微波强化含钒页岩磨矿-浸出试验研究

微波介入含钒页岩磨矿和浸出环节对降低磨矿能耗和提高浸出效率和浸出率,具有积极作用。本研究进行了常规磨矿-浸出和微波磨矿-浸出条件试验对比,并通过微观形貌分析技术和COMSOL电磁热应力模拟研究了微波强化机制。条件试验表明,微波介入磨矿和浸出后,磨矿时间可缩短33.33%,节省约31.06%的磨矿能耗,钒回收率提高6.18%并且浸出时间缩短79.17%。COMSOL模拟结果表明,微波辐射下磨矿,当钒页岩颗粒彼此接触时,将发生电场极化,产生300-2 500℃的高温热点,高温热点破坏矿物结构;同时,由于矿物组分间介电性质不同,其升温速率也不同,这将会在云母-碳间产生74.2-792 MPa以及云母-黄铁矿间产生4.87-78.5 GPa的热应力,导致异相解离,从而增加钒页岩的可磨性。微波辅助浸出过程中同样存在高温热点,局部高温破坏了矿物结构,细化了矿物的粒度,随着含钒矿物暴露表面的增加,氢离子与活性位点之间的碰撞频率增加,加快了钒的溶出。该研究可为微波辅助磨矿-浸出过程提供理论依据和参考。