高鈣型含釩石煤焙燒過程的礦相變化和釩的分配規(guī)律研究.pdf

1、釩以其眾多優(yōu)異的物理化學性能，用途十分廣泛，有“金屬維生素”之稱。石煤在我國的儲量巨大，是一種重要的含釩資源。其中高鈣型含釩石煤的水浸提釩難度較大，是目前尚待解決的技術(shù)難題?，F(xiàn)有關(guān)石煤焙燒的研究大多只關(guān)注焙燒添加劑種類和焙燒工藝參數(shù)等外因?qū)︹C浸出率的影響，而對于內(nèi)因和焙燒過程的機理缺乏深入的研究。
　　本文對湖北某高鈣型含釩石煤進行鈉化焙燒研究，分析釩的水浸率特征及原因，研究不同存在形式的鈣對鈉化焙燒過程的影響，揭示高鈣型含釩石煤

2、鈉化焙燒過程的相變機理。進一步研究其它主要化學成分對鈉化焙燒過程的礦相變化和釩的分配規(guī)律的影響，在此基礎(chǔ)上分析焙燒后釩的賦存狀態(tài)，分析未能回收的釩存在于何種礦物及形成的原因。最后對焙燒過程的實質(zhì)進行了探討。主要結(jié)論如下：
　?。?）對于該石煤，氯化鈉添加量為10％，焙燒溫度為850℃，焙燒時間為2h，釩的水浸率只有14.28％，總浸率為69.14％。先進行5％的鹽酸除鈣后焙燒，釩的水浸率可達47.54％，總浸率為66.16％。對于

3、高鈣型含釩石煤，采用鹽酸除鈣–鈉化焙燒工藝，可以顯著提高釩的水浸率，降低最佳焙燒溫度。
　?。?）導致該石煤鈉化焙燒水浸率低的主要原因是原礦中CaO含量高。當氯化鈉添加量為0~4％時，隨著氯化鈉添加量的增加，云母類礦物不斷向長石轉(zhuǎn)化，鈣長石的含量不斷增加，釩的水浸率隨著氯化鈉的增加而增加；當氯化鈉添加量超過4％時，鈣長石向鈉長石轉(zhuǎn)變，同時游離氧化鈣增加，生成更多的釩酸鈣，釩的水浸率反而降低。
　　（3）不同形式的鈣對釩水浸率

4、的不利影響由大到小的順序為：CaCO3(CaO)>CaSiO3>CaSO4。對于高鈣型含釩石煤，在焙燒過程中可控制焙燒條件使碳酸鈣和氧化鈣生成活性小、熔點高的CaSO4，使鈣得到固定，抑制不溶性釩酸鹽的生成，提高釩的水浸率。
　　（4）過量的SiO2在焙燒樣中以石英的形式存在，不會導致釩的水浸率和總浸率降低及燒結(jié)現(xiàn)象，對鈉化焙燒過程沒有不利影響。Fe2O3在焙燒樣中以赤鐵礦的形式存在，對鈉化焙燒過程沒有不利影響。加入少量的MgO在

5、焙燒樣中以頑火輝石的形式存在，加入大量的MgO則以鎂橄欖石的形式存在，對鈉化焙燒過程沒有不利影響。Al2O3在焙燒樣中以鎂鋁尖晶石和剛玉的形式存在，加入大量的Al2O3還會生成方鈉石。Al2O3會與釩形成不溶于水的化合物AlVO4，從而造成釩的水浸率降低。KCl使鉀鈉長石向透長石轉(zhuǎn)化，但并沒有表現(xiàn)出明顯的活化作用。
　?。?）在焙燒樣中，釩除了形成釩酸鈉和釩酸鈣以外，釩還以Ca5(VO4)3Cl的形式和磷灰石Ca5(PO4)3Cl

6、共生。在云母顆粒的內(nèi)部，由于SiO2不足而生成霞石，從而導致大約30％未能回收的釩大部分存在于霞石中，另外少部分釩存在于被石英包裹的釩酸鈉和白云母中。
　　（6）對于含釩石煤鈉化焙燒過程，影響釩水浸率的最主要化學成分是CaO，影響釩總浸率的最主要化學成分是Al2O3。
　?。?）石煤提釩鈉化焙燒過程的本質(zhì)是礦相變化和釩在各礦物間的重新分配。焙燒的目的是釩的氧化和轉(zhuǎn)化。石煤提釩鈉化焙燒過程可通過礦物組成、釩的賦存狀態(tài)和釩的價態(tài)