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，采用新工藝是發展必然趨勢。本文對濕法從礦石中提取釩浸出進行探討，給提取釩的研究提供參考依據。

【關鍵詞】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，因為這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、鋼鐵等多個領域之中，是工業中一個重要元素。傳統方法提釩一直存在污染嚴重、進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，即將釩礦進行脫碳之后，就將原礦破碎成為-4mm，采用酸液進行攪拌，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境下進行熟化，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

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。礦樣中所含的化學元素如下表所示：

表1 礦樣中所含的化學元素

從上表中就能夠看出來，這兩種礦樣的性質存在較大的差異，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，呈現為黑色，比重也比較大，極難破碎。

2.2 礦樣預處理的影響條件分析

1）破碎粒度；對2號礦樣進行了焙燒脫碳之后，就以1#：2#=4：1的比例進行混合，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%的濃硫酸加進去。在1300C的溫度環境下預處理10個小時，取出100g礦石，之后達到礦樣：自來水=1：2，進行3小時的攪拌浸出，進行過濾、洗渣、測量渣的品位，對渣的進出率進行計算。粒度越小浸出率就越高，一般而言-4mm粒度就能夠達到要求。

2）硫酸的量；當破碎粒度達到了-4mm之后，就要將不同量硫酸加進去，并且在1300C溫度環境下預加熱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%的濃硫酸加進去，在1300C的溫度環境下預處理10個小時，進行3小時的攪拌浸出，進行過濾、洗渣、測量渣的品位，對渣的進出率進行計算，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到1300C之后，得到的浸出率大約達到了90%，效果比較好。而預處理的時間基本上在10個小時，得到比較理想的進出率。

2.3 柱浸

確定好了預處理各種條件，就要在實驗室中進行柱浸實驗，采用了LN1，LN2，LN3，LN4幾種粘合劑進行實驗。

1）選擇粘合劑；因為礦樣的顆粒比較細，滲透性不好，如果采取直接堆浸根本無法進行，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去。升溫到1300C后保溫10個小時，冷卻到室溫后進行裝柱，用水淋浸到強度為10L/（m2.h），之后再逐漸增大，當和淋浸終點靠近時對滲透速度進行測定，LN1和LN3的效果均比較好，經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，冷卻到室溫后進行裝柱，用水淋浸到強度為10L/（m2.h），之后再逐漸增大到20L/（m2.h），測定出最大的滲透速度。因要體現出礦樣粒子好壞，通過壓實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，粒子極易泥化，礦粒的下降也就比較嚴重，礦粒的濕強度不大。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

通過柱浸實驗對堆浸浸出可行性進行驗證，并且還能夠對粘合劑可行性進行驗證。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，溫度達到1300C后保溫10個小時，，冷卻到室溫后進行裝柱，用水淋浸到強度為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到2.5%，接近淋浸終點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，也不宜進行堆浸，當加入了2%的0.5%LN1和1.5%LN3組合粘合時，柱浸的效果最佳。

3 結論

采用新工藝后，不需要細磨礦石，分離固液簡單，較高的浸出率等各種優點，還能夠降低污染和節約投資，而且浸出率達到了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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