DOC《石煤流态化焙烧—酸浸提钒工艺研究》

同时四面体也由于原子间键长、键角及键能等参数发生变化导致结构发生调整、变形.白云母结构的破坏更有利于钒的浸出. 2.3 流态化焙烧样酸浸条件试验 固定流态化焙烧条件为:焙烧温度750 ℃、焙烧时间15 min,考察浸出参数对钒浸出率的影响. 2.3.1 氟化钙用量对钒浸出率的影响 酸浸条件:硫酸浓度15%、浸出温度98 ℃、浸出时间6 h、液固比1.5∶1,不同氟化钙用量时的钒浸出率如图6所示. 图6 氟化钙用量对钒浸出率的影响 Fig.6 Effect of dosage of calcium fluoride on vanadium leaching rate 图6表明,钒浸出率随着氟化钙用量的增加而升高,氟化钙用量大于5%后钒浸出率升高幅度有所降低.总体而言,含氟助浸剂[19]的加入是有利于强化硫酸与云母的反应的. 2.3.2 硫酸浓度对钒浸出率的影响 酸浸条件:氟化钙用量5%、浸出温度98 ℃、浸出时间6 h、液固比1.5∶1,硫酸浓度对钒浸出率的影响如图7所示. 图7 硫酸浓度对钒浸出率的影响 Fig.7 Effect of sulfuric acid concentration on vanadium leaching rate 由图7可知,钒浸出率随硫酸浓度的增加而升高,当硫酸浓度超过15%时,钒浸出率增幅趋缓.硫酸浓度的增加有利于提高H+进入云母晶格的几率,破坏云母结构,提高钒的浸出率.综合考虑,硫酸浓度定选择15%. 2.3.3 浸出温度对钒浸出率的影响 酸浸条件:氟化钙用量5%、硫酸浓度15%、浸出时间6 h、液固比1.5∶1,不同浸出温度时的钒浸出率如图8所示. 图8 浸出温度对钒浸出率的影响 Fig.8 Effect of leaching temperature on vanadium leaching rate 从图8可看出,钒浸出率随浸出温度的提高而上升.因为,随着浸出温度的升高,溶液中H+的扩散速度加快,同时提高了H+与云母的反应速率,使钒浸出率提高.综合考虑成本与钒浸出率,浸出温度选择98 ℃. 2.3.4 浸出时间对钒浸出率的影响 酸浸条件:氟化钙用量5%、硫酸浓度15%、浸出温度98 ℃、液固比1.5∶1,浸出时间对钒浸出率的影响如图9所示. 图9 浸出时间对钒浸出率的影响 Fig.9 Effect of leaching time on vanadium leaching rate 图9表明,钒浸出率随浸出时间的延长而上升,当浸出时间超过6 h后,钒浸出率增加幅度趋缓.在浸出开始时,焙烧样中其他耗酸物质会消耗掉部分酸,减少了参与钒浸出反应的酸量,钒浸出率不高.综合考虑,浸出时间以6 h为宜. 2.3.5 液固比对钒浸出率的影响 酸浸条件:氟化钙用量5%、硫酸浓度15%、浸出温度98 ℃、浸出时间6 h,不同液固比时的钒浸出率如图10所示. 图10 液固比对钒浸出率的影响 Fig.10 Effect of ratio of liquid to solid on vanadium leaching rate 由图10可知,钒浸出率随液固比的增加而升高,当浸出液固比达到1.5∶1时,继续提高液固比,钒浸出率上升缓慢.增加液固比,浸出液中硫酸的量增加,扩散到云母表面的H+增加,H+与云母反应更彻底,钒浸出率升高.综合考虑,选择液固比为1.5∶1.

3 结论 石煤原矿经过750 ℃流态化焙烧15 min后,含钒云母结构遭到了破坏,有助于钒在后续酸浸过程中的溶出.石煤流态化焙烧―酸浸提钒工艺的最佳参数为:流态化焙烧温度750 ℃、焙烧时间15 min、氟化钙助浸剂用量5%、硫酸浓度15%、浸出温度98 ℃、浸出时间6 h、液固比1.5∶1.此时,钒浸出率可达83.90%. 参考文献 [1] 王非,张一敏,刘涛,等. 直接酸浸与焙烧酸浸钒萃取行为的研究[J]. 有色金属(冶炼部分),2014(5):30-33. [2] 包申旭,张一敏,刘涛,等. 全球钒的生产、消费及市场分析[J]. 中国矿业,2009,18(7):12-15. [3] 李望,张一敏,刘涛,等. 杂质离子对萃取法从石煤酸浸液中分离纯化钒的影响[J]. 有色金属(冶炼部分),2013(5):27-30. [4] 胡杨甲,张一敏. 钙含量对含钒页岩钠盐焙烧―水浸提钒的影响[J]. 有色金属(冶炼部分),2014(9):34-38. [5] Zhang Yi-min, Bao Shen-xu, Liu Tao, et al. The technology of extracting vanadium from stone coal in China: history, current status and future prospects[J]. Hydrometallurgy,2011,109(1/2):116-124. [6] 邢学永,万洪强,宁顺明,等. 某石煤矿浓酸熟化两段逆流浸出钒的研究[J]. 有色金属(冶炼部分),2013(6):26-29. [7] 王非,张一敏,黄晶,等. 氟离子促进石煤提钒浸出过程的热力学研究[J]. 有色金属(冶炼部分),2013(9):41-47. [8] 赵杰,张一敏,黄晶,等. 石煤焙烧熟........