石油焦中钒碱浸过程活性剂的影响及机制

铝电解炭阳极中杂质钒会加速炭阳极的氧化,增加能耗,从原料石油焦中降低钒的含量对于炭阳极质量的提高具有重要意义。本文采用碱法浸出石油焦中的钒,研究了碱浸过程中添加活性剂对石油焦中钒的浸出效果的影响。采用扫描电镜(SEM)分析了添加活性剂对浸出前后石油焦形貌的影响。考察了活性剂添加量、氢氧化钠浓度、反应时间、液固比、碳酸钠和氢氧化钠中钠原子的摩尔比对石油焦中钒浸出效果的影响。研究结果表明:加入活性剂可以大大改善钒的浸出效果。增大活性剂添加量,延长反应时间,提高氢氧化钠浓度和液固比,可以增加石油焦中钒的浸出率。浸出率最大时的工艺条件为:石油焦经40目筛子过筛、氢氧化钠150 g·L~(-1)、碳酸钠和氢氧化钠中钠原子的摩尔比1∶3、液固比(L/S)6∶1、活性剂600 mg·L~(-1)、次氯酸钠20 ml、反应温度95℃、浸出时间3 h。在浸出过程中加入活性剂后的反应机制表明:活性剂的添加降低了浸出溶液和石油焦颗粒间的表面张力、减小了浸出溶液与石油焦之间的接触角,改善了浸出环境,促进了钒的浸出。