石煤复合碱循环浸出提钒研究

第4期
钟楚彬等： 石煤复合碱循环浸出提钒研究
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及黄铁矿。大部分钒存在于云母类矿物中。 1．2 实验设备与药品 DF101S 主要设备： 500 mL 三口烧瓶， 电动搅拌器， SHZ － D 循环水式真空 集热式恒温加热磁力搅拌器， SG －XL1400 马弗炉， 101 －OAB 型电热鼓风干燥箱。 泵， 主要药品： 氢氧化钠， 碳酸钠， 浓硫酸， 浓磷酸， 硫 酸亚铁铵， 亚硝酸钠， 高锰酸钾， 尿素， 钒试剂， 偏钒酸 铵， 硫酸铵。 1．3 实验原理 度
Vanadium Extraction from Stone Coal by Ｒepeated Leaching with Complex Alkaline
ZHONG Chubin，LIU Yaochi （ School of Chemistry and Chemical Engineering，Central South University，Changsha 410083，Hunan，China） Abstract： Vanadium was extracted from stone coal by adopting a process consisting of blank roasting and repeated leaching with complex alkaline． Ｒesults showed that vanadium leaching rate could be up to 84．28% with a 3hroasting at 850 ħ and a 2hleaching at 95 ħ with a complex alkaline composed of 16% NaOH and 12% Na 2 CO 3 as leaching agent， a liquid / solid ratio at 2． No great difference was found in an average leaching rate from each repeated complex alkaline leaching，but the concentration of vanadium in the leach liquor was greatly increased and the alkaline consumption was also sharply reduced． Key words： stone coal； roasting； complex alkaline； repeated leaching； vanadium 石煤是我国重要的含钒资源， 储量巨大且分布广 。 传统钠化焙烧和钙法焙烧提钒工艺回收率不 泛 前者有严重的环境污染问题， 后者对石煤原矿性质 高， 的要求比较苛刻。为此我国研究工作者陆续提出酸浸 ［2－10 ］ ［11－14 ］ ， 和碱浸提钒工艺 均减轻了环保压 提钒工艺 提高了钒浸出率和回收率。碱浸工艺选择性较好， 力， Ca、 Mg 等均未被浸出， 石煤中 Fe、 浸出液中的主要杂 P， 除杂相对容易， 碱浸对设备的防腐要求低， 质为 Si、 因此采用碱浸的方法是石煤提钒的重要发展方向 。目 前碱浸的主要不足在于碱耗量高、 浸出液中残余碱利 浸出液含钒浓度低， 后续处理量大， 生产成本 用率低， 大。针对这些问题， 本文采用空白焙烧复合碱循环浸 旨在降低碱耗以及生产成 出的方法从石煤中提取钒， 本， 为提钒研究提供参考。
第 37 卷第 4 期 2017 年 08 月
矿
冶
工
程
MINING AND METALLUＲGICAL ENGINEEＲING
Vol．37 ɴ4 August 2017
石煤复合碱循环浸出提钒研究
钟楚彬，刘耀驰
（ 中南大学 化学化工学院，湖南 长沙 410083）
①
16% NaOH 和 摘 要： 采用空白焙烧复合碱循环浸出工艺从石煤钒矿中浸出钒， 结果表明， 当焙烧温度 850 ħ 、 焙烧时间 3 h、 12%Na2 CO3 复合碱作为浸出剂、 浸出温度 95 ħ 、 浸出时间 2 h、 液固比为 2 时， 钒浸出率可达 84．28% 。复合碱循环浸出过程中平均 浸出率的变化不大， 但浸出液中钒浓度得到了显著提高， 且碱用量大大降低。 关键词： 石煤； 焙烧； 复合碱； 循环浸出； 钒 中图分类号： TF841．3 文献标识码： A 文章编号： 0253－6099（ 2017） 04－0098－06 doi： 10．3969 / j．issn．0253－6099．2017．04．026
［15 ］
2
2 ．1
实验存形式及价态变化多样， 但大多 以类质同象形式赋存于铝硅酸盐矿物晶格中 ， 或以吸
［16 ］ 附形式赋存于有机质或铝硅酸盐矿物中 。 在石煤 提钒过程中， 需破坏含钒矿物的晶体结构， 钒才能被浸
出。高温有利于破坏含钒矿物晶体结构， 促进低价钒 充分氧化成高价钒。 因此， 焙烧是石煤提钒必不可少 的步骤， 在此过程中， 含钒物质会发生相关变化， 可使 钒赋存状态发生改变， 从而改变其浸出性。 2．1．1 焙烧温度对浸出率的影响 固定焙烧时间 3 h、 浸出温度 95 ħ 、 浸出时间 2 h、 16%NaOH 和 12%Na2 CO3 复合碱作为浸出 液固比为 2、 剂， 考察焙烧温度对浸出率的影响， 结果如图 2 所示。
［1 ］
XＲD 分析结果见图 1。从表 1 和图 1 可 学成分见表 1， 知， 石煤原矿中的矿物主要有石英 、 云母 、 钾钠长石以
表1
V2 O5 0．71
石煤原矿主要化学成分（ 质量分数） / %
Na 2 O 1．16 CaO 0．46 MgO 0．77 S 1．94 C 14．10
SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 K 2 O 58．58 10．84 2．67 2．59
1
1 ．1
实
验
图1 石煤原矿 XＲD 图谱
实验原料 实验所用石煤矿样取自安徽省， 石煤原矿主要化
①
收稿日期： 2017－02－14 作者简介： 钟楚彬（ 1991－ ） ， 男， 湖南城步人， 硕士研究生， 主要研究方向为有色金属冶炼及湿法冶金。 通讯作者： 刘耀驰（ 1972－ ） ， 男， 湖南湘乡人， 教授， 博士， 主要从事功能材料化学、 功能高分子合成与应用、 环境化学及湿法冶金等相关研究。