石煤循环氧化法提钒焙烧过程氧化机理研究

含钒石煤是我国重要的钒矿资源,氧化焙烧是从石煤提钒的基础。以湖北某地含钒石煤为研究对象,采用电位滴定、Ｘ衍射分析、能谱分析和电子探针分析等手段对氧化焙烧过程中钒的价态和赋存状态变化及相变进行了研究,在此基础上对钒的氧化动力学进行了探讨。研究结果表明：石煤中的钒主要赋存在伊利石中,焙烧过程中相变的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;钒的氧化过程是逐级氧化过程（V(Ⅲ)→V(Ⅳ)→V(Ⅴ)）;钒的氧化反应受扩散动力学控制,其动力学表观活化能为81.19 kJ/mol。     

湘西石煤中钒的氧化浸出动力学

在石煤提钒酸浸过程中加入助浸剂硝酸钠,研究了石煤氧化浸出机理。单因素和正交试验结果表明,在浸出温度95 ℃、固液比1∶2、硫酸用量27%、浸出时间11 h、搅拌速度600 r/min、硝酸钠用量1%时,钒浸出率为93.04%。直接酸浸和氧化酸浸动力学研究表明,直接酸浸过程钒浸出属于化学反应控制,表观活化能为70.41 kJ/mol;氧化酸浸过程钒浸出属于化学反应控制,表观活化能为47.43 kJ/mol。氧化酸浸可以降低活化能,有利于石煤中钒的浸出。     

四川广旺石煤提钒焙烧过程中钒价态的变化

四川广旺含钒石煤主矿层属品位较高较富的钒矿资源。研究表明石煤中钒主要以V (Ⅲ )形式赋存于粘土矿物里。焙烧过程钒价态的变化是石煤提钒工艺的关键 ,它直接影响石煤中V (Ⅲ )向V (Ⅴ )的价态转化率、V (Ⅴ )进一步向可溶性钒的转化率及钒的浸出与沉淀。决定焙烧过程价态转化的因素除钒本身在石煤里的赋存状态外 ,主要是焙烧的气氛和温度及石煤中所含的黄铁矿等还原性物质     

石煤焙烧—加压酸浸提钒研究

为探索提高石煤中钒的浸出效率,以湖北通山某石煤矿石为研究对象,进行了石煤焙烧—加压酸浸提钒工艺研究。结果表明:在焙烧温度为850℃、焙烧时间为60 min、釜内压力为1.0 MPa、硫酸初始浓度为15%、液固比为1.5 m L/g、浸出温度为150℃、浸出时间为120 min条件下,钒浸出率可达80.51%。采用红外光谱法分析了加压浸出前后云母矿物的晶体结构,并从动力学的角度揭示了浸出温度对钒浸出的影响机理。结果表明:加压浸出可以破坏云母晶格,进而有利于释放云母晶格中的钒,提高钒浸出效果。浸出过程动力学分析结果表明:浸出温度对浸出过程影响显著,浸出温度为60~120℃时,表观活化能为41.603 k J/mol,浸出过程受化学反应控制;150~210℃时,表观活化能为4.319 k J/mol,浸出过程受内扩散控制;加压浸出能够将浸出温度提高至100℃以上,有效提高了硫酸破坏云母晶格的速率,是提高钒浸出效率的关键。     

石煤中还原性矿物对钒的价态影响

我国南方含钒石煤分布广、储量大,是一种新型钒矿资源。本文研究了五省八地区含钒石煤中还原性矿物(有机质、黄铁矿)对钒氧化起抑制的影响,为确保石煤中钒氧化为五价以利于钒的转化,采用预焙烧除去还原性矿物作为石煤提钒的必要步骤。     

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。     

对空白氧化焙烧提钒中影响钒焙烧转化率因素的探讨

<正> 含钒石煤提钒,当前存在的主要问题是如何提高钒的焙烧转化率和防止污染。我们曾对杨家堡含钒石煤进行了空白氧化焙烧提钒试验的研究(又称无附加剂提钒试验)。也研究了铀钒分离的问题。同时通过石煤中主要含钒单矿物的焙烧和浸出,来探讨     

水解沉钒动力学研究

以离子交换解吸含钒碱性溶液为原料,进行了水解沉钒试验,建立合理的动力学模型研究水解沉钒过程动力学。研究结果表明,在试验条件下,水解沉钒过程的反应级数为2.45,钒析出的表观活化能为127.69 k J/mol,水解沉钒过程受化学反应控制。     

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%。     

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%.     

石煤钒矿提钒工艺技术的研究进展

介绍了国内外石煤钒矿的资源概况,阐述了石煤钒矿的钠化焙烧、无盐焙烧、钙化焙烧和酸(碱)浸出提取五氧化二钒的工艺,并讨论了各工艺的优点及存在的问题。     

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。     

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。     

石煤提钒配煤焙烧试验研究

以江西某地石煤为试验原料, 采用氧化焙烧-水浸-酸浸工艺提取其中的钒, 研究了原矿直接氧化焙烧及原矿经脱碳后氧化焙烧对浸出率的影响、原矿及脱碳样配煤氧化焙烧对浸出率和焙烧能耗的影响。结果表明, 原矿经脱碳后氧化焙烧浸出率为80.12%, 较原矿直接氧化焙烧提高11.71%; 脱碳样配入5%的无烟煤, 浸出率可达81.96%, 氧化焙烧温度可降低30 ℃、焙烧时间缩短0.5 h, 降低了生产成本。     

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。