石煤濕法提釩工藝及其溶液化學(xué)研究.pdf

1、石煤是一種重要的含釩礦物,含釩品位(以V2O5計(jì))達(dá)到0.8％就具有工業(yè)開采價(jià)值。本文采用全濕法提釩工藝對(duì)湖南某石煤礦進(jìn)行了研究,通過對(duì)比研究H2SO4直接浸出工藝、微波強(qiáng)化H2SO4浸出工藝和助浸劑-H2SO4浸出工藝,綜合各種浸出工藝的優(yōu)點(diǎn),提出了微波強(qiáng)化助浸劑-H2SO4浸出工藝。
　　采用硫酸直接浸出的工藝流程從含釩石煤礦中提取釩,V2O5浸出率63.4%。該工藝酸耗量高,浸出率低,浸出過程操作較難控制,但不需要微波設(shè)備,

2、投資成本低,工藝流程簡(jiǎn)單,該工藝的最佳浸出工藝條件為:礦物磨礦細(xì)度小于0.074 mm、H2SO4用量40%、液固比1.5:1、溫度90℃、浸出時(shí)間6 h。
　　采用微波強(qiáng)化浸出的工藝流程提釩,釩浸出率可達(dá)77.3%。微波加熱很容易達(dá)到理想的浸出溫度,因此浸出反應(yīng)時(shí)間短,有利于縮短生產(chǎn)周期,但是酸耗高,應(yīng)用微波設(shè)備能耗比較高,并且液固比大,產(chǎn)生的酸浸廢水比較多。工藝的最佳浸出條件為:微波功率2960 W(參考功率3000 W)、H

3、2SO4用量40%、浸出時(shí)間80 min、液固比3:1。
　　助浸劑-H2SO4浸出工藝的 V2O5浸出率達(dá)到了75.4%。酸耗量較低,液固比小,采用常規(guī)加熱方法,不需要微波設(shè)備,但是要防止HF酸因濃度過高揮發(fā),污染環(huán)境。浸出工藝條件參數(shù)為:H2SO4用量30%、液固比1:1、HF酸用量8%、浸出時(shí)間6 h、浸出溫度90℃。
　　采用正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)法對(duì)微波強(qiáng)化助浸劑-H2SO4浸出工藝進(jìn)行了研究,主要考查了浸出過程的影響因素,

4、最佳浸出條件參數(shù):H2SO4用量25%、HF酸用量7%、微波功率2960 W、浸出時(shí)間80 min、液固比1:1,該工藝流程中V2O5浸出率最高,達(dá)到了85.6%。
　　酸浸液經(jīng)過預(yù)處理后進(jìn)入萃取工段,采用配比為15%P204+5%TBP+80%磺化煤油的有機(jī)相作萃取劑。用溶劑萃取法從酸浸液中萃取釩,萃取率達(dá)99%;反萃得到的高濃度釩液采用雙氧水氧化,銨鹽沉釩,所得V2O5產(chǎn)品符合國標(biāo)(GB3283-87)98級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
　　

5、采用熱力學(xué)計(jì)算的方法得到了浸出過程主要化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)焓值和反應(yīng)吉布斯自由能值,并作出了△rHθT-T圖和△rGθT-T圖,從理論上分析了溫度對(duì)釩浸出率的影響。
　　通過研究浸出劑和助浸劑在反應(yīng)體系中的解離平衡,作出了lgC-pH圖。研究了礦物主要組成元素的氧化物在溶液中的溶解平衡和電荷平衡,并分別作出了每種氧化物在溶液中的溶解度對(duì)數(shù)圖。
　　浸釩過程中,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)控制類型由化學(xué)反應(yīng)控制轉(zhuǎn)變?yōu)楣棠た刂啤＠脤?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)