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81.19kJ/mol。

含钒石煤的穆斯堡尔谱研究

本文收集了我国湘鄂淅地区含钒石煤样品,使用化学分析和穆斯堡尔谱方法,测定和研究了石煤中钒铁的赋存方式和价态,以及不同焙烧温度下钒铁价态变化等。初步研究表明,石煤中钒铁价态及价态变化的测定,对含钒石煤中钒铁矿物和成因研究,钒的提取和石煤的综合利用有重要意义。

影响石煤中五价钒含量因素

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。

石煤的工艺矿物学特性及其与提钒的关系

从工艺矿物学角度出发,对石煤的工艺矿物学特性及其与提钒的关系进行了研究与分析,结果表明:石煤含钒较低,通过选矿提高其品位将具有重要意义;石煤是有机碳与无机元素的混合体,浸出前脱碳的方法有焙烧和浮选两种;高碳石煤可先燃烧发电,燃烧灰渣作为提钒的原料;大部分石煤,SiO2是其含量最高的组分,含钒浸出液除硅一般采取静置沉淀法;石煤中的Al2O3主要来自粘土矿物,它会随钒一起溶出而进入浸出液,一般采用明矾结晶法除去;石煤中的钒多是以V3+为主,为了提高浸出率,须将V3+氧化为V4+或V5+;石煤中钒的赋存状态,大部分是类质同相,其次是吸附形式;绝大部分石煤属难浸矿石,要提取其中的钒就必须破坏矿物的晶体结构,破坏方法主要有火法焙烧和湿法直接酸浸两大类,其中,钠化焙烧法已被禁止使用、钙化焙烧法不适于大量生产、空白焙烧由于提钒效率低而应用较少;直接酸浸法是提钒的发展方向,添加氧化剂或助浸剂等对浸出进行强化,是提高钒回收率的重要途径。