湘西含钒石煤提钒工艺研究

湖南湘西某钒矿提取五氧化二钒试验研究
刘振楠;牛磊;刘景槐
【期刊名称】《湖南有色金属》
【年(卷),期】2013(029)006
【摘要】研究了湘西某石煤钒矿提取五氧化二钒的工艺条件:分别考察了添加剂种类与用量、焙烧温度、焙烧时间、原矿磨矿粒度、硫酸加入量、浸出时间、浸出温度等对钒浸出率的影响.试验得出结果:空白焙烧870℃、焙烧时间4h、原矿磨矿粒度-74 μm≥71％情况下,添加1.8％硫酸,室温浸出1h,在此条件下,钒的提取率可达87％以上.该含钒浸出液用717树脂离子交换-沉钒-煅烧工艺可以提炼出
YB/T5304-2006冶金用99钒,该钒矿总回收率为84.5％.
【总页数】4页(P25-28)
【作者】刘振楠;牛磊;刘景槐
【作者单位】湖南有色金属研究院,湖南长沙410100;湖南有色金属研究院,湖南长沙410100;湖南有色金属研究院,湖南长沙410100
【正文语种】中文
【中图分类】TF111.31
【相关文献】
1.选冶联合从石煤钒矿提取五氧化二钒试验研究 [J], 牛磊;刘振楠
2.难处理石煤钒矿自热拌酸熟化提取五氧化二钒工艺研究 [J], 牛磊;刘振楠
3.用硫酸直接浸出—离子交换—铵盐沉淀法从石煤钒矿中提取五氧化二钒的试验研
究 [J], 田宗平
4.河南某钒矿湿法提取五氧化二钒试验研究 [J], 李志伟;宋翔宇;张建乐
5.石煤钒矿提取五氧化二钒工艺研究与工业实践 [J], 田宗平;王永青;李力;李贺;杨庆
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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。

石煤提钒实验报告实验目的本实验的目的是通过石煤提取钒的方法，了解石煤中钒的含量以及提取过程中的各种因素对钒提取率的影响。

实验原理石煤中的钒以氧化态存在，常见的是V2O5。

石煤中的钒主要通过煅烧氧化、硝酸铵胶凝和浸提等步骤进行提取。

实验步骤1. 取一定量的石煤样品并干燥，然后通过煅烧氧化，使样品中的有机碳得到氧化。

2. 将氧化后的样品加入硝酸铵溶液中形成胶体，然后固化成颗粒。

3. 通过浸提实验，利用稀硫酸或盐酸将胶凝体中的钒溶出，然后进行分离和测定。

实验材料与仪器材料1. 石煤样品2. 硝酸铵溶液3. 稀硫酸溶液或盐酸溶液仪器1. 干燥器2. 昇华炉3. 恒温水浴4. 高速搅拌器5. 离心机6. pH计7. 毛细管8. 新刀实验结果与分析通过实验，我们得到了石煤样品中钒的含量和提取率的数据。

通过对数据进行分析，我们可以得到以下结论：1. 钒的含量在不同石煤样品中存在差异，通常在1%以下。

2. 在石煤样品的氧化过程中，适宜的煅烧温度和时间可以提高钒的氧化率，从而提高提取率。

3. 硝酸铵胶凝体的制备对于提高提取率也起着重要作用。

通过调整胶凝体的pH 值，可以改变钒的溶解度和胶凝体的颗粒大小。

4. 浸提实验中，选择合适的浸提剂和条件对于提取率也有显著影响。

稀硫酸或盐酸溶液的浓度、浸取时间和温度等都需要进行优化。

实验结论通过本次实验，我们了解了石煤提钒的方法和过程，得到了一定的实验数据并进行了分析。

实验结果表明，在合适的条件下，我们可以高效地从石煤中提取钒。

这对于石煤的综合利用和钒的资源化非常重要。

存在问题与建议在本次实验中，我们发现了一些问题，为了进一步提高提取率，有以下建议：1. 石煤样品的选择和处理对于提取率有重要影响，可以进一步优化和改进。

2. 实验过程中一些操作步骤需要更加精确和细致，例如控制煅烧温度和时间、调整胶凝体的pH值等。

3. 浸提实验中，可以尝试不同的浸提剂和操作条件，寻找最佳的提取方案。

石煤矿硫酸浸出提取钒的研究I. 引言A. 研究背景B. 目的和意义C. 研究现状II. 实验部分A. 材料和试剂B. 实验方法1. 石煤矿硫酸浸出提取钒过程2. 实验条件控制3. 实验结果分析III. 结果分析A. 硫酸浸出效果分析B. 钒含量分析C. 影响因素分析1. 浸出时间2. 正硫酸浓度3. 硫酸用量4. 温度IV. 讨论A. 实验部分讨论B. 可行性分析C. 推广应用前景V. 结论A. 实验结论B. 发现和启示C. 研究展望I. 引言作为一种重要的工业品，钒被广泛应用于合金、催化剂、稀土金属等领域，然而大部分钒矿石存在于煤中，利用煤矿资源进行钒的提取已经成为研究热点。

钒的提取方法种类繁多，其中石煤矿硫酸浸出提取钒是一种比较成熟和常用的方法。

本文对石煤矿硫酸浸出提取钒的研究进行探讨和总结，旨在深入了解该方法的原理和过程，以及影响因素和检测方式。

A. 研究背景石煤矿是一种含煤量较高的矿石，在中国煤炭资源储量排名靠前，而其中存储的钒矿占比较高，这为石煤矿的开发利用提供了广阔的发展空间。

目前，国内外石煤矿钒资源的开发主要通过煤普跃流化床燃烧、氧化亚铁改性等方法提取钒，但几乎所有的钒提取方法都需要在硫酸介质中进行。

硫酸浸出提取钒是一种常见的方法，其原理是利用硫酸对煤质和钒的浸出，提取出含钒的溶液，然后通过化学反应或物理方法从溶液中分离和回收钒元素。

该方法优点是浸出效果稳定、钒品位高、回收率较好、成本低，已经被广泛用于工业生产和科学研究领域。

B. 目的和意义石煤矿硫酸浸出提取钒是一种比较成熟和常用的方法，但是其效率、环保性等问题仍然需要进一步探讨和解决。

本文旨在通过对该方法的研究和分析，探讨该方法的原理和特点，找出影响因素和改善措施，以实现优化和提高提取效率，为其商业化广泛应用提供技术支持和理论基础。

C. 研究现状目前，硫酸浸出提取钒的研究已经获得了一定的进展。

国内外的学者在石煤矿硫酸浸出提取钒的过程中进行了有效的工艺改进和技术研究，例如学者王传彦等人通过进行反应条件优化，实现了硫酸浸出提取石煤矿钒的高效率、低成本和环保稳定等目标。

石煤提钒的工艺和设备（钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池）原创邹建新崔旭梅教授等石煤提钒石煤是一种由菌藻类低等生物在还原环境下形成的黑色劣质可燃有机页岩，多属于变质程度高的腐泥无烟煤或藻煤，具有高灰分、高硫、低发热量和结构致密、比重大，着火点高等特点。

石煤中除含Si、C和H元素外，还含有V、Al、Ni、Cu、Cr等多种伴生元素。

石煤矿的含钒品位各地相差悬殊，一般品位在0.13%～1.00%，以V2O5计含量低于0.50%的占60%。

我国各地石煤中钒品位差异较大，在目前技术条件下，只有品位达到0.8％以上才有开采价值。

1 石煤提钒工艺现状我国的石煤提钒工业起步于70年代末期，此后经历了两次大的发展时期（即八十年代的初步发展期，以及2004年到现在的大发展期），至今已有四十多年的历史，含钒石煤提钒的生产技术和科学研究已有了较大发展。

总的来说，石煤提钒工艺技术可以归纳为两种代表性的类型：焙烧提钒工艺（火法提钒工艺）和湿法提钒工艺。

（1）火法焙烧湿法浸出提钒工艺矿石经过高温氧化焙烧，低价钒氧化转化为五价钒，再进行湿法浸出得到含钒液体实现矿石提钒的工艺过程。

（2）湿法酸浸提钒工艺含钒原矿直接进行酸浸，包括在较高浓度酸性条件下，甚至是加热加压、氧化剂存在的环境下，实现矿物中钒溶解得到含钒液体的工艺过程。

（3）焙烧工艺分类传统食盐钠化焙烧-水浸-沉钒工艺、无盐焙烧-酸浸-溶剂萃取工艺、复合添加剂焙烧-水浸或酸浸-离子交换工艺、钙化焙烧-酸浸出工艺。

（4）石煤提钒的技术改革一方面是焙烧添加剂的多样化、焙烧设备的优化、浸出工艺的变化以及从含钒稀溶液中分离富集钒的方法的改进等几个方面；焙烧添加剂的多样化：食盐添加剂、低氯复合添加剂、无氯多元添加剂、无添加剂。

焙烧添加剂的多样化，使得钒浸出率得到了提高，但总的来说钒的浸出率还是偏低。

另一方面为湿法提取钒工艺的改进。

（5）石煤提钒工艺制定由于不同地区含钒石煤矿的物质组成、钒的赋存状态、钒的价态等差异很大，故选择含钒石煤提钒工艺技术流程应根据不同地区石煤的物质组成、钒的赋存状态、价态等特性进行全面考察并以含钒石煤矿中钒的氧化、转化、浸出作为制定合适提钒流程的依据。

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。

难处理石煤钒矿提钒工艺研究的开题报告1. 研究背景石煤钒矿是一种重要的含钒矿石，广泛存在于我国，具有丰富的资源储量和广阔的开发前景。

石煤钒矿中主要含有V2O5、Fe、Ti等元素，在工业上具有重要的应用价值。

但是，石煤钒矿中钒元素存在复杂的化学状态和难以分离的问题，限制了其产业化应用。

因此，探索一种高效的石煤钒矿提钒工艺，对于实现石煤钒矿资源的有效利用具有重要的意义。

2. 研究目的本研究旨在探索一种高效的石煤钒矿提钒工艺，并对其进行系统的优化和改进，以达到提高钒产品质量和提高钒回收率的目的。

具体目标包括：(1) 研究石煤钒矿中钒元素的存在形式及其对提钒的影响。

(2) 探索石煤钒矿提钒的常规工艺路线，建立石煤钒矿提钒的流程图。

(3) 评价石煤钒矿提钒工艺的优缺点，确定改进方向。

(4) 对石煤钒矿提钒工艺进行改进，提高钒产品质量和提高钒回收率。

3. 研究内容(1) 对石煤钒矿中钒元素的存在形式进行分析研究，确定其对提钒的影响。

(2) 在分析石煤钒矿提钒工艺的基础上，建立石煤钒矿提钒的流程图，并对其进行评价，确定其优缺点。

(3) 探索石煤钒矿提钒工艺的改进方向，分析改进方案的可行性，并进行实验研究，评价改进后的提钒工艺效果。

(4) 对提钒工艺涉及到的各个环节进行优化，提高钒产品质量和提高钒回收率。

4. 研究方法(1) 对石煤钒矿中钒元素的存在形式，采用XRD、SEM等测试手段进行分析研究，确定其对提钒的影响。

(2) 对石煤钒矿提钒工艺的常规路线进行研究，建立提钒流程图，并采用计算机模拟技术对其进行优化和改进。

(3) 制备石煤钒矿样品，进行实验室规模的实验研究，探究改进方案的可行性，评价提钒工艺效果。

(4) 采用SEM、XRD、EDS等手段对提钒过程中的产物进行分析测试，评价钒产品质量和钒回收率。

5. 研究意义(1) 为实现石煤钒矿资源的有效利用，提高钒产品质量和提高钒回收率提供一种新的解决方案。

(2) 促进了石煤钒矿提钒工艺的发展和优化，推动钒产业的可持续发展。

石煤提钒可行性研究报告一、研究背景提钒是一种重要的金属材料，广泛用于钢铁、航空航天、电子等领域。

随着钒资源的逐渐枯竭，提钒的生产成本逐渐增加。

石煤是一种含有丰富有机质的煤矿资源，其含钒量较高，具有潜在的提钒价值。

因此，通过对石煤进行提钒研究，可以有效利用资源，降低提钒生产成本，提高产出效率。

二、研究目的本研究旨在探究石煤提钒的可行性，分析石煤提钒的技术路线、成本效益和环境影响，为石煤提钒的工业化生产提供技术支持。

三、研究方法1. 文献综述：通过查阅国内外有关石煤提钒的研究和应用文献，了解石煤提钒的相关技术路线和产业发展现状。

2. 实地调研：到石煤矿区进行实地调研，获取石煤样品进行实验分析。

3. 实验研究：运用化学分析、物理性质测试等方法对石煤进行提钒实验，探究最佳提取工艺和工艺参数。

4. 经济性分析：根据实验结果，进行石煤提钒工艺的成本效益分析，评估其在实际生产中的经济可行性。

5. 环境影响评估：对石煤提钒工艺对环境的影响进行评估，并提出环境保护措施。

四、研究内容1. 石煤提钒技术路线：通过对石煤的化学成分和物理性质进行分析，确定石煤提钒的最佳工艺路线。

2. 石煤提钒实验研究：利用化学提取、热解、浮选等方法，对石煤进行提钒实验，探究最佳提取工艺和工艺参数。

3. 石煤提钒工艺成本效益分析：对石煤提钒工艺的生产成本、市场需求、产出效益等进行分析，评估石煤提钒生产的经济可行性。

4. 石煤提钒环境影响评估：对石煤提钒工艺对环境的影响进行评估，提出环境保护措施，并制定可持续发展战略。

五、研究意义1. 资源利用：石煤提钒技术的成功研究应用，可以有效利用石煤资源，延长钒资源的利用寿命。

2. 生产成本降低：石煤提钒技术可以降低提钒的生产成本，提高产出效率，对提钒生产具有重要意义。

3. 环境保护：石煤提钒技术的开发利用，可以减少对钒矿的采矿压力，减少对自然环境和生态系统的破坏，具有重要的环境保护意义。

六、研究预期成果1. 提钒工艺路线：确定石煤提钒的最佳工艺路线，并提出具体实施方案。

石煤氧化酸浸提钒及钒渣的综合利用针对现有石煤提钒工艺钒浸出率和总回收率低、产生烟气毒性大和严重污染环境的不足，采用氧化酸浸湿法提钒技术提取石煤中的钒。

通过各种氧化剂的筛选，发现氧化剂硝酸盐和亚硝酸盐对提高含钒石煤的浸出率有明显效果。

通过对石煤湿法提钒氧化酸浸、离子交换、铵盐沉钒等工序的最佳条件探讨，大大提高了石煤提钒的浸出率和总回收率，同时解决焙烧过程产生烟气污染。

主要研究内容和结果如下：实验分析了湘西石煤的主要成分和物相组成，测定了石煤中钒的价态分布，着重对氧化剂的筛选、氧化酸浸、离子交换富集钒和铵盐沉钒过程进行了研究，其中包括氧化剂用量、硫酸浓度、浸出时间、浸出温度、固液比对钒浸出率的影响。

设计了正交试验对实验条件进行了优化；考察了SQD201树脂饱和静态吸附容量，pH值和流速对树脂动态吸附钒的影响，解析剂浓度、解析剂流速、解析剂用量对钒解析率的影响；探讨了在pH=8.0时，加铵系数K对沉钒率的影响。

石煤样品成分分析结果显示，该矿含五氧化二钒为1.2%，二氧化硅高含量为66.54%，样品中的钒主要存在于含钒白云母中，属难分解含钒矿物。

浸出时在直接酸浸的基础上加入能协同破坏石煤结构的氧化剂浸取含钒矿石，氧化剂的加入大大降低了硫酸的用量，钒的浸出率也大幅提高，钒的浸出率受氧化剂用量、硫酸浓度、浸出时间、浸出温度和固液比的影响。

本实验最佳浸出条件为：硫酸浓度20%、硝酸盐用量1.5%、固液比1:1、浸出温度95℃和浸出时间11h，在此条件下钒的浸出率达到98.4%；改用亚硝酸盐为氧化剂，最佳的浸出条件为：酸用量30%、亚硝酸盐用量1%、固液比1:0.6、浸出温度100℃和浸出时间12h，浸出率达到94.9%。

结果表明，氧化剂硝酸盐和亚硝酸盐能够协同硫酸破坏硅铝酸盐的结构并将石煤矿物中低价钒氧化成高价钒，提高钒的浸出率。

该浸出体系中氧化剂使用量较少，对环境的影响较小，同时酸用量较直接酸浸工艺降低了60%，具有明显的经济价值。

含钒石煤提钒工艺研究史 玲,谢建宏(西安建筑科技大学,西安710055)摘 要:研究陕西某石煤矿提钒工艺。

原矿通过加入少量添加剂氯化钠进行氧化焙烧,确定最适宜的氯化钠用量,焙烧温度,焙烧时间。

焙砂进行水浸,可得到65%以上的钒浸出率。

工艺简单,适应性强,沉钒容易。

关键词:冶金技术;提钒;浸出;石煤;氯化钠焙烧中图分类号:TF84113;T F04612;TF111131 文献标识码:A 文章编号:1001-0211(2009)02-0077-03收稿日期:2006-12-30作者简介:史 玲(1977-),女,内蒙古商都县人,讲师,硕士,主要从事选矿与化学等方面的教学及研究。

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,据统计80%~85%的钒用于黑色冶金工业中作为添加剂以制备特种钢。

在化学工业方面,钒化合物作为催化剂和裂化剂,已广泛应用于接触法硫酸制造工业、石油炼制及有机合成工业中。

在特种玻璃、陶瓷、纺织、橡胶、油漆、照相、电影等行业也用到钒的化合物。

在有色金属合金中,钛工业已经成为钒的第二大市场,钒钛合金在航空、航天及核工业中都具有广泛用途。

因此研究高回收率低污染的石煤提钒新工艺具有非常积极的意义。

我国有丰富的钒资源,除钒钛磁铁矿外,还有一类低品位单一钒矿资源,即作为钒的单独矿床开采的含钒碳质页岩,俗称石煤。

石煤既是一种含碳氢少、发热量低、灰分高的劣质煤,也是一种低品位多金属矿石,其中最具有商业意义的金属元素是钒。

钒在石煤中价态分析结果表明[1],绝大部分地区石煤中的钒都是以酸碱不溶的Õ(Ó)和Õ(Ô)为主,这就是在石煤提钒过程中需要采用氧化焙烧使低价钒变为Õ(Õ)的原因。

因为焙烧阶段含钒矿物相变机理复杂,影响因素诸多,目前尚处于定性研究阶段。

通过对陕西某含钒石煤提钒的各种工艺进行对比研究,确定采用低盐钠化法,即在焙烧阶段加入添加剂氯化钠,使Õ(Ó)和Õ(Ô)转化为可溶于水的Õ(Õ)而被提取利用。

湘西石煤碱浸提钒研究曾英元;黄博云;华骏;陈益超;颜文斌【摘要】采用碱浸提取湘西石煤中的钒,以不同强度的碱作为浸出剂,考察了粒径、预焙烧对钒浸出率的影响.石煤碱浸提钒时,氢氧化钠浸出效果最好,浸出剂碱性越强越有利于钒的浸出,直接碱浸时钒的浸出率较低,经预焙烧后,钒的浸出率明显提高,正交实验结果表明:在焙烧温度850℃、焙烧时间2 h、碱矿比1.4:1、浸出温度95℃、浸出时间4 h和液固比1.2:1的条件下,钒的浸出率为85.21%.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)014【总页数】3页(P67-69)【关键词】石煤;碱浸;钒【作者】曾英元;黄博云;华骏;陈益超;颜文斌【作者单位】吉首大学化学化工学院, 国家级化学实验教学示范中心, 湖南吉首416000;吉首大学化学化工学院, 国家级化学实验教学示范中心, 湖南吉首 416000;吉首大学化学化工学院, 国家级化学实验教学示范中心, 湖南吉首 416000;吉首大学化学化工学院, 国家级化学实验教学示范中心, 湖南吉首 416000;吉首大学化学化工学院, 国家级化学实验教学示范中心, 湖南吉首 416000【正文语种】中文【中图分类】TF841.3我国钒矿资源丰富，石煤为主要含钒资源之一，石煤中的钒绝大部分以V(Ⅲ)形式存在，结构非常稳定，通常石煤中三价钒难以被水、酸或碱溶解[1-3]。

近年来，石煤提钒的研究工作主要在焙烧浸出和直接浸出方面[4-6]。

焙烧浸出主要区别在于被烧过程中添加剂的种类，近年来低钠或无钠盐焙烧浸出研究较多，各地石煤钒矿的物质组成差别较大，导致石煤提钒过程中对焙烧浸出的选择性较强。

直接浸出主要以酸性浸出为主，直接酸浸无焙烧过程，不产生严重污染环境的HCl、Cl2等废气，但是直接酸浸消耗的酸量相对较高，且高酸导致对生产设备的要求也提高，增加投资成本，在含耗酸物碳酸盐、有机质、铁较少的石煤钒矿中较适用，适合大规模生产，有很好的发展前景[7-8]。

石煤钒矿硫酸活化常压浸出提钒工艺研究石煤钒矿的硫酸活化提钒方法。

分别考察矿石粒度、硫酸浓度、活化剂用量、催化剂用量、反应温度、反应时间和浸出液固比等因素对钒浸出率的影响。

结果表明：石煤提钒的优化条件为矿石粒度小于74 μm 的占80%、硫酸浓度150 g/L、活化剂CaF2 用量(相对于矿石)60 kg/t、催化剂R 用量20 g/L、反应温度90 ℃、反应时间6 h、液固比(体积/质量，mL/g)2: 1，在此优化条件下，钒浸出率可达94%以上；在优化条件下，采用两段逆流浸出，可有效减少活化剂CaF2 以及浸出剂硫酸的消耗量；经过两段逆流浸出−萃取−反萃−氧化水解工艺，全流程86.9%；V2O5 产品纯度高于99.5%。

浸出率自然界中钒矿主要有钒钛磁铁矿和石煤钒矿，我国拥有丰富的石煤钒矿资源，主要集中在四川、湖南、湖边、甘肃和贵州等地，全国石煤储量为618.8 亿t，蕴藏于石煤中的V2O5 储量为 1 1 797 万t，其中V2O5品位≥0.5%的资源储量为7 707.5 万t，是我国钒钛磁铁矿中V2O5 储量的2.7 倍。

以上数据显示，我国的石煤钒矿具有很高的工业价值。

目前，应用较广的石煤钒矿提钒工艺主要是采用钠化焙烧−水浸−铵盐沉钒工艺流程，该工艺首先在氯化钠存在的条件下于800~850 ℃焙烧2~2.5 h，使石煤钒矿中的V(Ⅲ)及V(Ⅵ)转化为可溶性的钒酸钠，焙砂经过水浸得到钒酸钠溶液，然后采用铵盐沉钒的方式得到钒酸氨渣，煅烧钒酸铵渣可得到粗V2O5产品。

钠化焙烧工艺中钒的总回收率一般只有45%左右，且生产成本高、工艺流程复杂、操作条件差、劳动强度大，焙烧过程会产生大量Cl2 和HCl 气体，对生产设备腐蚀严重，同时对环境危害也很大。

为克服钠化焙烧工艺的诸多缺点，研究人员开发了钙化焙烧工艺，钙化焙烧温度一般为900~950 ℃，焙烧时间为2~3 h，矿石中的钒在焙烧过程中被氧化并与石灰作用生成钒酸钙，焙砂采用稀酸浸出，可实现钒的提取。

从石煤矿中提取五氧化二钒的工艺研究钒是重要的战略物资, 广泛应用于冶金、化工和航空航天等方面。

我国钒矿资源主要有两大类:钒钛磁铁矿和石煤, 其中石煤中钒的储量是钒钛磁铁矿中总储量的17 倍。

因此, 从石煤中提取钒是钒资源利用的一个重要方向。

我国从石煤中提取钒的传统工艺为钠化焙烧法, 但在焙烧过程中会产生大量的Cl₂ 、HCl、S0<sub>2</sub曲有毒气体,严重污染环境,而且钒的浸出率低。

因此, 研究一种高效、对环境友好的从石煤中提取钒的工艺具有重要意义。

本研究采用直接酸浸- 萃取- 反萃工艺从两种石煤矿中提钒。

研究说明, 钒的浸出率到达90%,钒的总回收率近80%。

与传统的工艺相比, 该工艺减少了焙烧过程, 更有利于环境保护和减少能耗。

石煤矿的直接酸浸研究说明:(1)两种石煤矿虽然成分和钒的赋存状态不同, 但浸出规律根本一致, 只有矿物粒度对两种石煤矿中钒浸出率的影响趋势相反, 这主要是因为两种石煤矿中C的含量不同。

除此，液固比对钒的浸出率影响不大；随着温度的升高、硫酸浓度的增大、时间的延长, 钒的浸出率都明显的提高。

(2)直接酸浸朝鲜石煤矿的正交实验说明影响钒浸出率的各因素主次顺序为：硫酸浓度一浸出温度一反响时间。

在反响条件为：粒度80〜100目、温度130C、反响时间22h、硫酸浓度40%液固比3:1,浸出率达90%(3)通过对湖南石煤矿浸出动力学的研究, 可知浸出反响受化学反响控制。

实验温度范围内，钒浸出的动力学方程为:1 —(1 —n) ^1/3=4.98 x10⁶ -e^{-( 55488)/ (RT} •,其反响活化能为55.49KJ/mol。

酸浸液的萃取-反萃- 沉钒研究说明: ( 1)萃取过程中, 萃取剂浓度对钒的萃取率影响不大；钒的萃取率随pH的增大先升高后降低；随着温度的升高、时间的延长、0/A的增大而增大。

石煤提钒新工艺近年来，随着钒资源的逐渐枯竭和市场需求的增加，石煤提钒成为了一种备受关注的新工艺。

石煤提钒是指利用石煤作为原料，通过一系列的化学反应和物理处理，将其中的钒元素提取出来，从而得到高纯度的钒产品的过程。

石煤是一种含有较高钒含量的煤炭，其主要成分是有机质和矿质，其中的矿质中含有大量的钒元素。

传统的石煤提钒工艺主要是通过高温煅烧和浸出的方式进行，但存在能耗高、环境污染等问题。

因此，开发一种高效、低能耗、环保的石煤提钒新工艺势在必行。

近年来，研究人员提出了一种基于氧化铝的新型石煤提钒工艺。

该工艺主要包括以下几个步骤：首先，将石煤经过粉碎、磁选等预处理工序，去除其中的杂质和矿物质，得到纯净的石煤原料；然后，将纯净的石煤与氧化铝按一定的比例混合，并加入适量的助剂，形成混合料；接下来，将混合料进行高温还原反应，使其中的钒元素得以还原为金属钒；最后，通过冶炼和精炼等工艺，将金属钒提纯得到高纯度的钒产品。

相比传统工艺，基于氧化铝的石煤提钒新工艺具有多方面的优势。

首先，该工艺不需要高温煅烧和浸出等环节，能耗大大降低，减少了对能源的消耗。

其次，新工艺中使用的氧化铝具有良好的还原性能，能够有效还原石煤中的钒元素，提高了钒的回收率。

此外，新工艺中的助剂的添加能够改善反应条件，提高钒的提取效率。

最重要的是，该工艺不会产生大量的废水和废气，具有较好的环保性能。

然而，石煤提钒新工艺也存在一些问题和挑战。

首先，该工艺仍处于实验室研究阶段，需要进一步进行工程化的研究和开发。

其次，新工艺中使用的氧化铝价格较高，会增加生产成本。

此外，新工艺还需要解决一些技术难题，如混合料的均匀性、反应温度的控制等。

因此，石煤提钒新工艺仍需要进一步的技术改进和优化。

石煤提钒新工艺是一种十分有潜力的钒资源开发工艺。

该工艺通过利用石煤中的钒元素，实现了对钒资源的高效利用和回收。

基于氧化铝的新工艺具有能耗低、环保性好等优势，对于钒产业的可持续发展具有重要意义。