酸铵在550℃下热解得五氧化二钒产品。
二、工艺原理及应用
钠化焙烧过程中发生如下反应:
xNa2O·yV2O5+xCl2↑,
当有水蒸气存在时发生以下反应:
yV2O+2xNaCl+xH2O→
xNa2O·yV2O5+2xHCl↑
氯化钠单独在空气中高温加热(熔点808℃)基本上不分解,但在某些物质,如铁、锰、SO3、V2O5等存在时会发生分解,产生氯气或氯化氢气体,氧化矿物晶格中的钒,使生成xNa2O·yV2O5:
yV2O5+xNa2O→xNa2O·yV2O5
钒酸钠在水溶液中很容易溶解,使钒转入溶液。
钠化焙烧工艺是一种经典的提钒工艺,钒总收率40%~50%。成本在4万~5万元/t,因生产过程中产生氯化氢、氯气等有毒有害气体,对环境有污染,所以目前已较少采用。