石煤提钒钠化焙烧技术分析

本文叙述了石煤提钒钠化焙烧过程的反应机理。通过静态和动态试验实例, 提出了在钠化焙烧过程中氯气作用比氧气更重要的观点, 解释了在焙烧过程中加强氯化气氛, 可以使NaCL用量减少, 焙烧温度范围增宽, 钒的转浸率提高的现象。     

伊利石型含钒石煤无添加剂焙烧-酸浸提钒工艺研究

以陕西商洛某伊利石型石煤钒矿为原料,采用无添加剂焙烧-酸浸法从石煤中提取钒,分析了焙烧温度、焙烧时间及浸出温度、硫酸浓度、浸出时间、液固比对钒浸出率的影响。结果表明,焙烧温度对钒的浸出率有显著影响,焙烧温度过低和过高,钒都难以被浸出,只有在适当焙烧温度范围内,钒的浸出效果较好。以850℃条件下焙烧2h后的石煤焙烧料,在硫酸浓度5%、浸出温度90℃、浸出时间1h、液固比4∶1mL/g的条件下,钒浸出率达72.53%,表明伊利石型含钒石煤采取无添加剂焙烧提钒是可行的。浸渣样品的SEM分析结果表明,石煤焙烧过程中生成的钒包裹体和部分未从伊利石中释放的钒是造成钒损失的主要原因。     

PVC废塑料与石煤混合焙烧—酸浸提钒试验

石煤提钒过程中,为提高钒浸出率,往往会在焙烧阶段添加添加剂,而PVC废塑料则是没有得到很好回收利用的大宗废弃物。针对这一状况,以PVC废塑料为添加剂,进行了石煤提钒工艺条件研究。结果表明:(1)在焙烧过程中加入与石煤质量比为10%的PVC废塑料,在升温速率为10℃/min,焙烧温度为800℃,焙烧时间为60 min,焙砂酸浸的硫酸体积浓度为15%,液固比为1.5 mL/g,浸出温度为95℃,浸出时间为4 h情况下,钒浸出率可达92.60%,与空白焙烧—酸浸工艺相比,钒浸出率提高了6.50个百分点。(2)石煤焙烧阶段加入10%的PVC废塑料后,石煤中各主要元素的浸出率有不同程度的提高,说明PVC的加入有助于破坏石煤的矿物结构,促进后续酸浸过程中钒的浸出,但并不给后续富集钒和沉钒工艺带来不利影响。因此,在石煤提钒焙烧过程中添加PVC废塑料,可改善钒的浸出效果,降低钒的浸出成本,实现PVC废塑料的综合利用,经济效益和环境效益显著。     

石煤空焙-低酸浸出提钒的试验研究

采用5种不同的工艺对湖北某地区石煤进行的提钒试验表明,该石煤采用空焙-低酸浸出工艺提钒可以取得较好的效果。通过对焙烧温度、焙烧时间、硫酸用量和酸浸时间等工艺参数进行研究表明,在物料粒度-0.147 mm,焙烧温度900～950 ℃,焙烧时间1～1.5 h,酸浸温度常温,硫酸用量2.5%和酸浸时间1 h的条件下,钒转浸率可达77.51%～80.33%。     

PVC废塑料与石煤混合焙烧-酸浸提钒试验

石煤提钒过程中,为提高钒浸出率,往往会在焙烧阶段添加添加剂,而PVC废塑料则是没有得到很好回收利用的大宗废弃物。针对这一状况,以PVC废塑料为添加剂,进行了石煤提钒工艺条件研究。结果表明：①在焙烧过程中加入与石煤质量比为10%的PVC废塑料,在升温速率为10 ℃/min,焙烧温度为800 ℃,焙烧时间为60 min,焙砂酸浸的硫酸体积浓度为15%,液固比为1.5 mL/g,浸出温度为95 ℃,浸出时间为4 h情况下,钒浸出率可达92.60%,与空白焙烧-酸浸工艺相比,钒浸出率提高了6.50个百分点。②石煤焙烧阶段加入10%的PVC废塑料后,石煤中各主要元素的浸出率有不同程度的提高,说明PVC的加入有助于破坏石煤的矿物结构,促进后续酸浸过程中钒的浸出,但并不给后续富集钒和沉钒工艺带来不利影响。因此,在石煤提钒焙烧过程中添加PVC废塑料,可改善钒的浸出效果,降低钒的浸出成本,实现PVC废塑料的综合利用,经济效益和环境效益显著。     

含钒石煤富氧焙烧工艺研究

以陕西某含钒石煤为原料, 进行了富氧焙烧工艺研究。考察了焙烧温度、焙烧时间、磨矿粒度和焙烧气氛等因素对焙砂中钒氧转率的影响。实验得出最佳焙烧条件为: 焙烧温度850 ℃, 焙烧时间30 min, 磨矿粒度-74 μm, 氧气浓度80%, 在此条件下可以得到钒氧转率78%以上的焙砂。     

平台山钒矿钒在钠化焙烧转浸过程中影响因素及钠化反应机理浅谈

对平台山钒矿石的钠化焙烧及转浸工艺过程中的影响因素进行讨论,通过控制温度、降低钒青铜的生成等,提高钠化效率,提高转浸率;对矿石中碳、氧化钙的含量对浸出率的影响进行分析,并对钒矿石钠化的机理进行了阐述。     

石煤提钒——隧道窑中试运行情况良好

由河南省煤炭科研所与淅川化肥厂联合设计的一种新型石煤提钒焙烧设备——侧燃式燃煤隧道窑,于1989年9月13日在渐川化肥厂冶钒分厂点火运行。经三个多月的投料试验,运行情况良好。 石煤钠化焙烧,是影响石煤提钒成本和产量的关键工序,用隧道窑进行石煤提钒焙烧,在我国尚属首次。该中试用隧道窑,长16米,窑室宽、高各1米,日产熟料10～15吨,与其它型式的石煤提钒焙烧炉型相比,具有燃烧气氛好,转浸率高(平均≥65±5％),产量大;机械化作业,工人劳动强度低;工艺生产灵活,投资少等优点。 通过焙烧试验,取得了一些技术经济数据,为下阶段建造较大生产规模炉型提供了设计依据。目前正在继续稳定工艺条件,待进一步完善提高后,可望为我国石煤提钒工业提供一种产量大、转浸率高的新炉型。     

湖北某高钙低品位含钒石煤钠化焙烧研究

对湖北某高钙低品位含钒石煤进行了NaCl、Na₂SO₄和两者复配焙烧及水浸-稀酸浸试验。添加单一NaCl焙烧时,过多的游离氧化钙容易与钒结合生成不溶于水的钒酸钙,影响钒的水浸率;添加单一Na₂SO₄焙烧时,虽然可以固定钙离子,但Na₂SO₄用量过大,经济和环境成本较高;当NaCl和Na₂SO₄添加量分别为7%和16%,焙烧温度为850 ℃,焙烧时间为3 h,水浸率可提高到51.47%,总浸率可达79.81%。在复合添加剂用量较低情况下取得了较好的浸出效果,一方面源于Na₂SO₄对较高含量钙离子的固定作用,抑制了难溶性钒酸钙的形成;另一方面,NaCl焙烧生成了氧化性较强的气体HCl、Cl₂,既有助于破坏云母晶格结构,又有助于钒的氧化转价。     

基于硫酸铵+硫酸混合助剂的石煤焙烧─酸浸提钒

为了了解含钒石煤焙烧过程助剂硫酸铵+浓硫酸对焙烧—酸浸提钒效果的影响,以四川广元某V2O5含量为0.82%的含钒石煤试样为研究对象(33.03%的钒赋存在有机质中,59.45%的钒赋存在硅酸盐矿物中),在混合助剂硫酸铵与浓硫酸的物质的量之比为1∶1的情况下,考察了焙烧温度、混合助剂添加量、试样的粒度和浸出温度对钒提取率的影响。结果表明,在添加硫酸铵+浓硫酸助剂的情况下,250℃焙烧导致试样中的云母相消失,伴随着硫酸铁铵、硬石膏新相的生成;焙烧温度上升到400℃,硫酸铁铵的衍射峰强度达到最强;继续提高焙烧温度至500℃,硫酸铁铵的衍射峰强度减弱;在320℃的焙烧熟料中有新相硫酸铝铵生成,至350℃处于增强阶段,至400℃硫酸铝铵相又全部消失。细度为-120目的试样按SO2-4与Al2O3+Fe2O3的物质的量之比3.5添加硫酸铵+浓硫酸,350℃下的焙烧熟料在90℃下进行硫酸酸浸,钒浸出率可达95.67%。     

石煤提钒钠化焙烧过程复合添加剂的研究

针对目前含钒石煤钠化焙烧转浸率低的特点,采用NaCl和MX3作为复合添加剂,具有降低反应温度、缩短反应时间、降低盐量及提高焙烧转浸率的优点.取得了熟样最佳转浸率为71.19%的效果.     

含钒石煤硫酸化焙烧—超声浸出试验

为了解决传统石煤提钒工艺存在的污染大、酸耗高、钒浸出率低等问题,以湖南某地石煤为研究对象,对硫酸化焙烧—超声浸出提钒工艺条件进行了研究。结果表明:在硫酸用量(与石煤的质量比)为18%、液固比为1.2∶1 mL/g、焙烧温度为240℃、焙烧时间为2.5 h,焙砂超声浸出时的磷酸用量(与石煤的质量比)为8%、液固比为2∶1mL/g、超声功率为100 W、浸出温度为80℃、浸出时间为60 min情况下,钒浸出率可达88.21%;该工艺浸钒效果优于硫酸化焙烧—机械搅拌浸出工艺和钙化焙烧—超声浸出工艺,其原因在于超声波的搅拌作用、空化作用、热效应和化学效应有助于改变钒的聚集状态,加快钒的浸出,使钒浸出过程较为充分。     

崇阳含钒石煤的氯化钠焙烧及钒的浸出性能

本文研究了从崇阳石煤中提取的含钒伊利石在氧化焙烧和氯化钠焙烧过程中的结构变化、钒的转化和价态分布;研究了氯化钠焙烧中相反应温度及其它与钒转化浸出率的有关因素。研究表明,含钒石煤氯化钠焙烧的物相反应属于氧化-交换反应,反应结果是含钒伊利石相消失,钾钠长石相和可溶性钒酸盐形成。在实验条件下,相反应始于620℃左右,770℃时相转化基本完全。相转化程度与焙烧温度、试样中游离SiO_2含量、氯化钠加入量以及试样粒度、试样与添加剂混合均匀程度等有关。要得到较高的钒转化浸出率,不但要求相转化完全,而且要求适宜的焙烧温度。只有在适中的焙烧温度下,伊利石结构中的钒才能充分地分离出来,生成可溶性钒酸盐。     

复合添加剂对石煤提钒焙烧过程影响的研究

针对目前含钒石煤钠化焙烧转浸率低的特点,采用NaCl和MX3作为复合添加剂,具有降低反应温度、缩短反应时间、降低盐量及提高焙烧转浸率的优点。熟样最佳的转浸率为71.19%,试验研究取得较好的效果。     

造球焙烧-低酸浸出五氧化二钒试验研究

对某石煤钒矿采用造球焙烧-低酸浸出五氧化二钒试验研究,结果表明:该钒矿在粒度-200目75%造球焙烧预处理,焙砂在硫酸浓度4%、浸出时间1h、矿浆液固比2、常温浸出的条件下,五氧化二钒浸出率可达88.15%。      

石煤提钒流化床焙烧条件优化

针对现有石煤焙烧工艺的焙烧效果差、环境污染严重的问题,提出流化床两段石煤焙烧工艺,利用实验室流化床反应器研究了氧化焙烧、复合盐焙烧、添加剂与石煤的混合方式等对石煤流化床焙烧的钒浸出率的影响规律,比较了静态焙烧和流态化焙烧效果的差异,并对Ca O的固氯作用进行了考察。结果表明:流态化焙烧缩短了焙烧时间,降低了达到最大钒浸出率所需的反应温度;对比不同的石煤和添加剂的混合方式发现,与简单的物理混合法相比浸渍法不仅能提高钒的浸出率、缩短焙烧时间,而且能降低添加剂的使用量,具有明显的优势。在焙烧过程中加入Ca O明显减少了生成气体中的Cl含量,并进一步提高钒的浸出率。综合分析表明,采用浸渍法混合石煤与添加剂时,流化床焙烧的最佳实验条件为:焙烧时间45 min,添加剂用量6%,Ca O用量6%,此时的V2O5浸出率达到85.2%。     

攀钢钒渣钙化焙烧影响因素研究及过程热分析

对攀钢钒渣进行钙化焙烧试验,通过钒转浸率考察了钒渣粒度、钙钒比、焙烧温度、焙烧时间对焙烧效果的影响,并对焙烧过程进行了热分析。结果表明：在钒渣粒度为-140目、钙钒比为0.62、焙烧温度为900 ℃、焙烧时间为150 min时,钙化焙烧效果较好,焙烧熟料的钒浸出率可达91%以上;钒渣钙化焙烧是钒渣首先氧化分解,并在680 ℃与碳酸钙直接作用生成钙的钒酸盐的过程。     

焙烧时间对钒转浸率影响的机理分析

对四种不同焙烧时间下的焙烧渣和酸浸后的残渣进行浸出前后EDS形貌分析、MLA物相含量分布和钒元素赋存形式和走向对比分析研究。结果表明,钒渣焙烧前后钒尖晶石由致密光滑的表面变成表面凹凸不平且形成多孔的结构;MLA物相分析数据显示,焙烧渣和残渣中物相的种类变化不大,但是由于钒酸钙的大量减少导致物相含量在浸出前后变化很大;钒元素分布测试结果表明,焙烧前期影响钒转浸率的因素是氧化铁固溶体相因固溶大量的钒和其他杂质元素难以被酸浸出;当焙烧时间达到360 min后影响钒转浸率的主要因素为烧结形成的辉石—硅酸钙过渡相阻碍了氧的扩散导致部分钒元素包裹其中而难以被酸浸出。     

伊利石型含钒石煤空白焙烧—酸浸提钒试验研究

为研究伊利石型含钒石煤空白焙烧-酸浸提钒工艺的可行性,以陕西商洛地区某伊利石型石煤钒矿为研究对象,考察了焙烧温度、焙烧时间、焙烧粒度及浸出温度、硫酸浓度、浸出时间、液固比对钒浸出率的影响。试验结果表明：焙烧温度对钒的浸出率有显著影响,主要因为在一定的焙烧温度下,焙烧能有效破坏伊利石矿物晶体结构,使释放出来的低价钒氧化成高价态含钒化合物。对于850℃条件下空白焙烧后的石煤原料,在低酸(浓度为5%)、浸出温度90℃、浸出时间2小时、液固比4：1的条件下,钒浸出率可达72.43%,这表明对伊利石型含钒石煤进行空白焙烧提钒是可行的。浸渣样品的SEM分析结果表明,石煤焙烧过程中对钒发生的“铁束缚-硅包裹”和部分未从伊利石中释放的钒是造成钒损失的主要原因。     

循环氧化法石煤提钒新工艺试验研究

提出一种采用自主开发的低钠复合添加剂进行氧化焙烧,在两段水浸后增加稀酸浸出工艺,然后将酸浸液亚铁沉钒后作为中间产品返回再氧化焙烧,最后从水浸出产品的循环氧化法石煤提钒新工艺.并在氧化焙烧之前,增加预焙烧,除去石煤中的有机质和黄铁矿等还原性矿物对钒的氧化抑制,同时能充分利用石煤的低热值能源,还可使钒得到一定程度的富集.并应用新工艺以江西某地石煤为对象进行了实验研究.研究结果表明,实验过程最佳条件和指标分别为：预焙烧中焙烧温度750 ℃,焙烧时间30 min,残碳量小于2％;氧化焙烧中焙烧温度为780~820 ℃,焙烧时间90 min,复合添加剂用量9%,酸浸中间产品3%~5%.在此条件下,钒的浸出率可达85.5%,总回收率可达76.3%.