石煤钒矿粒度对酸浸提钒的影响

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。

59石煤中的钒绝大部分以V 3+形态存在于云母类及高岭石等矿物中，部分取代硅氧八面体复网层和铝氧八面体单同层中的Al 3+、Ti 3+、Fe 3+；通常石煤中V 3+难以被水、酸或碱溶解，可以认为V 3+基本上不被浸出，除非破坏矿物晶体结构。

只有将V 3+氧化至高价之后，才有可能被浸出。

在石煤原生样中V 4+存在甚少，石煤受熔岩侵蚀地质作用、风化淋滤作用或经氧化焙烧之后，会产生较多V 4+。

石煤形成于还原环境，原生样中不存在V 5+，当石煤经风化作用或氧化焙烧之后，会生成一定量V 5+。

石煤中V 5+主要以游离态V 2O 5或结合态（XM 2O·V 205）钒酸盐形式存在。

由于石煤中钒存在的形式多样化，而且钒品位低，因此，石煤湿法提钒工艺流程有多种，但其技术关键在于浸出，浸出效率的高低决定了该矿是否具有开采价值。

因此，开发出普遍适合石煤湿法提钒流程浸出新技术具有重要的科学意义。

许多石煤提钒的企业大多数都采用石煤直接酸浸工艺。

该工艺的优点是作业环境好，但石煤矿直接酸浸矿物分解速度慢，浸出时间长，一般需要36h；当硫酸的加入量达到石煤质量的20%时，钒的浸出率只有70%，酸的利用率只能达到70%。

由于各地矿物结构不一样，技术水平不一样，钒的浸出率相差较大，导致钒总回收率降低，严重影响企业的经济效益，造成钒资源的严重浪费。

因此，开发出高效的钒浸出新技术是石煤钒矿提钒可持续发展的必经之路，是钒冶炼企业迫切需要解决的关键技术难题。

为了提高石煤钒矿中钒的浸出率，必须解决钒矿中V 3+的浸出率。

要想使V 3+浸出，可以采用添加强酸及助浸剂破坏矿物晶体结构。

本文利用这种方法，寻找合适的助浸剂，以实现比较理想的浸出率。

一、试料制备与加工每次取500 g石煤矿样加入锥型球磨机（XMQ-67型）中，并在锥形球磨机中加入350mL自来水将矿样磨细，然后将石煤钒矿中钒高效浸出新技术研究汪　虎１　左　恒２　陈　超２ １．陕西五洲钒金属材料科技有限公司；２．陕西五洲矿业股份有限公司【摘　要】随着石煤钒矿采矿深度的增加，原来的单一硫酸浸出工艺已显露出其不足，钒的浸出率只能达到70%。

一种石煤钒矿多段焙烧强化拌酸熟化提钒的方法说实话石煤钒矿多段焙烧强化拌酸熟化提钒这事儿，我一开始也是瞎摸索。

我就想着把钒从石煤钒矿里给弄出来，可哪有那么容易的事啊。

我试过直接焙烧的，就像炒花生一样把石煤钒矿放到炉子里烧，结果发现效果很差。

我当时就纳闷了，怎么就不行呢后来才明白，原来是很多因素没考虑到。

比如说这个焙烧的温度控制，不是越高越好，就像做菜火候不是越大就越好吃一个道理。

有时候温度高了，可能一些副反应就出来了，钒没出来，别的杂质反应得七七八八的。

我又尝试了多段焙烧，这个啊，就像是接力赛一样。

第一段焙烧先把石煤钒矿里面一些结构破坏一下，让里面的钒更容易出来。

这时候得很小心温度，我试验了好多次才找到了一个合适的温度区间。

比如说一开始我把温度设得太高了，结果矿都焦糊了，那自然就不行了。

后来我慢慢降低温度去试，就像一点一点去试探水温一样，终于找到了这个合适的范围。

然后就是强化拌酸熟化这步了。

这一步也不容易啊，酸的种类和浓度得选好。

我最开始随便选了一种酸，直接用一大瓶，以为越多越好，结果呢，并不是那么回事。

这个酸啊，就像是调料，放多了少了都不行。

后来我尝试不同浓度的酸，一次次去试，就跟调鸡尾酒似的，一点一点调那个浓度，发现有个特有的比例效果最好。

在拌酸的时候，搅拌的速度和时间也很关键。

我刚开始的时候搅拌速度特别快，就像是龙卷风一样，结果呢，把矿石都搅得特别碎，很多没有充分反应就被搅到别的地方去了。

后来我把速度降下来，然后延长搅拌的时间，就像小火慢炖一样，让酸和石煤钒矿慢慢反应，效果就好多了。

这里面还有个很容易犯错的地方就是熟化的环境。

我们不能让它在一个乱七八糟的环境里面进行，一定要保持相对稳定的湿度啊温度什么的，这就好比我们人在一个舒适的环境里状态就好，石煤钒矿熟化也是这个道理。

这整个过程还要注意样品的量，不是越多越好也不是越少越好。

就像请客做饭，人多的时候你做少了不够吃，人少的时候你做一大锅那就浪费。

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。

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－７５４５．２０１３．０６．００７某石煤矿浓酸熟化两段逆流浸出钒的研究邢学永，万洪强，宁顺明，佘宗华，吴江华（长沙矿冶研究院有限责任公司，长沙４１００１２）摘要：以湖南岳阳某石煤钒矿为原料，对其进行了浓酸熟化处理和两段逆流浸出提钒研究。

结果表明，首先在硫酸加入量２６％、物料粒度－２．０ｍｍ、熟化温度１５０℃、熟化时间３．５ｈ条件下进行熟化，熟化料随后在常温下按液固比１．５∶１进行两段逆流浸出，每段浸出时间为３．０ｈ，矿石中钒总浸出率可达９４％左右，该流程具有无焙烧烟尘污染、钒浸出率高、工艺流程简单等优点。

关键词：石煤；硫酸；熟化；提钒；逆流浸出中图分类号：ＴＦ８４１．３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７－７５４５（２０１３）０６－００２６－０４Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｖａｎａｄｉｕｍ　Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　Ｓｔｏｎｅ　Ｃｏａｌ　ｗｉｔｈ　Ａｃｉｄ　Ｃｕｒｉｎｇａｎｄ　Ｔｗｏ　Ｓｔａｇｅ　Ｃｏｕｎｔｅｒｃｕｒｒｅｎｔ　Ｌｅａｃｈｉｎｇ　ＰｒｏｃｅｓｓＸＩＮＧ　Ｘｕｅ－ｙｏｎｇ，ＷＡＮ　Ｈｏｎｇ－ｑｉａｎｇ，ＮＩＮＧ　Ｓｈｕｎ－ｍｉｎｇ，ＳＨＥ　Ｚｈｏｎｇ－ｈｕａ，ＷＵ　Ｊｉａｎｇ－ｈｕａ（Ｃｈａｎｇｓｈａ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１００１２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｘｔｒａｃｔｅｄ　ｆｉｒｓｔ　ｆｒｏｍ　ｓｔｏｎｅ　ｃｏａｌ　ｉｎ　Ｙｕｅｙａｎｇ，Ｈｕｎａｎ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ａｃｉｄ　ｃｕｒｉｎｇ，ｖａｎａｄｉｕｍ　ｗａｓ　ｔｈｅｎｌｅａｃｈｅｄ　ｂｙ　ｔｗｏ－ｓｔａｇｅ　ｃｏｕｎｔｅｒｃｕｒｒｅｎｔ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｉｓ　ｆｉｒｓｔｔｒｅａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃｕｒｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｄｏｓａｇｅ　ｏｆ　ｓｕｌｆｕｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｏｆ　２６％，ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ　ｏｆ－２．０ｍｍ，ｃｕｒｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　１５０℃，ａｎｄ　ｃｕｒｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　３．５ｈ．Ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｖａｎａｄｉｕｍ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｉｓ　ａ－ｂｏｕｔ　９４％ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｃｕｒｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｉｓ　ｌｅａｃｈｅｄ　ａｔ　ｒｏｏｍ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｗｉｔｈ　ｔｗｏ　ｓｔａｇｅ　ｃｏｕｎｔｅｒｃｕｒｒｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｌｉｑｕｉｄ　ｔｏ　ｓｏｌｉｄ　ｏｆ　１．５∶１ａｎｄ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｆｏｒ　ｅａｃｈ　ｓｔａｇｅ　ｏｆ　３．０ｈ．Ｔｈｉｓ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｎｏ　ｒｏａｓｔｉｎｇ　ｄｕｓｔ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ｈｉｇｈ　ｖａｎａｄｉｕｍ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｒａｔｅ，ｓｉｍｐｌｅ　ｏｆ　ｆｌｏｗ－ｓｈｅｅｔ　ａｎｄ　ｅｔｃ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｔｏｎｅ　ｃｏａｌ；ｓｕｌｆｕｒｉｃ　ａｃｉｄ；ｃｕｒｉｎｇ；ｖａｎａｄｉｕｍ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｃｏｕｎｔｅｒ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｌｅａｃｈｉｎｇ收稿日期：２０１２－１１－２０基金项目：国家科技支撑计划项目（２０１２ＢＡＢ０７Ｂ０４）作者简介：邢学永（１９７８－），男，河南漯河人，工程师，硕士研究生． 我国石煤总储量为６１８．８亿ｔ，占世界总储量的８０％以上［１－３］。

石煤提钒焙烧过程钒的价态变化及氧化动力学在煤炭资源丰富的国家，石煤作为主要的燃料来源之一，其中含有丰富的钒元素。

钒是一种重要的冶金金属，具有优良的耐磨、耐腐蚀和抗拉强度等性能，广泛应用于钢铁、航空、航天等领域。

直接从石煤中提取钒并不容易，需要经过一系列的化学处理过程。

本文将重点探讨石煤提钒焙烧过程中钒的价态变化及氧化动力学。

我们来了解一下石煤提钒的基本原理。

石煤中的钒主要以V2O3的形式存在，通过高温焙烧，可以使V2O3分解为V、Mo、S等金属元素。

在这个过程中，钒的价态会发生变化，从+2变为+3或+4。

这一过程对于后续的富集和提取至关重要。

接下来，我们将详细探讨石煤提钒焙烧过程中钒的价态变化及氧化动力学。

在高温焙烧过程中，钒首先转化为V3+和Mo4+,然后在适当的温度和氧气浓度下，V3+进一步转化为V2O5-和Mo7+。

这个过程可以通过经典的Le Chatelier原理来解释。

Le Chatelier原理指出，当系统受到外界干扰时，系统会倾向于抵消这种干扰以保持平衡。

在石煤提钒焙烧过程中，V3+和Mo4+会试图转化为更稳定的V2O5-和Mo7+,以抵消高温焙烧带来的氧化还原反应。

在石煤提钒焙烧过程中，钒的氧化动力学也非常重要。

氧化动力学研究的是物质在氧化反应中的速率规律和影响因素。

在石煤提钒焙烧过程中，钒的氧化速率受到多种因素的影响，如温度、氧气浓度、炉料粒度、炉料结构等。

通过研究这些因素对钒氧化速率的影响，可以优化石煤提钒工艺，提高钒的提取率和纯度。

为了更好地研究石煤提钒焙烧过程中钒的价态变化及氧化动力学，我们需要采用现代分析方法对实验数据进行深入分析。

例如，我们可以使用X射线衍射(XRD)技术来分析样品的晶体结构，以了解钒在不同价态下的分布情况；我们还可以使用电化学分析法(如极谱法、电位滴定法等)来研究钒的氧化行为。

我们还可以利用现代计算机模拟技术对石煤提钒焙烧过程进行数值模拟，以预测不同条件下的反应速率和产物分布。

石煤提钒的最佳焙烧酸浸条件徐永新1,杨　欢2(11中国矿业大学(北京),北京100083;　21北京华夏建龙矿业科技有限公司,北京100070) 摘　要:采用正交实验研究焙烧-硫酸浸出法从石煤中提取五氧化二钒的最佳条件。

结果表明,硫酸浓度对浸出率影响高度显著,浸出率随酸浓度增加显著提高。

焙烧温度对浸出率的影响也比较显著,适宜的焙烧温度为800℃。

焙烧时间和浸出时间对浸出率有一定影响,与硫酸浓度和焙烧温度相比要小得多。

石煤提钒的最佳浸出条件为硫酸的浓度20%,焙烧温度800℃,焙烧时间2h ,浸出时间为2h ,浸出温度90℃。

关键词:冶金技术;石煤提钒;正交实验;焙烧;酸浸中图分类号:TF84113;TF802167;TF803121　文献标识码:A 文章编号:1001-0211(2008)03-0074-04 从石煤中提取五氧化二钒及其他稀有金属是石煤综合利用的重要组成部分,国外这方面研究较少,仅有美国矿业局采用钠(氯)化焙烧,硫酸浸出,溶剂萃取,铵盐沉钒工艺从白云页岩中提取钒[1-2]。

我国从石煤中提钒由20世纪70年代开始,最初都是采用石煤钠化焙烧-水浸工艺[3-4],工艺简单,适合小规模的生产,但缺点是钒的回收率低,焙烧过程中加入氯化钠,使得烟气中产生氯气和氯化氢气体排出,对环境产生严重污染。

近年来,国内一些科研、生产部门为了提高矿石中五氧化二钒的总回收率、简化工艺流程,降低钒的生产成本,减少“三废”对环境的污染,做了大量的研究,提出了石煤直接酸浸-溶剂萃取[5]、钙化焙烧-碳酸化浸出[6]、氧化焙烧-酸浸[7]等新工艺。

其中氧化焙烧-酸浸工艺由于在焙烧过程中利用氧气氧化石煤中的低价钒,没有氯化钠的加入,在焙烧过程中无氯气和氯化氢气体产生,废气、废水与废渣稍加治理即可达标排放,是一项有前途的清洁生产工艺。

在氧化焙烧-酸浸工艺流程中,影响钒回收率的环节有焙烧转化率、浸出率、萃取率、反萃率以及沉钒和炒钒阶段的回收率。