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一、实验目的本实验旨在通过石煤提钒实验，了解石煤提钒的基本原理、工艺流程以及影响因素，掌握石煤提钒实验的操作方法，并分析实验结果，为石煤提钒生产提供理论依据。
二、实验原理石煤提钒实验主要采用酸浸法，通过将石煤中的钒元素溶解于酸溶液中，然后对溶液进行净化、沉钒等操作，最终得到钒产品。
实验原理如下：1. 酸浸法：将石煤与一定浓度的酸溶液混合，在一定温度、压力下进行反应，使石煤中的钒元素溶解于酸溶液中。
2. 净化：通过过滤、吸附等手段，去除溶液中的杂质，提高钒溶液的纯度。
3. 沉钒：在钒溶液中加入适当的沉淀剂，使钒离子生成沉淀，然后通过过滤、洗涤等操作得到钒产品。
三、实验材料与设备1. 实验材料：石煤、硫酸、氢氧化钠、氯化铵、活性炭等。
2. 实验设备：烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸、加热器、搅拌器、电子天平等。
四、实验步骤1. 称取一定量的石煤，用硫酸溶解，制成石煤溶液。
2. 将石煤溶液加热至一定温度，保持一段时间，使钒元素充分溶解。
3. 加入氢氧化钠溶液，调节溶液pH值，使钒离子生成沉淀。
4. 将沉淀过滤、洗涤，得到钒产品。
5. 对实验数据进行记录和分析。
五、实验结果与分析1. 酸浸效果：通过对比不同酸浓度、反应时间等因素对酸浸效果的影响，确定最佳酸浸条件。
2. 净化效果：通过对比不同净化方法、净化时间等因素对净化效果的影响，确定最佳净化条件。
3. 沉钒效果：通过对比不同沉淀剂、沉淀时间等因素对沉钒效果的影响，确定最佳沉钒条件。
4. 钒产品纯度：对得到的钒产品进行化学分析，确定其纯度。
六、实验结论通过本实验，掌握了石煤提钒的基本原理、工艺流程以及影响因素，为石煤提钒生产提供了理论依据。
实验结果表明，在最佳条件下，石煤提钒的酸浸效果、净化效果和沉钒效果均较好，钒产品纯度较高。
七、实验注意事项1. 实验过程中应注意安全，严格遵守实验操作规程。
2. 实验过程中要控制好实验条件，确保实验结果的准确性。
3. 实验结束后，对实验设备进行清洗、保养，以备下次实验使用。
石煤提钒焙烧工艺分析针对含钒碳质页岩、含钒煤矸石、含钒黏土提取钒化合物的冶金化工过程通常被称为石煤提钒工业过程。
在我国起步于上世纪的70年代末期，在2004年以后，随着世界钒制品需求量逐步增加，锤式破碎机石煤提钒工业进入快速发展时期。
石煤提钒的主要工艺路线有两条，即火法焙烧2湿法提钒和全湿法提钒。
通常认为提钒原料的钒呈吸附性存在于矿物表面时可用全湿法提钒工艺，其特点是流程较短，占地面积小，节约投资。
回转窑当提钒原料中的钒呈嵌布态存在于矿物内部时，若用全湿法提钒工艺，因钒浸出率过低而无法实现工业化。
就目前的研究情况而言，石煤焙烧是针对这类矿物实现工业化的途径之一。
然而采用什么焙烧工艺进行焙烧和如何保证焙烧的实际效果一直在困扰着今天的石煤提钒工业，对此进行分析探讨将有利于石煤提钒工业进一步发展。
一、石煤提钒焙烧过程机理石煤焙烧的作用在于使提钒原料中各种价态的钒尽可能氧化成高价态的五氧化二钒。
五氧化二钒再与物料中的金属氧化物反应生成可溶于水或酸、碱的钒酸盐。
概括过程中低价钒氧化物氧化的化学机理为式（1）和式（2）所示，五氧化二钒与金属氧化物反应的机理为式（3）和式（4）所示。
石煤中常见的金属氧化物为钙、镁、铁、钠的氧化物，与五氧化二钒所生成的钠盐主要是正钒酸钠（Na3VO4）、焦钒酸钠（Na4V2O7）、偏钒酸钠（Na2VO3），所形成的镁盐为偏钒酸镁（MgO#V2O5）、焦钒酸镁（2MgO#V2O5）、正钒酸镁（3MgO#V2O5），钒的钠盐和镁盐均可溶于水。
所形成的钙盐主要是偏钒酸钙（CaO#V2O5）、焦钒酸钙（2CaO#V2O5）、正钒酸钙（3CaO#V2O5），所形成的铁盐主要是正钒酸铁（FeVO4）。
钒的钙盐和铁盐在水中溶解度很小，能溶于稀硫酸和碱溶液。
焙烧温度、反应时间和炉窑内气氛对钒在石煤焙烧中形成理想的钒酸盐至关重要。
（一）焙烧温度焙烧过程对于温度的要求是由焙烧原料的反应机理要求和焙烧产物特性所决定的。
钒渣提出及废水处理的工艺流程1.钒渣提出工艺流程包括破碎、磨矿、重选和磁选等步骤。
The process flow of vanadium slag extraction includes crushing, grinding, heavy selection, and magnetic separation.2.破碎是将原料的钒渣进行粗碎，使其适合进一步的处理。
Crushing is to coarse crush the raw vanadium slag to make it suitable for further processing.3.磨矿则是对粗破碎后的钒渣进行细化，使其颗粒更加细致。
Grinding is to refine the coarse crushed vanadium slag to make its particles finer.4.重选是通过离心浮选机等设备将钒渣中的有用矿物和杂质进行分离。
Heavy selection is to separate the useful minerals and impurities in vanadium slag through centrifugal flotation machines.5.磁选主要是利用磁力对钒渣中的磁性矿物进行提取和分离。
Magnetic separation is mainly to extract and separate the magnetic minerals in vanadium slag using magnetic force.6.废水处理工艺流程包括沉淀、过滤、吸附和活性炭处理等环节。
The process flow of wastewater treatment includes precipitation, filtration, adsorption, and activated carbon treatment.7.沉淀是利用化学方法将废水中的悬浮物沉淀到底部以便后续处理。
储量丰富成分复杂石煤资源概述环境污染传统工艺提取钒时，往往伴随着其他有价值的金属元素的损失，导致资源浪费。
资源浪费能耗高传统提钒工艺的问题资源高效利用通过新技术手段，提高钒的提取率和伴生金属元素的综合利用率，实现资源高效利用。
环境保护研发环保型新工艺，有助于减少废水、废气排放，降低对生态环境的破坏，实现绿色生产。
推动产业升级环保型新工艺的研究与应用，将推动石煤提钒产业向绿色、低碳、环保方向升级，提高产业整体竞争力。
环保型新工艺的研究意义该工艺利用特定的溶剂对含有钒的溶液进行萃取，使钒与杂质分离，提高钒的纯度。
工艺基本原理溶剂萃取原理氧化还原反应原理2. 氧化焙烧在石煤中加入氧化剂进行高温焙烧，将钒转化为可溶性的氧化物。
4. 溶剂萃取6. 沉淀物干燥与焙烧将钒沉淀物干燥后，再进行焙烧，得到钒的氧化物产品。
1. 石煤破碎与磨矿将原始石煤破碎并磨成适合提取的粒度。
3. 水浸提取5. 钒的纯化与沉淀通过调整溶液酸碱度、温度等条件，使钒达到纯度要求并以沉淀形式析出。
010203040506工艺流程简述工艺关键技术01020304高效氧化焙烧技术高效溶剂萃取技术钒纯度控制技术废水处理技术实验材料•石煤样品：选择不同产地、不同品质的石煤样品进行实验。
•提取剂：采用环保型提取剂，如生物提取剂、无机酸等。
实验方法石煤粉末。
提取实验，探究最佳提取条件。
•钒的测定与分析钒的纯度物质平衡与回收率提取效果实验结果与分析1 2 3环保型新工艺可行性最佳工艺条件进一步研究方向实验结论与讨论环境影响评价资源消耗评估排放物检测030201环保性能评估方法废气排放数据废水处理效果资源消耗情况新工艺的环保性能数据废气排放对比废水处理对比资源消耗对比与传统工艺的环保性能对比初始投资成本运营成本预期收益投资回报期成本核算与投资收益预测03技术发展趋势01市场需求02环保政策行业应用前景分析推动相关产业发展的潜力产业链协同跨界融合创新驱动研究结论汇总环保性能显著资源利用率提高经济效益显著未来研究方向与目标进一步深化环保性能01提高生产效率02拓展原料适用范围03强化技术创新建立行业标准加强环保意识对行业发展的建议与期望。
石煤提钒废渣治理综述0 引言钒具有许多可贵的理化特性和机械特性,因而广泛应用于近代工业技术中。
钒无单独开采的富矿，总是以低品位与其它矿物共生，世界上钒年产量的88％是从钒钛磁铁矿中获得的，而我国以钒钛磁铁矿资源最为丰富，储量位于南非和俄罗斯之后。
居世界第三位。
在我国湘、鄂、浙、赣、桂、川、陕、黔诸省区富产含碳页岩(石煤)中含钒，探明储量为618．8亿吨，其含V205品位多在0．3％～1．0％之间，其中W(V205)>0．5％的石煤中V2O5储量为7707．5万吨，是我国钒钛磁铁矿中V205储量的2．7倍[2]。
近年来从石煤中提钒成为热点，它是我国一种独特的钒矿资源，其特点是发热量低、含有多种金属和非金属元素[3]。
含钒石煤遍布于我国的湘、鄂、川、黔、桂、浙、皖等20余省，超过世界其它国家钒的总储量[2]。
因此,含钒石煤是一种提钒的重要矿产资源[3]。
当前，我国石煤提钒工艺的研究和生产发展迅速，提钒工艺、技术装备水平都取得了长足进展，具有较好的经济效益和社会效益[5]。
然而石煤中钒品位较低，石煤提钒产生的废渣量大，按石煤含钒1%、钒的总收率60%计，1 t V2O5约产生160 t浸出渣。
经调查，无论是水浸出工艺还是稀酸浸出工艺，所产生的浸出渣经毒性浸出鉴别试验，都属于一般固体废物[6]，这些废渣对环境造成严重的污染，主要表现在在以下几方面：其一，侵占土地，目前的企业中，90％以上的钒渣采用的都是尾矿库堆放，建设尾矿库堆占用了大量的土地；其二，污染土壤，土壤是许多细菌、真菌等微生物聚居的场所。
这些微生物与其周围环境构成一个生态系统。
在大自然的物质循环中，担负着碳循环和氮循环的一部分重要任务。
废渣中有害成分渗入土壤后，能杀死土壤中微生物，破坏土壤的腐解能力，导致草木不生。
其三，污染水体，废渣随天然降水和地表径流进入湖泊、河流，或随风飘迁落入水体能使地面永污染；随渗漏水进入土壤则使地下水污染；直接排入河流、湖泊、海洋，又能造成更大的水体污染。
含钒石煤脱碳提钒方案：
一、技术背景：我国拥有大量的石煤钒矿资源，分布在河南、陕西、湖北、湖南、江西、贵州、广西等地，探明总储量为3.2亿吨金属钒。
石煤钒矿分布如此之广，储量如此之大，但却没有一种经济高效的提钒工艺，目前现存的数十家石煤提钒企业，由于经济低迷，钒产品开发滞后，产能较大，加上冶钒企业工艺落后，石煤钒矿性质各异等造成企业亏损严重，甚至大规模停产。
在此背景下，寻早一种经济高效、环保节能的生产工艺势在必行。
石煤钒矿的特点：1，含碳高，大多在8-12%。
2，含钒低，平均0.8-1.0%。
3，成分复杂，各地石煤矿成分大不相同。
结合以上特点，因此石煤提钒不能走同一种生产工艺。
目前的石煤提钒工艺：1，平窑钠法焙烧水浸离子交换提钒：2平窑空白焙烧或钙法焙烧酸浸后离子交换或萃取法提钒；2石煤钒矿直接酸浸后萃取提钒；以上工艺是对矿石特性，地方政策，以及企业规模做出的相应选择。
比如有些适合酸浸，在低酸耗12%-20%的情况下就可以得到80%以上的浸出率。
但也有很多石煤钒矿在高酸20%40%的酸度下也达不到理想的浸出率。
为解决酸耗大的难题，有些企业做了石煤脱碳后酸浸实验以及小规模生产，取得了较好的结果，酸耗可降低到2%-8%，浸出率也有所提高。
脱碳工艺尝试性的采用堆烧法，沸腾炉，循环流化床等，但也存在脱碳温度不易控制，造成脱碳后的物料烧结或脱碳不完全。
实验证明，脱碳最佳温度应该在800-950度适宜，温度过高会造成微相烧结，影响后期浸出，温度
低于800度会造成氧化不够充分和降低脱碳产量和效率，进而导致后期的耗酸量加大，浸出率降低。
一、技术方案
二、设备方案
三、总结。
石煤提钒工艺研究现状石煤是我国储量巨大的钒矿资源，但大多数为低品位云母类及高岭土类粘土矿物，开发利用较为困难。
石煤提钒工艺多种多样，浸出是石煤选矿中最为主要的分选方法，文章简单叙述了几种应用较为广泛的石煤提钒工艺，并分析了各自的优缺点及其优化改良。
此外，介绍了相关新工艺，并对工艺进一步发展提出了看法。
标签：石煤；提钒；浸出；工艺石煤是一种无机成分含量远超于有机成分的劣质“煤炭”，其主要性质[1，2]表现为：灰分高、燃烧值低、伴生元素种类多，因此石煤常作为有价元素的低品位多金属矿被提取利用。
其中V2O5含量大于0.8%的石煤，可作为钒矿资源利用[3，4]。
由于类质同像等原因，石煤中的钒通常以V（Ⅲ）与V（Ⅳ）等较低价态存在于层状硅酸盐矿物中，或以四次配位的钒氧四面体取代硅氧四面体或铝氧四面体，或以六次配位钒氧八面体取代铝氧八面体，属于难溶解物质。
目前，石煤提钒的应用常规工艺是先焙烧后浸出，即先破坏石煤的矿物结构，并将钒氧化成V（V）的可溶性钒酸盐，然后通过浸出，使其由固相转为液相，并从溶液中提取精钒[5]。
目前种类繁多的石煤提钒工艺大致可分为火法-湿法联合提钒工艺与全湿法提钒工艺两大类。
根据文献资料分析，文章主要综述了石煤浸出的工艺条件以及各自的优缺点，另外还介绍了相关的新工艺，并对此提出了看法。
1 火法-湿法联合提钒工艺1.1 传统工艺传统工艺为钠化焙烧水浸工艺，是高温条件下，由于金属氧化物的存在，氯化钠加速分解，产生活性氯和Na2O，活性氯与低价钒作用产生中间产物VOCl3，VOCl3高温条件下发生分解，反应生成可溶于水的钒酸钠盐[6]。
传统工艺的基本流程为氯化钠焙烧→水浸出→酸沉粗钒→碱溶铵盐沉钒→热解脱氨制得精钒。
该工艺的优点是工艺适用条件范围广，投资回收期短；其缺点是废气污染严重、回收率低、废液离子复杂。
传统工艺的焙烧一水浸的钒回收率仅45%-55%，究其原因是焙烧时V（V）与石煤中的钙、铁等反应生成如Fe（VO3）2、Fe（VO3）3、Ca（VO3）2等化合物及焙砂中有未完全氧化的V（IV）的化合物，它们均不溶于水，但溶于酸。
