DOC《石煤流态化焙烧—酸浸提钒工艺研究》

石煤流态化焙烧―酸浸提钒工艺研究 黄献宝1,陈铁军1,2,张一敏1,2,马浩1,李道1,汪劲鹏1 (1.

武汉科技大学 资源与环境工程学院,武汉 430081;

2.湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心,武汉 430081) 摘要:采用流态化焙烧―酸浸工艺从某含钒石煤中提钒,考察了流态化焙烧参数和浸出参数对钒浸出率的影响.结果表明,在焙烧温度750 ℃、焙烧时间15 min、助浸剂氟化钙用量5%、硫酸体积浓度15%、浸出温度98 ℃、浸出时间6 h、液固比1.5∶1的条件下,钒的浸出率可达83.90%. 关键词:石煤;

提钒;

流态化焙烧;

酸浸 中图分类号:TF841.3 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2014)12-0000-00 Study of Vanadium Extraction from Stone Coal by Fluidization Roasting and Acid Leaching HUANG Xian-bao1, CHEN Tie-jun1,2, ZHANG Yi-min1,2, MA Hao1, LI Dao1, WANG Jing-peng1 (1. College of Resources and Environmental Engineering, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China;

2. Hubei Provincial Engineering Technology Research Center of High Efficient Cleaning Utilization for Shale Vanadium Resource, Wuhan 430081, China) Abstract: Vanadium was extracted from stone coal by fluidization roasting and acid leaching. The effects of parameters of roasting and leaching on vanadium leaching rate were investigated. The results show that the leaching rate of vanadium is 83.90% under the optimum conditions including fluidization roasting at

750 ℃ for

15 min, dosage of leaching agent of calcium fluoride of 5%, volume concentration of sulfuric acid of 15%, leaching temperature of

98 ℃, leaching time of

6 h, and ratio of liquid to solid of 1.5∶1. Key words: stone coal;

vanadium extraction;

fluidization roasting;

acid leaching 石煤是除钒钛磁铁矿外主要的含钒资源,国内已有不少从石煤中提钒的研究[1-10].含钒石煤在形成过程中由于外界的还原性环境导致石煤中一般只有V(Ⅲ)和V(Ⅳ)[11],通常石煤中V(Ⅲ)难以被水、酸或碱溶解,除非采用氢氟酸破坏矿物晶体结构[12].所以,只有将V(Ⅲ)氧化至高价后才能被浸出,而焙烧是行之有效的方法.传统的石煤焙烧提钒工艺中多使用平窑、立窑和回转窑等炉型,一般都未能有效地回收石煤中的热能[13].流化床焙烧技术具有燃料适应性强、燃烧效率高、脱硫效率高、易于实现灰渣综合利用等诸多优点[14],工业应用也很成熟[15],非常适用于像石煤这样发热值低、灰分高的劣质燃料,而且在回收利用灰渣中V2O5的同时还能回收石煤中的热能[12],实现资源的高效利用.本文针对湖北某地石煤进行流态化焙烧,并对焙烧样进行酸浸试验,考察焙烧温度、焙烧时间及酸浸条件对钒浸出率的影响,为工业化生产提供理论依据.

1 试验部分 1.1 试验原料 含钒石煤取自湖北某地,试样破碎筛分至0.45~1.00 mm,主要成分(%):SiO2 57.

11、Al2O3 8.

75、TFe 3.

93、CaO 4.

63、MgO 1.

31、K2O 2.

41、V2O5 0.

75、TiO2 0.

42、Na2O 0.

12、C 8.

56、S 3.

02、灼减14.71.石煤原矿中的主要矿物有石英、白云母、黄铁矿和方解石,含钒矿物主要为白云母.浸出剂由工业纯硫酸配制的水溶液,含氟助浸剂为分析纯氟化钙. 1.2 试验装置 试验采用图1所示的自行设计的开启式流态化焙烧反应装置对石煤原矿进行流态化焙烧.整个试验装置主要包括3个部分:供气调节部分、高温流态化焙烧部分和气体吸收部分.电阻炉最高控温1