專利名稱：一種用于石煤提釩工藝的在線循環(huán)方法
技術領域：
本發(fā)明屬于石煤提釩技術領域。具體涉及一種用于石煤提釩工藝的在線循環(huán)方法。
背景技術：
石煤是我國獨特的、重要的一種含釩資源。石煤中的釩主要以低價態(tài)形式賦存于 云母等礦物晶格中，從石煤中提取釩，必須將釩從云母相中解離出來。破壞石煤中含釩云母 晶格結(jié)構(gòu)最有效的方法是高溫氧化焙燒，現(xiàn)有的石煤提釩工藝多為"脫碳_鈉化焙燒_水 浸_酸浸_離子樹脂交換_酸性銨鹽沉釩_脫氨煅燒"，盡管該提釩工藝操作簡單，但工藝 過程中亦產(chǎn)生大量的廢氣、廢水和廢渣鈉化焙燒產(chǎn)生酸性氣體，其中含有HC1、C12、S02 ;脫 氨煅燒和吹脫沉釩母液產(chǎn)生氨氣，這些氣體都需經(jīng)過處理才能排放；工藝過程中產(chǎn)生的廢 水是水浸液經(jīng)過離子樹脂吸附后形成的吸附下液，以及銨鹽沉釩后的沉釩母液；吸附下液 雖可直接排放，但也會浪費寶貴的水資源；沉釩母液pH值為3左右且含有8000 lOOOOmg/ L的NH4+，需經(jīng)處理后才能達到排放標準；酸浸液也需經(jīng)過處理后才可回收其中的釩。在環(huán) 保日益重視、倡導節(jié)能減排的今天，對工藝過程中產(chǎn)生的廢氣、廢水及相應的渣等都需進行 合理的處理，達到相應的排放標準。為此，已引起科技人員的關注"鈉化焙燒法生產(chǎn)五氧化二釩的廢氣處理方法"(CN101322907A)專利技術公開了 一種鈉化焙燒法生產(chǎn)五氧化二釩的廢氣處理方法，采用由三個多功能塔和多個循環(huán)水池組 成的循環(huán)系統(tǒng)來消除廢氣。"五氧化二釩生產(chǎn)中的廢氣治理及其綜合利用技術"(CN100998931A)專利技術公 開了一種五氧化二釩生產(chǎn)廢氣治理及其綜合利用技術。采用廢氣降溫、石灰乳噴霧中和、生 石灰顆粒過濾吸收除濕三步處理，廢氣降溫處理產(chǎn)生的冷凝液和石灰乳噴霧處理后的石灰 乳澄清液，通過調(diào)節(jié)pH值和蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、干燥脫水制取氯化鈣。"—種處理酸性沉釩廢水的工藝"(CN1406882A)專利技術公開了一種處理酸性沉 釩廢水的工藝。具體為先除鉻，再除氨，使最后排放的尾水鉻和氨都達到排放標準。
"—種含釩石煤鈉化焙燒煙氣凈化方法"(CN101069807A)專利技術公開了一種含 釩石煤鈉化焙燒煙氣凈化方法。該方法用石灰乳或石灰石乳做焙燒煙氣凈化劑，經(jīng)過吸收 HC1等酸性氣體后過濾，濾液加酸或堿調(diào)節(jié)pH值后，再加硫酸鈉轉(zhuǎn)型二次過濾，得到石膏和 氯化鈉溶液。 但上述這些技術方法均只是針對石煤提釩工藝過程中"三廢"的一種進行處理，且 其目的均在于將"三廢"進行無害化后排放，或在處理過程中獲得一些其他工業(yè)副產(chǎn)品，而 不是將"三廢"中的有效成分進行綜合利用，無法實現(xiàn)將"三廢"轉(zhuǎn)化為提釩工藝過程中所 需的中間產(chǎn)品循環(huán)利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服已有技術缺陷，目的是提供一種工藝簡單、流程合理、環(huán)境友好、節(jié)能減排、可降低生產(chǎn)成本的用于石煤提釩工藝的在線循環(huán)方法。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在現(xiàn)有的石煤原礦經(jīng)"脫碳_鈉化焙燒_水浸_酸浸_離子樹脂交換_酸性銨鹽沉釩_脫氨煅燒"的提釩工藝基礎上，采用的技術方案是
(1)用離子樹脂交換工序中產(chǎn)生的吸附下液對鈉化焙燒工序產(chǎn)生的酸性煙氣進行一級噴淋，經(jīng)一級噴淋形成的酸性溶液返回酸浸工序。 (2)將酸浸工序所得的酸浸液進行中和處理得富釩渣和處理液；富釩渣返回鈉化焙燒工序，處理液達標外排。 (3)酸性銨鹽沉釩工序產(chǎn)生的沉釩母液經(jīng)吹脫處理產(chǎn)生氨氣和堿性處理液，吹脫處理所得的氨氣和脫氨煅燒工序產(chǎn)生的氨氣用鹽酸溶液噴淋產(chǎn)生氯化銨，氯化銨返回酸性銨鹽沉釩工序；堿性處理液對經(jīng)一級噴淋的酸性煙氣進行二級噴淋，二級噴淋后煙氣排放，所形成的噴淋下液返回水浸工序。 所述的石煤原礦的五氧化二釩品位^ 0. 7% 。 所述的中和處理是先將五氧化二釩濃度為100 300mg/l的酸浸所得的低濃度含釩酸浸液預熱至20 45t:，再按物質(zhì)的量比為nv : nFe = 1 : 1 1 : 3向該酸浸液中加入FeS04 *71120，然后調(diào)節(jié)至pH = 4 6，在45 60。C條件下反應10 30min，最后經(jīng)固液分離得富釩渣和處理液。 由于采用上述技術方案，本發(fā)明在現(xiàn)有的石煤原礦經(jīng)"脫碳_鈉化焙燒_水浸_酸浸_離子樹脂交換_酸性銨鹽沉釩_脫氨煅燒"的提釩工藝基礎上，采用在線循環(huán)技術，即根據(jù)現(xiàn)有提釩工藝的自身特點，將所產(chǎn)生的廢氣、廢水，如吸附下液、酸性煙氣、氨氣、酸浸液和沉釩母液等進行綜合利用處理，使之形成工藝過程中能使用的中間產(chǎn)品，如酸性溶液、富釩渣、氯化銨等，循環(huán)利用于提釩工藝中。其特點在于 1、在離子樹脂交換工序中產(chǎn)生的吸附下液為含一定雜質(zhì)離子的中性溶液，將該溶
液用于對鈉化焙燒產(chǎn)生的酸性煙氣進行一級噴淋，溫度為30(TC左右的高溫酸性煙氣經(jīng)過
一級噴淋后，形成的溫度約為4(TC、濃度約為5%的酸性溶液用于提釩過程中的酸浸工序。
上述工藝將吸附下液和鈉化焙燒產(chǎn)生的酸性氣體轉(zhuǎn)變?yōu)樗峤ば蛩璧乃嵝匀芤?，既減少
了酸性工序中新添加酸的消耗，也處理了煙氣，又循環(huán)利用了吸附下液。 2、酸性銨鹽沉釩工序后產(chǎn)生多聚釩酸銨和沉釩母液，沉釩母液的溫度約8(TC，其
中含有8000 10000mg/L的NH4+，將該沉釩母液注入氨氣吹脫裝置中，加石灰乳調(diào)節(jié)pH值
至ll以上，吹脫出氨氣，使氨氣進入氨氣噴淋塔中。多聚釩酸銨煅燒制備五氧化二釩時分
解產(chǎn)生的氨氣，亦進入氨氣噴淋塔中，和沉釩母液吹脫產(chǎn)生的氨氣一并采用鹽酸溶液噴淋，
噴淋后形成的氯化銨返回酸性銨鹽沉釩工序。 3、酸浸工序產(chǎn)生的V205濃度約 100 300mg/L的酸浸液，進行中和處理先將酸浸液預熱至20 45t:，再按物質(zhì)的量比為nv : nFe=l : 1 1 : 3向該酸浸液中加入FeS04 71120，然后調(diào)節(jié)至pH = 4 6，在45 60。C條件下反應10 30min，最后經(jīng)固液分離得富釩渣和處理液；富釩渣返回鈉化焙燒工序，即相對提高了石煤原礦的品位，又可促進鈉化焙燒過程中低價釩的氧化，使酸浸液中的釩以水浸方式回收，顯著提高提釩效率；處理液可直接外排。 因此，本發(fā)明將工藝過程中產(chǎn)生的酸性煙氣、吸附下液、沉釩母液、氨氣以及處理酸浸液得到的富釩渣，經(jīng)過在線循環(huán)處理措施后形成酸性溶液、富釩渣、氯化銨等中間產(chǎn)品，均可回用于提釩工藝過程中。故本發(fā)明 1)工藝簡單，流程合理、降低了生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益；
2)將"三廢"轉(zhuǎn)化為工藝中所需的中間產(chǎn)品，真正變廢為寶；
3)環(huán)境友好、節(jié)能減排效果顯著。


圖1是本發(fā)明的一種工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的描述 —種用于石煤提釩工藝的在線循環(huán)方法本方法是在現(xiàn)有的石煤提釩工藝基礎上采用在線循環(huán)技術?，F(xiàn)有的石煤提釩工藝流程如圖1中的框圖虛線部分所示對五氧化二釩品位^ 0. 7%的石煤原礦采用脫碳、鈉化焙燒和水浸工序處理后，產(chǎn)生水浸液和水浸渣，鈉化焙燒中產(chǎn)生酸性煙氣；水浸液進行離子樹脂交換后得富釩液和吸附下液，富釩液經(jīng)酸性銨鹽沉釩工序得多聚釩酸銨和沉釩母液，多聚釩酸銨進行脫氨煅燒后制得V205產(chǎn)品同時產(chǎn)生氨氣；水浸渣進行酸浸處理得酸浸液和渣。 在該工藝的基礎上，本實施例采用的工藝流程如圖1的框圖實線部分所示
(1)用離子樹脂交換工序中產(chǎn)生的吸附下液對鈉化焙燒工序產(chǎn)生的30(TC左右的酸性煙氣進行一級噴淋，經(jīng)一級噴淋形成的溫度約4(TC、濃度約為5%的酸性溶液返回酸浸工序。 (2)將酸浸工序所得的V205濃度為100 300mg/L的酸浸液進行中和處理，即將該酸浸液預熱至20 45t:，再按物質(zhì)的量比為nv : nFe=l : 1 1 : 3向該酸浸液中加入FeS04 *71120，然后調(diào)節(jié)至pH = 4 6，在45 60。C條件下反應10 30min，最后經(jīng)固液分離得富釩渣和處理液；富釩渣返回鈉化焙燒工序后經(jīng)水浸和酸浸工序，所得的酸浸液依次循環(huán)，處理液達標外排。 (3)酸性銨鹽沉釩工序產(chǎn)生的沉釩母液溫度約80°C ，含有8000 10000mg/L的NH/，將該沉釩母液注入氨氣吹脫裝置中，加石灰乳調(diào)節(jié)pH值至11以上，經(jīng)吹脫處理產(chǎn)生氨氣和堿性處理液，氨氣進入氨氣噴淋塔中；多聚釩酸銨在550 60(TC下脫氨煅燒成V205產(chǎn)品時分解產(chǎn)生的氨氣，亦進入氨氣噴淋塔中。然后將吹脫處理所得的氨氣和脫氨煅燒工序產(chǎn)生的氨氣用鹽酸溶液噴淋產(chǎn)生氯化銨，氯化銨返回酸性銨鹽沉釩工序；堿性處理液對經(jīng)一級噴淋的酸性煙氣進行二級噴淋，二級噴淋后煙氣排放，所形成的噴淋下液返回水浸工序。 本具體實施方式
根據(jù)現(xiàn)有的提釩工藝的自身特點，將所產(chǎn)生的廢氣、廢水，如吸附下液、酸性煙氣、氨氣、酸浸液和沉釩母液等進行綜合利用處理，使之形成工藝過程中能使用的中間產(chǎn)品，如酸性溶液、富釩渣、氯化銨等，循環(huán)利用于提釩工藝中。 因此，本方法具有如下特點1)工藝簡單，流程合理、降低了生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益；2)將"三廢"轉(zhuǎn)化為工藝中所需的中間產(chǎn)品，真正變廢為寶；3)環(huán)境友好、節(jié)能減排效
果顯著。
權利要求
一種用于石煤提釩工藝的在線循環(huán)方法，對石煤原礦采用“脫碳-鈉化焙燒-水浸-酸浸-離子樹脂交換-酸性銨鹽沉釩-脫氨煅燒”提釩工藝，其特征在于(1)用離子樹脂交換工序中產(chǎn)生的吸附下液對鈉化焙燒工序產(chǎn)生的酸性煙氣進行一級噴淋，經(jīng)一級噴淋形成的酸性溶液返回酸浸工序；(2)將酸浸工序所得的酸浸液進行中和處理得富釩渣和處理液；富釩渣返回鈉化焙燒工序，處理液達標外排；(3)酸性銨鹽沉釩工序產(chǎn)生的沉釩母液經(jīng)吹脫處理產(chǎn)生氨氣和堿性處理液，吹脫處理所得的氨氣和脫氨煅燒工序產(chǎn)生的氨氣用鹽酸溶液噴淋產(chǎn)生氯化銨，氯化銨返回酸性銨鹽沉釩工序；堿性處理液對經(jīng)一級噴淋的酸性煙氣進行二級噴淋，二級噴淋后煙氣排放，所形成的噴淋下液返回水浸工序。
2. 根據(jù)權利要求1所述的用于石煤提釩工藝的在線循環(huán)方法，其特征在于所述的石煤 原礦的五氧化二釩品位^ 0. 7%。
3. 根據(jù)權利要求1所述的用于石煤提釩工藝的在線循環(huán)方法，其特征在于所述的中 和處理是先將五氧化二釩濃度為100 300mg/l的酸浸所得的低濃度含釩酸浸液預熱至 20 45。C，再按物質(zhì)的量比為nv : nFe = l : 1 1 : 3向該酸浸液中加入FeS04 7H20， 然后調(diào)節(jié)至pH = 4 6，在45 6(TC條件下反應10 30min，最后經(jīng)固液分離得富釩渣和 處理液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種石煤提釩工藝在線循環(huán)技術。其技術方案是對五氧化二釩品位≥0.7％的石煤原礦采用“脫碳-鈉化焙燒-水浸-酸浸-離子樹脂交換-酸性銨鹽沉釩-脫氨煅燒”提釩工藝。用吸附下液對酸性煙氣進行一級噴淋，形成酸性溶液用于酸浸工序；酸浸液進行中和處理得富釩渣和處理液，富釩渣返回鈉化焙燒工序；沉釩母液經(jīng)吹脫處理產(chǎn)生氨氣和堿性處理液，氨氣用鹽酸溶液噴淋產(chǎn)生氯化銨，氯化銨返回酸性銨鹽沉釩工序；堿性處理液對經(jīng)一級噴淋的酸性煙氣進行二級噴淋，形成的噴淋下液返回水浸工序。本發(fā)明使提釩工藝中產(chǎn)生的煙氣、廢水、渣等不僅得到治理，且轉(zhuǎn)化為工藝過程中所需的中間產(chǎn)品而循環(huán)利用，使生產(chǎn)成本降低，節(jié)能減排效果顯著。
文檔編號C01G31/02GK101709390SQ20091027325
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權日2009年12月15日
發(fā)明者劉濤, 包申旭, 張一敏, 陳鐵軍, 黃晶 申請人:武漢科技大學