石煤提钒工艺及回收率的研究

石煤钒矿是我国特有的一种钒资源,储量丰富,近年来石煤提钒生产和研究发展迅速。在论述石煤提钒的主要工艺方法的基础上,通过比较各工艺的优缺点及工业适用性,分析了焙烧与浸出阶段对回收率的影响并总结了石煤提钒工艺的研究方向。     

石煤中钒的赋存特性及其提取工艺研究进展

为构建钒在石煤中的赋存特性与其提取行为之间的关系,进一步完善提钒机理,总结分析了我国近年来石煤中钒的赋存状态及其提取工艺研究的相关文献。分析结果指出:石煤中钒的赋存状态是选择提钒工艺的重要依据,含钒石煤的基因矿物学特性研究是提钒的重要研究方向。     

我国石煤提钒的技术开发及努力方向

对我国石煤矿分布状况、石煤中钒的赋存状态、钒及钒化合物的用途进行了介绍, 阐述了石煤矿钠化焙烧提钒、钙化氧化焙烧提钒、无盐焙烧提钒、直接酸(碱)浸出提钒工艺及石煤矿的选矿富集情况, 对每种石煤提钒工艺的优缺点和适用性进行了比较, 并对石煤提钒发展方向进行了展望。     

石煤提钒的工艺评价

钒是一种重要的战略物资，具有广泛的用途。石煤是我国独特的一种矶矿资源，储量极为丰富。从石煤中提取V2O5是获得钒的重要途径。文中旨在对传统提钒工艺流程进行评价的基础上，总结了石煤提钒中的一些新工艺，并对石煤提钒工艺前景进行了展望。     

含钒石煤选矿预富集技术

我国石煤提钒工业中普遍存在的入料钒品位低、矿石处理量大、酸耗高、钒回收率低等问题是制约我国石煤提钒工业发展的关键问题,因而对含钒石煤进行选矿预富集具有重要意义。在对石煤矿物组成和钒赋存状态分析的基础上,归纳总结了国内外选矿预富集工艺技术的发展成果,指出含钒石煤单一浮选、单一重选、重浮联选、分级擦洗工艺是目前解决制约我国石煤提钒工业发展问题的有效工艺。最后强调指出含钒石煤预富集工艺应力求简单,以降低整个生产工艺成本为准则,做到整体经济效益与环境效益的统一;预富集阶段应重视对后续提钒影响较大的杂质的剔除、新型高效浮选药剂的开发和微细粒含钒矿物浮选设备的研制。     

石煤提钒离子交换工艺研究

提出了一种石煤提钒的动态离子交换三柱串联工艺,比现行的离子交换工艺处理时间缩短了50%,树脂解吸率提高2%以上,且钒富集倍数比传统石煤提钒的焙烧-水浸-离子交换工艺提高25%.     

湖南某脱碳石煤的选矿试验研究

传统的石煤提钒工艺中钒回收率低、环境污染严重。在工艺矿物学研究的基础上,采用浮选对某脱碳石煤矿进行了条件试验和闭路试验,设计出了"优先脱碳—脱泥—浮选"联合提钒流程。结果表明,石煤中主要含钒矿物为钒云母,主要的脉石矿物为石英,通过闭路浮选试验得到了V2O5品位为2.04%、回收率为83.41%的钒精矿,从而显著降低浸矿酸耗和生产成本。     

上饶八都石煤直接酸浸提钒工艺研究

江西省具有丰富的石煤钒矿资源。江西煤田地质局223地质队对上饶县八都的地质勘探详查表明，八都石煤钒矿层厚度大，含钒品位高，具有良好的工业开采前景。为了多方面探索八都提钒的合理工艺，本文参照酸没提钒的有关试验，重点研究了八部含钒石煤沸腾炉灰渣的硫酸浸取工艺参数，为酸浸工业化提供试验依据。试验在提高直接酸泛的机转浸率方面进行了初步探索，并有了新的发现。此发现如能倾利应用于工业，对八都石煤采用直接酸浸提钒建厂将产生有益的经济效果。     

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。     

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%.     

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。     

石煤矿硫酸浸出提取钒的研究

主要针对我国特有的钒矿资源——石煤进行了浸出性能的研究。通过对熟化硫酸用量、熟化温度、熟化时间、浸出时间、浸出温度等因素的研究,提出了硫酸熟化—浸出法从石煤中浸出钒的新工艺,浸出率可达94%。这对石煤提钒实际生产过程具有重要的意义。     

湘西含钒石煤提钒工艺研究

根据湘西含钒石煤矿的特点, 采用添加剂X焙烧-酸浸工艺, 从石煤中提钒, 考察了添加剂用量、焙烧温度、焙烧时间、浸出温度、酸用量和浸出时间对钒浸出率的影响。结果表明, 在添加剂用量为9%、焙烧温度为750 ℃、焙烧时间为2 h、浸出温度为50 ℃、酸用量为2%、浸出时间为4 h的条件下, 钒的浸出率可达95%以上。钒浸出液经过树脂吸附-沉钒-煅烧得V₂O₅产品, 主要技术指标均达到了化工用粉钒标准(GB3283-87)。     

石煤型钒矿预富集技术研究现状

当前石煤提钒一般采用湿法浸出工艺,由于矿石钒品位低,造成浸出过程酸（碱）消耗量大。在浸出前对石煤钒矿预富集,能大幅降低生产成本。总结了我国石煤钒矿预富集技术的发展成果,重点介绍了擦洗工艺、重选工艺、浮选工艺和联合选矿工艺。对于采用常规的重选、磁选、浮选工艺难以有效富集的细粒黏土型石煤钒矿,利用其矿物硬度上或形状上的差异应用擦洗工艺能有效地富集。重选工艺处理量大、设备结构简单、成本低廉。浮选工艺应用范围广、适应性强、分选效率高,可以分选赋存状态复杂、嵌布粒度细的石煤钒矿,浮选富集的产品品质一般较高。组分复杂的石煤钒矿,采用单一选矿工艺难以高效地将含钒矿物和脉石矿物分离,可根据矿石特性进行联合工艺富集回收,以发挥各种工艺的优势,提高预富集效果。石煤钒矿预富集大幅减少了后续浸出的矿石处理量,钒浸出率显著提升,降低了生产成本。关于石煤型钒矿浮选药剂研究较少,今后可结合当前先进的分子模拟技术进行分子动力学机理研究浮选药剂与矿物表面的作用,开发更为新型高效的浮选药剂;研制适用于石煤钒矿重选的选别设备;在生产中逐渐淡化传统的选矿和冶金的界线,选冶联合发展,改进工艺流程,提高石煤资源的综合利用率。     

影响石煤中五价钒含量因素研究

湿法提钒过程中,石煤钒矿中钒的价态影响钒的浸出率。为了解现有文献对石煤中五价钒描述不一致的原因,通过试验探讨了焙烧温度、焙烧时间等因素对石煤中五价钒含量的影响,发现含钒石煤有强还原性,能将五价钒转化为低价钒。试验表明,焙烧温度和焙烧时间对石煤中五价钒含量影响显著。