石煤提钒实验报告

第２０卷第２期　２ｏ０６年４月　能源环境保护　ＥｎｅｍｙＥｎｖｉｒｍｕｎｅｎｔ￣Ｐｌ∞ｔｅｄ１０ｎ　Ｖ．１．　。Ｎ．．２　＾Ｉ＿ｒ．，撕‘　

含钒石煤烧渣的稳定化试验研究　

邹晓勇　

（吉首大学化学化工学院，湖南吉首４１６０００）　

摘要：研究了含钒石煤烧渣稳定化处理的一种有效方法。利用石灰为穗定荆与烧渣相混合　进行稳定化处理，渣中的水溶态钒转化为钒酸钙沉淀而降低毒性。漫出试验表明，水中钒　

浓度＜５　，并且具有长期的稳定性。元二次污染。　

关键词：石煤渣；钒；穗定化；漫出毒性；污染控制　

中田分类号：Ｘ７０５　文献标识码：Ａ　文章组号：１００８．８７５９（２００６）０２．ＯＯ４４．０４　

ＴＥＳＴ　Ａ＿ＮＤ　【－Ｉ）ＤＹ　０Ｎ　ＣＨＥⅦＣＡＬ　Ｓ　ＡＢⅡ．ＩＺＡｍＮ　

ＴＲＥＡＴＭ１　Ｔ　０ｌＦ　ＢＯＮＥ　ＯＣ＇ＡＬ　Ｃ　ｉｌｃ　Ｒ　０ｌＦ　ＶＡＮＡＤ１【Ｉ刀Ｍ　

ＺＯＵ　Ｘｉａｏ—ｙｏｎｇ　

ｒ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　ｃ７ｌ绷缸，），ａｎｄ　删　聊力　，．，　嘏　矗唧　，Ｊ／ｓｈｏｕ　４１６０００，　

捌ｍｄ：Ａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ蚰　ｂｏｎｅ　ｃｏａｌ　ｖａｎａｄｉｕｍ　ｍｉｎｅ　ｃｉｎｄｅｒ　ｗｉｔｈ　ｌｉｍｅ　ｗａｓ　ｉｎｖｅｓｆｉ－　

Ｓａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｔｏｘｉｃｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｃｉｎｄｅｒ　ｗ衄ｇｒｅａｔｌｙ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｗａｙ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ—ｓｏｌｕｌｄｅ　ｖｓｍｄｉｕｍ　ｃＩＩａＩｌ鲥ｉｎｔｏ　ｃａｌｃｉｔｕｎ　ｖ日珊ｄａｔｅ，ｔｈｅ∞ａＩｃｉＩｌｇ　ｅｘｐｅｒｉｍ￣ｔｓｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｄ￣ｗｏｄ　ｔｌｌ｜ｔ　ｔｈｅ　ｍｔｒａｄ￣ｏｆ　ｗａｔｅｒ—ｓｏｌｕｂｌｅ　ｖａｎａｄｉｕｍ＜　，皿ｄ　ｓｔａｂｉｌｉＴ￣ｏｎ　ｉｓ　ｌｏｎｇｅｖａｌ，ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｑｕａｄｒａｔｉｃ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．　

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｏｎｅ　ｃｏａｌ　ｃｉｎ妇；蛐Ｉａｄｉ衄；幽ｊｎｌｉｃａｌ　蛐ｚａｔ　；ｔ０口【ｉｃ　ｏｆ　∞ｅｘｔｒａｃｔ；ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　

钒矿化学选矿技术评述

我国钒矿资源主要矿物类型及储量

钒是我国优势矿产，目前生产的钒一半以上以伴生状态赋存于钒钛磁铁矿中。钒除了在岩浆结晶作用期以类质同象方式进入钛磁铁矿晶格外，还可在沉积作用过程中以极分散的形式被各种富含有机质的沉积物吸附，形成含钒石煤和含钒黏土矿物等多种矿床。综合考察报告表明:含钒石煤广泛分布在我国南方数省,储量大,层位稳定、含钒品位高。石煤中钒(V2O5)总储最1.1797亿t。为我国钒钦磁铁矿中钒总储量的七倍,超过世界其它国家钒的总储量,是近十多年来积极开发利用的一种新型钒矿资源[1]。钒钛磁铁矿中的钒，可通过磁选等方式选出富含钒的钛磁铁矿，然后在炼铁的过程中加以回收；回收工艺比较成熟，所以近几年针对钒钛磁铁矿提钒工艺的理论与工艺研究较少。含钒石煤和含钒黏土矿物的钒，则需要通过更为复杂的选矿工艺，如焙烧法、离子交换法或者酸法加以提炼[2]。国内作为独立矿床的钒矿主要赋存于细粒黏土矿中，低品位黏土型钒矿由于原矿钒含量较低。原矿直接进行冶金提钒时存在酸碱等辅助原料消耗大、环境污染严重、提钒成本高等问题。黏土型钒矿采用浮选-重选-磁选等常规选矿技术，很难使钒矿物得到有效富集。采用新的选矿工艺技术，提高含钒精矿品位，为冶炼提供高品位提钒原料，使国内低品位含钒黏土矿资源得到充分利用，对低品位含钒黏土矿进行研究开发，具有广阔的应用前景和重要的现实意义。所以国内外针对黏土钒矿也做了一定的研究工作。

石煤提钒传统工艺

石煤是我国储量巨大的低品位钒矿资源,石煤提钒最早采用的工艺为添加氯化钠焙烧-水浸工艺,该工艺污染严重且钒回收率低.近年来,研究人员开发出一些新的石煤提钒工艺。石煤提钒工艺可分为两类,一类是先焙烧后浸出,一类是不焙烧直接浸出,目前以前者为主[3].核工业北京化工冶金研究院试验研究的“从走马石煤中提钒”工艺流程,采用石煤氧化焙烧一硫酸浸出一固液分离一清液萃取一钱盐沉钒工艺,1987年先后完成小型和台架试验,1988年底完成中间工厂规模试验,在国内首次获得成功,主要技术经济指标达国内提钒工艺先进水平[4]。在传统技术中,为了使石煤中的低价钒转变为可溶的高价钒,通常采用焙烧的方法,而石煤焙烧的目的是使石煤中的低价不溶性钒尽可能多的转化为五价钒,并与钠盐结合生成水溶性钒酸盐,或者与钙盐结合生成可溶于硫酸溶液或碳酸盐溶液的钒酸钙。石煤提钒使用的添加剂主要有钠盐(以NaCl为主,极少使用Na2CO3和Na2SO4)、钙盐(如CaO、CaCO3等)、钙盐+食盐的混合添加剂和不加任何添加剂焙烧四种,其缺点是焙烧烟气含有Cl2、HCl等有害气体,污染治理的困难程度和成本要高一些。空气焙烧和钙化焙烧工艺虽然避免了Cl2、HCl等有害气体的污染问题,但要根据石煤的矿相结构和化学成分而定,工艺适应性较差。

第３期（上）　张剑等：石煤提钒的现状与研究　

石煤提钒的现状与研究　

张剑　，欧阳国强　，刘琛　，崔阳。　

（１．河南省郑州水利学校，河南郑州４５００１１；２．湘潭大学化工学院，湖南湘潭４１１１０５；３．河南省化工研究所有限责任公　司，河南郑州４５００５２）　

摘要：介绍了钒的主要用途及石煤提钒的研究现状，阐述了目前已在生产上应用的石煤提钒工艺的各工段及技　术方法。　关键词：石煤；钒；现状；工艺　中图分类号：ＴＱ５３６．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００３—３４６７（２０１０）０５—００２７—０３　

Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｖａｎａｄｉｕｍ　Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　Ｓｔｏｎｅ　Ｃｏａｌ　

ＺＨＡＮＧ　Ｊｉａｎ　，ｏＵＹＡＮＧ　Ｇｕｏ—ｑｉａｎｇ　，ＬＩＵ　Ｃｈｅｎ　，ＣＵＩ　Ｙａｎｇ　（１．Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　Ｓｃｈｏｏｌ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５００　１　１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉ—　ｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉａｎｇｔａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎｇｔａｎ　４　１　１　１　０５，Ｃｈｉｎａ；３．Ｈｅｎａｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎ—　

ｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５００５２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｖａｎａｄｉｕｍ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｖａｎａｄｉｕｍ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｓｔｏｎｅ　ｃｏａｌ　ａｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｎｅｗ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　ｖａｎａｄｉｕｍ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｓｔｏｎｅ　

ｃｏａｌ　ａｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｔｏｎｅ　ｃｏａｌ；ｖａｎａｄｉｕｍ；ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ；ｐｒｏｃｅｓｓ　

1 石煤钒矿石中提取五氧化二钒工艺综述

韩如旭 米玺学

（中色（宁夏）东方集团有限公司，宁夏 石嘴山 753000）

摘要：介绍了几种从石煤钒矿石中提取五氧化二钒的工艺流程及应用状况，提出了应针对石煤钒矿资源的性质选择相应的工艺流程以获得更好的经济效益和社会效益。

关键词：石煤钒矿石；五氧化二钒；提取；工艺

石煤钒矿石是一种含碳质的页岩，主要形成于震旦纪、寒武纪、志留纪等古老地层中，为由藻菌类等低级生物、海绵及一些分类尚不明确的原始动植物在浅海还原环境下形成的变质程度较高的黑色可燃矿产，主要特性是灰份高、密度大、热值低、着火点高[1]。我国石煤资源分布于20多个省区，尤以湖南、湖北、江西、浙江、陕西、广西等省储量较大[2]。

石煤钒矿中的钒的赋存状态及价态变化多样，大部分以三价形式存在于云母类及高岭石等粘土矿物中，部分取代硅氧八面体和铝氧八面体中的Al3+、Ti3+和Fe3+等。部分形成钛钒石榴石、铬钒石榴石、砷硫钒铜矿等矿物，也有少量以金属有机络合物和络阴离子呈吸附形式存在。

随着市场对五氧化二钒需求的增加，从石煤中提取五氧化二钒的工艺研究得到了快速发展，为含钒石煤资源的广泛开发利用创造了条件。文章介绍了几种从石煤中提取钒的湿法流程及应用状况。

1 酸法提取五氧化二钒工艺

1.1 工艺流程

酸法提取五氧化二钒的工艺流程如下：

矿石破碎→球磨→酸浸→固液分离→预处理→萃取反萃取沉钒→红钒热解→五氧化二钒。

石煤钒矿石破碎后湿式球磨至粒度-60目占80%以上，然后用占矿石质量15%的硫酸连续搅拌，温度85 ℃，液固体积质量比（0.85~1）∶1，钒以四价形式转入溶液。固液分离后，矿渣堆放，溶液预处理后，以P204＋TBP＋磺化煤油为萃取剂，经7级箱式半逆流萃取，然后用1~1.5 mol/L的硫酸5级反萃取，得80~120 g/L含钒溶液，加热氧化沉钒得红钒（多钒酸铵），于550 ℃下加热分解红钒得五氧化二钒。