釩礦中提釩工藝與釩含量檢測技術(shù)分析

1、釩礦中提釩工藝與釩含量檢測技術(shù)分析 摘要:作為一種重要的稀有金屬，釩廣泛應(yīng)用于電子、航天等領(lǐng)域。含釩礦石是提取釩的主要來源之一，我國含釩礦石儲量及開采量均較大。如何根據(jù)實(shí)際消費(fèi)需要優(yōu)化提釩工藝以及準(zhǔn)確測定釩含量顯得尤為重要。因此開發(fā)新的高效提釩技術(shù)與檢測技術(shù)勢在必行。綜述了國內(nèi)釩礦中提釩工藝與釩含量檢測技術(shù)的主要研究，對目前釩含量的提取與檢測方面存在的問題及前景進(jìn)展了分析和展望。關(guān)鍵詞:釩;提釩工藝;釩含量檢測釩作為稀有金屬，是我國重要的戰(zhàn)略物資，在冶金、電子、航天等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用1。我國釩礦資源豐富，主要有石煤和釩鈦磁鐵礦資源兩大類2。石煤中五氧化二釩儲量約占總儲量的87%3。安康周邊地區(qū)釩

2、礦石資源較為豐富，以石煤為主要存在形式，但由于技術(shù)落后，導(dǎo)致釩的回收率低、污染較大4。含釩石煤等釩礦是提取釩的主要來源之一，從釩礦資源中提釩時(shí)，需要對礦石或焙燒渣進(jìn)展釩浸出工藝處理和浸出液中釩含量的準(zhǔn)確檢測5。本文綜述了國內(nèi)釩礦提釩工藝與釩含量檢測技術(shù)的主要研究，對存在的問題及前景進(jìn)展分析和展望。1提釩工藝鈉化焙燒提釩工藝根本原理是將石煤等釩礦資源磨細(xì)與鈉鹽混合，通過高溫焙燒破壞石煤釩礦構(gòu)造，同時(shí)不同價(jià)態(tài)的釩轉(zhuǎn)化成釩酸鈉，然后在2530將焙燒熟料用水浸泡，得到含釩溶液，向溶液中參加銨鹽沉淀出偏釩酸銨，再將偏釩酸銨高溫焙燒得到五氧化二釩。在實(shí)際消費(fèi)中，鈉化焙燒法存在釩轉(zhuǎn)化率低、廢氣污染等問題。王

3、潔等6分析了鈉化焙燒提釩工藝中影響釩浸出的因素。研究說明，在添加3.0%氟化鈣為助劑、溫度700、焙燒時(shí)間1h時(shí)，釩浸出率可達(dá)68.1%。鈣化焙燒提釩法是將鈣鹽與釩礦混合、制球、焙燒，使釩氧化形成釩酸鈣等不溶于水和酸的沉淀，然后用酸液浸出。酸浸過程中，通過控制pH值生成VO2+等離子，最后通過銨鹽法將釩沉淀出來。王康等7將鈣化焙燒提釩法進(jìn)展了改良。利用碳酸銨溶液浸取釩渣，可以增強(qiáng)釩浸出率，同時(shí)有效抑制雜質(zhì)磷進(jìn)入到浸出液。改良的鈣化焙燒提釩法省去了調(diào)節(jié)pH值、添加銨鹽等工序，對浸出液直接冷卻即可得到偏釩酸銨。為解決焙燒提釩法的污染問題，將含釩礦石采用酸浸萃取反萃取氨水沉釩煅燒等工藝可得到產(chǎn)品。在

4、高溫和長時(shí)間浸泡下，四價(jià)釩可被硫酸直接浸出8。酸浸過程中Ca2+、Fe3+等離子也會進(jìn)入溶液，使沉釩率降低，故先要將浸出液濃縮富集，用萃取劑萃取后再進(jìn)展沉釩、灼燒等操作。酸浸提釩法存在浸出過程難控制，酸耗量高等缺點(diǎn)。楊用龍等9對石煤礦進(jìn)展了酸浸提釩，提出了微波強(qiáng)化硫酸浸出工藝，該工藝流程簡單、酸耗量低、浸出率高。堿浸法是將堿和氧化劑參加到研磨后的釩礦進(jìn)展浸泡，浸泡過程中氧化劑將釩氧化得到偏釩酸鹽溶液。向偏釩酸鹽溶液中參加過量銨鹽，使偏釩酸銨沉淀析出，再經(jīng)高溫焙燒，得到五氧化二釩。堿浸法提釩具有本錢低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。肖超等10開發(fā)了高壓堿浸法提釩工藝，具有雜質(zhì)浸出率低、釩浸出率高等優(yōu)點(diǎn)，但由

5、于壓力難以控制，尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化消費(fèi)。離子交換法是將礦樣研磨、焙燒、酸浸等操作，使釩礦中釩轉(zhuǎn)化成含釩溶液，再選取離子交換劑與釩離子吸附，脫附得到釩。離子交換法具有流程短、原料消耗少，沉釩溶液可反復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，是公認(rèn)的有效提釩方法。這種方法存在條件嚴(yán)苛、釩損失大等缺點(diǎn)。在實(shí)際消費(fèi)中必須借助人工或者機(jī)械方法進(jìn)展固液別離后離子交換。李鴻乂等11通過離子交換法實(shí)現(xiàn)了釩的提取別離，系統(tǒng)討論了時(shí)間、溫度、雜質(zhì)濃度對陰離子交換樹脂的吸附性能影響。釩的回收率可達(dá)72%，產(chǎn)品純度可達(dá)96%。無鹽焙燒提釩法是將礦樣直接焙燒，使釩轉(zhuǎn)換為五價(jià)釩并與礦樣中其他氧化物反響生成釩鹽，然后利用酸液或堿液浸出，再參加銨鹽生成偏釩

6、酸銨，高溫焙燒后得到五氧化二釩。也可用碳酸鈉、碳酸氫鈉浸泡，再經(jīng)過沉釩、焙燒得到五氧化二釩。無鹽焙燒提釩法防止了添加劑的使用，環(huán)境污染小，但酸耗量大、消費(fèi)本錢高。如何降低酸浸本錢是研究重點(diǎn)。米璽學(xué)12采用無鹽焙燒提釩法對石煤釩礦進(jìn)展了焙燒和釩浸出討論。焙燒溫度為700900，焙燒后用硫酸浸出，80制得浸出液。該工藝無需添加劑，釩回收率達(dá)83%，消費(fèi)本錢可降低25%。2釩含量檢測技術(shù)X射線熒光光譜法相較于其他檢測方法具有操作簡單、精細(xì)度高等優(yōu)點(diǎn)，但由于儀器昂貴，實(shí)際消費(fèi)中應(yīng)用較少。利用X射線熒光光譜法對溶液中釩含量進(jìn)展檢測時(shí)，需參加Zn、Cr元素消除其他因素的影響。宋世娣等13利用X射線熒光光譜

7、法方法測定了鎵酸鈉溶液中鎵和釩的含量。結(jié)果說明，此方法相對標(biāo)準(zhǔn)偏向小于3%，加標(biāo)回收率大于93%，可實(shí)現(xiàn)鎵和釩的快速檢測。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICPAES)具有靈敏度高，分析速度快等優(yōu)點(diǎn)，是應(yīng)用廣泛的化學(xué)分析檢測方法，但I(xiàn)CPAES法不適用含釩量大于40%的產(chǎn)品分析。卜兆杰等14利用ICPAES測定了鈦合金中的Fe、Al、V等元素，相對標(biāo)準(zhǔn)偏向低于1.3%，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)對Fe、Al、V含量檢測的要求。自動電位滴定根本原理是向含釩溶液中參加混酸，酸度控制在15%20%，然后利用高錳酸鉀將溶液中的釩氧化至五價(jià)釩，再用硫酸亞鐵銨進(jìn)展滴定，根據(jù)硫酸亞鐵銨的消耗量計(jì)算溶液中釩的含量。何東升等

8、15利用該方法測定石煤浸出液中釩的含量，并將此法與ICPAES測定結(jié)果和化學(xué)分析方法進(jìn)展了比擬，結(jié)果說明，自動電位滴定法測定釩含量時(shí)，有較高的準(zhǔn)確度和精細(xì)度。氧化復(fù)原滴定法具有準(zhǔn)確度高、測定范圍廣、易掌握、操作本錢低等優(yōu)點(diǎn)。釩滴定法主要有過硫酸銨氧化亞鐵滴定法和高錳酸鉀氧化亞鐵滴定法兩類。過硫酸銨法亞鐵滴定法以過硫酸銨為氧化劑，滴定過程需在高溫下進(jìn)展。高錳酸鉀氧化亞鐵滴定法中以高錳酸鉀為氧化劑，可常溫下進(jìn)展，操作更簡便。孫寶蓮16采用高錳酸鉀氧化亞鐵滴定法測定了釩鋁合金中釩的含量，研究發(fā)現(xiàn)該方法相對標(biāo)準(zhǔn)偏向小于0.2%，加標(biāo)回收率大于98%。3結(jié)語提釩是釩礦資源綜合利用的重要方面，有良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。我國目前的提釩工藝技術(shù)落后、消費(fèi)本錢高、釩回收率低。焙燒技術(shù)對進(jìn)步釩回收率和降低消費(fèi)本錢有直接影