含钒石煤脱碳焙烧过程温度变化规律及焙烧条件影响

含钒石煤是我国储量巨大的一种钒矿资源。对于含碳量高的石煤原矿,脱碳焙烧工艺能在提高钒浸出率的同时降低酸耗。对石煤脱碳焙烧过程的温度变化进行研究,避免高温烧结的同时还可利用其自身热量,这对提高焙烧过程热利用效率具有重要意义。本文在650℃、50 min、空气流量500 mL/min及20%O_(2)浓度的最佳焙烧条件下,对石煤悬浮焙烧的全过程进行系统分析和研究。在最初3.9 min内,样品迅速由室温升温至560.1℃;持续加热至10.3 min,白云石和高岭石分解,样品温度升至最高值741.5℃;燃烧结束后,样品温度回落,并稳定在622.5℃。这表明脱碳主要发生在最初的30 min内,石煤中碳质燃烧可将物料自身温度提高约120℃。基于此得到了含钒石煤脱碳焙烧过程的温度变化规律。因此,在石煤脱碳焙烧中应利用其温度变化规律,在避免高温和高氧引起的局部烧结的同时,利用自身燃烧热量,以提高焙烧效率和热利用率。

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。

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。

湖北某云母型含钒石煤重—浮联合预抛尾试验

湖北某云母型含钒石煤V_2O_5品位为0.81%,钒主要赋存在白云母和伊利石中。为提高酸浸给矿V_2O_5品位、降低酸浸作业矿量及耗酸矿物含量,从而降低酸耗和生产成本,对有代表性试样进行了重—浮联合工艺预抛尾试验。结果表明,试样在磨矿细度为-74μm占70.9%情况下,采用超极限螺旋溜槽粗选,粗选中矿再磨至-74μm占65.6%情况下进行螺旋溜槽再选,再选中矿再磨至-74μm占75.6%情况下正浮选,可抛出产率29.59%、V_2O_5品位为0.34%的合格尾矿,精矿V_2O_5品位提高至1.01%,V_2O_5回收率达87.60%,较好地实现了提高酸浸给矿V_2O_5品位、降低酸浸作业矿量及耗酸矿物含量的目标。

某云母型含钒石煤氧压与常压酸浸提钒比较

湖北某地云母型含钒石煤中85%以上的钒赋存于云母类矿物中,V3+、V4+分别占总钒的70.83%、29.17%,V3+以类质同象取代云母晶格中的Al3+离子,常压酸浸极难释放出晶格中的钒。为了确定该矿石的高效、低耗、环保浸钒工艺及参数,以常压酸浸效果为参照,对氧压酸浸工艺条件进行了研究。结果表明,浸出温度、硫酸浓度以及氧分压的升高可显著提高钒浸出率,压力场的引入可大幅度提高钒浸出率、缩短反应时间、降低酸耗;在硫酸体积浓度为20%、浸出时间为5 h、反应温度为160℃、氧分压为0.5 MPa情况下的氧压酸浸,钒浸出率可达75.98%,较硫酸体积浓度为20%、浸出时间为5 h、反应温度为98℃情况下的常压酸浸钒浸出率高45.12个百分点。

含钒石煤浮选精矿浸出工艺研究

以湖北某高钙镁云母型含钒石煤经预浮选获得的含钒石煤精矿为原料,进行了浸出实验研究。实验结果表明,在硫酸质量浓度为30%、液固比为4∶1、浸出温度为90℃、氟硅酸钠用量为16%、浸出时间为12h的条件下,可获得86.18%的高钒浸出率。

选择性磨矿对含钒石煤单体解离的影响研究

为研究磨矿介质对石煤选择性磨矿的影响,分别考察了钢棒和钢球两种磨矿介质对湖北通山焙烧脱碳石煤在三辊四筒磨机中的选择性磨矿效果并确定合适的磨矿介质,然后通过浮选试验和云母解离度分析确定合适的磨矿细度。结果表明,由于含钒云母及各种脉石矿物的可磨性存在较大的差异,球磨与棒磨均有选择性磨矿的效果,即细粒级(-38μm)和粗粒级(+104μm)V2O5品位较高,中间粒级(-104+38μm)V2O5品位较低,但棒磨产品粒度更均匀,粒级间V2O5的品位极差更大,棒磨的选择性磨矿效果优于球磨。浮选试验和云母的解离度分析均表明,最佳的棒磨磨矿细度为-74μm含量为84.62%,对应的最终精矿V2O5的品位为1.06%,回收率为84.65%。通过棒磨选择性磨矿,可在较低的磨矿细度和简单的浮选工艺流程条件下,实现含钒云母的富集并有效地降低提钒的处理量、酸耗和生产成本。

微细粒螺旋溜槽在含钒石煤选矿中的分选特性研究

采用微细粒螺旋溜槽分选含钒石煤,研究了分选过程中主要化学组分和粒度的分布特性,并从动力学的角度阐明了获得较好分选指标的原因。研究结果表明,V_2O_5品位的分布范围较宽,介于0.21%~1.19%,溜槽內缘的品位最低为0.21%,中间区域的品位最高为1.19%,中间至外缘区域的品位介于0.97%~1.19%,V_2O_5主要富集在中间至外缘区域;SiO_2、Fe2O3和P2O5则主要富集在內缘至中间区域,可以实现它们与V_2O_5的重选分离;Ca O在槽外缘有微弱的富集趋势,与V_2O_5的富集区域部分重叠。由粒度分布特性可知,精矿的粒度组成较细,-30μm粒级含量占51.3%,而中矿和尾矿的粒度较粗,+74μm粒级含量分别为47.1%和41.7%;给矿各粒级中,粒级越细V_2O_5的回收率越高,其中-30μm粒级V_2O_5的回收率高达94.58%,预示白云母的选择性磨碎有利于V_2O_5的回收。动力学分析表明,缩小距径比(P/D)可以提高颗粒径向分布函数(rj)对密度的敏感度,提高螺旋溜槽的分选效率;P/D的极小值同时受颗粒密度和粒度的影响,即颗粒密度σ越低,P/D的极小值越小,颗粒的粒度越小,P/D的极小值越小。

含钒石煤焙烧工艺综述

从钒在石煤中的赋存状态着眼,论述了焙烧在石煤提钒过程中的重要作用,并介绍了石煤提钒过程中各种焙烧方法的工艺条件及其优点和不足。在含钒石煤综合利用、选冶联合、环境保护等方面对石煤提钒的发展趋势作出了展望。

低品位含钒石煤酸浸提钒工艺研究

在我国,含钒品位低于0.8%的石煤不但超过总量的60%,而且在高品位的矿山中也总夹杂着低品位的矿层或者矿带。为此,选取了贵州某地品位为0.60%的石煤为原料,采用硫酸+助浸剂R1+氧化剂R2体系进行了酸浸提钒试验研究。结果发现,该低品位石煤在一定条件下浸出率可达90%,并且在当前的市场条件下具有一定的经济价值。

含钒石煤矿中钒的氧化亚铁硫杆菌浸出工艺研究

采用氧化亚铁硫杆菌浸出高硫含钒石煤矿中的钒,探索微生物浸出石煤矿中钒的可行性和最佳工艺条件。考察了矿物质量浓度、浸出温度、初始p H、振荡转速对钒浸出率的影响;在单因素实验基础上,运用Box-Behnken设计原理和响应曲面分析法对浸出温度、初始p H、振荡转速等工艺条件进行了优化。结果表明,氧化亚铁硫杆菌能够有效浸出石煤矿中的钒,最佳浸出条件为矿物质量浓度30 g/L、浸出温度32℃、初始p H=2.1、振荡转速147 r/min,在该条件下钒浸出率可以达到69.2%。

循环流化床中含钒石煤料球的焙烧特性试验研究

为避免传统提钒工艺所存在的问题,采用循环流化床钙法焙烧工艺,以添加钙基原料的石煤料球为焙烧原料,在热输入功率为1 MW的循环流化床燃烧试验台上进行了含钒石煤焙烧特性试验,研究了燃烧稳定性、燃烧效率、污染物排放特性、燃烧后灰渣特性和灰渣钒浸出特性.结果表明:在以烟煤为助燃燃料的条件下,石煤料球可以在1 MW循环流化床试验台上稳定焙烧运行,且燃烧效率较高;料球中的钙基添加剂有较好的脱硫作用,但对于高硫石煤,要达到国家污染物排放标准,必须采取尾部烟气脱硫措施;焙烧产物以飞灰为主,飞灰中V2O5浸出率接近70%,表明循环流化床对石煤中的钒矿物具有良好的焙烧氧化作用.

含钒石煤选择性脱泥富集钒的试验研究

含钒石煤,经焙烧脱碳后,在磨矿过程中会产生大量的原生及次生矿泥,这些矿泥的存在,在浮选过程中会消耗大量浮选药剂,增加选矿成本,并降低选矿指标。针对湖北通山含钒石煤进行了选择性脱泥富集钒的试验研究,在用20%H2SO4溶液调节p H为9.0,六偏磷酸钠的用量为1.0 kg/t条件下,得到了V2O5的品位为1.07%,产率为10.91%的矿泥产品。

湘西北叶溪育含钒石煤矿地质特征及稀土元素分析

叶溪育石煤是湖南省境内一种比较特殊的煤种,其赋矿层位属"下寒武统黑色含矿岩系",主要分布于寒武系下统小烟溪组下段,一般含石煤层3层,个别地段为4-5层。叶溪育石煤矿可采石煤主要为第二层,厚度4.98～9.18m,平均7.49m。该矿石煤分布面积大,层位稳定,连续性较好;原煤发热量3.52～10.23MJ/kg,灰分产率52.12%～74.32%,全硫平均含量1.56%,为中硫、高灰分、低发热量的劣质煤;煤系地层中同时含钒矿体Z1、Z2、Z3,呈似层状、透镜状产出,其中Z1矿体已达中型规模;根据稀土元素地球化学分析,含煤岩系形成于缺氧的还原环境,矿床成因属于生物地球化学沉积矿床。

含钒石煤的悬浮焙烧过程:特性表征、热力学、动力学

系统地研究含钒石煤在悬浮焙烧过程中的热力学、动力学、物相转化和微观结构演变。热力学计算表明,在焙烧过程中,石煤中的碳在氧气充足的情况下燃烧并生成CO_(2),石煤的主要质量损失区间为600~840℃,热分解反应速率在700℃左右达到峰值。通过Flynn−Wall−Ozawa(FWO)和Kissinger−Akahira−Sunose(KAS)方法验证,石煤的热分解反应由Ginstling−Brounshtein方程描述,表观活化能和指数前因子分别为136.09 kJ/mol和12.40 s^(−1)。石煤中的伊利石在650℃时失去羟基,产生脱水伊利石,绢云母结构被逐渐破坏。随着温度的升高,石煤表面变得粗糙且不规则,焙烧温度为850℃时烧结严重。

扬子板块周缘含钒石煤的综合利用

综合开发利用扬子板块周缘具有巨大经济价值的含钒石煤有着重要的意义。扬子板块周缘含钒石煤的分布广、储量大,不仅可以缓解我国南方的能源危机,而且其中蕴藏的钒矿资源更是具有巨大的经济价值。利用石煤发电,从发电后的废渣中提取有色金属钒,再利用提钒后的废渣生产水泥,是对石煤开发利用的最优模式。在对含钒石煤资源的综合利用过程中遵循"以防为主,防治结合"的原则采取措施进行环境保护,建设矿产综合利用的节约型。

湘西北湖田溶地区下寒武统牛蹄塘组含钒石煤地质特征及成矿环境

基于湘西北湖田溶地区地质调查与理论研究,采用实验测试、元素分析及数学分析等方法研究了区内下寒武统牛蹄塘组含钒石煤的地质特征及成矿环境。研究结果表明,区内下寒武统牛蹄塘组下段为主要的石煤赋存层位,石煤的厚度介于5.35～31.2 m,平均16.19 m,发育基本稳定;石煤平均发热量仅为4.04 MJ/kg,与灰分、挥发分、水分及硫含量均有关系;伴生钒矿V2O5最高品位可达1.2%,达到工业品位,可与石煤共采;含钒石煤为缺氧还原环境海底热液作用下形成。

湘西北马金洞地区下寒武统牛蹄塘组含钒石煤矿的地质特征

以湘西北马金洞地区为研究区,采用地质填图、实测剖面、探槽揭露、实验测试及数学分析等方法研究了区内下寒武统牛蹄塘组含钒石煤的地质特征。研究结果表明区内下寒武统牛蹄塘组下段为主要的石煤赋存层位,石煤的厚度介于10.2-41.7 m,平均27.6 m,基本发育稳定;石煤的发热量与灰分、挥发分、水分及硫含量均有关系;石煤层顶底板的主要岩性均为黑色炭质页岩;伴生钒矿V2O5最高品位可达1.02%,达到工业品位,可与石煤共采。

从含钒石煤氧压酸浸液中回收硫酸

一种从含钒石煤氧压酸浸液中回收硫酸的方法，属于冶金化工技术领域。本发明是将在压力场下从石煤中氧化转化钒的酸性浸出液中硫酸经过一级动态扩散渗析进行回收再利用。其实现方法是在室温下，将浸出液和自来水分别加入两高位槽，然后通过高位槽让浸出液和自来水分别进入扩散渗析器的酸、水注入口，控制流比为1：1，控制流量为8～12mL／min，使停留时间为2～3h，

一种从含钒石煤或含钒灰渣中提取五氧化二钒以及综合提取铵明矾和铁红的方法

一种从含钒石煤或含钒灰渣中提取五氧化二钒以及综合提取铵明矾和铁红的方法，涉及钒的提取以及铝和铁的综合回收。其步骤包括直接焙烧脱碳、搅拌浸取、过滤液除铝、制备铵明矾、提取硫酸盐、煅烧氧化、钒铁分离、制备铁红、制备五氧化二钒。该工序无氯化物气体污染、工序简单，钒的综合回收率高达87．19％。特别是解决了石煤发电厂含钒灰渣提钒的技术难题。