石煤氧化酸浸提釩及釩渣的綜合利用.pdf

1、針對(duì)現(xiàn)有石煤提釩工藝釩浸出率和總回收率低、產(chǎn)生煙氣毒性大和嚴(yán)重污染環(huán)境的不足，采用氧化酸浸濕法提釩技術(shù)提取石煤中的釩。通過各種氧化劑的篩選，發(fā)現(xiàn)氧化劑硝酸鹽和亞硝酸鹽對(duì)提高含釩石煤的浸出率有明顯效果。通過對(duì)石煤濕法提釩氧化酸浸、離子交換、銨鹽沉釩等工序的最佳條件探討，大大提高了石煤提釩的浸出率和總回收率，同時(shí)解決焙燒過程產(chǎn)生煙氣污染。
　　主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：實(shí)驗(yàn)分析了湘西石煤的主要成分和物相組成，測(cè)定了石煤中釩的價(jià)態(tài)分布，著

2、重對(duì)氧化劑的篩選、氧化酸浸、離子交換富集釩和銨鹽沉釩過程進(jìn)行了研究，其中包括氧化劑用量、硫酸濃度、浸出時(shí)間、浸出溫度、固液比對(duì)釩浸出率的影響。設(shè)計(jì)了正交試驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了優(yōu)化；考察了SQD201樹脂飽和靜態(tài)吸附容量，pH值和流速對(duì)樹脂動(dòng)態(tài)吸附釩的影響，解析劑濃度、解析劑流速、解析劑用量對(duì)釩解析率的影響；探討了在pH=8.0時(shí)，加銨系數(shù)K對(duì)沉釩率的影響。
　　石煤樣品成分分析結(jié)果顯示，該礦含五氧化二釩為1.2％，二氧化硅高含量為6

3、6.54％，樣品中的釩主要存在于含釩白云母中，屬難分解含釩礦物。浸出時(shí)在直接酸浸的基礎(chǔ)上加入能協(xié)同破壞石煤結(jié)構(gòu)的氧化劑浸取含釩礦石，氧化劑的加入大大降低了硫酸的用量，釩的浸出率也大幅提高，釩的浸出率受氧化劑用量、硫酸濃度、浸出時(shí)間、浸出溫度和固液比的影響。本實(shí)驗(yàn)最佳浸出條件為：硫酸濃度20％、硝酸鹽用量1.5％、固液比1:1、浸出溫度95℃和浸出時(shí)間11h，在此條件下釩的浸出率達(dá)到98.4％；改用亞硝酸鹽為氧化劑，最佳的浸出條件為：酸用

4、量30％、亞硝酸鹽用量1％、固液比1:0.6、浸出溫度100℃和浸出時(shí)間12h，浸出率達(dá)到94.9％。結(jié)果表明，氧化劑硝酸鹽和亞硝酸鹽能夠協(xié)同硫酸破壞硅鋁酸鹽的結(jié)構(gòu)并將石煤礦物中低價(jià)釩氧化成高價(jià)釩，提高釩的浸出率。該浸出體系中氧化劑使用量較少，對(duì)環(huán)境的影響較小，同時(shí)酸用量較直接酸浸工藝降低了60％，具有明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。通過樹脂篩選實(shí)驗(yàn)，比較D201、D201-7、D301、LF-30和SQD201五種離子交換樹脂對(duì)釩的吸附效果，得出SQ

5、D201樹脂在酸性條件下對(duì)釩的吸附效果最好。SQD201樹脂靜態(tài)飽和吸附容量為392mg/g，在pH=2.0，流速為2BV/h時(shí)，SQD201樹脂動(dòng)態(tài)飽和吸附容量為290mg/g；在氫氧化鈉濃度為1.5mol/L，解析劑流速為3BV/h，解析劑體積與樹脂質(zhì)量比為6時(shí)，解析率達(dá)99.2％，此時(shí)洗脫液中釩濃度達(dá)36.5g/L，可直接用銨鹽沉釩。在室溫條件下，用沉淀劑氯化銨沉釩的工藝條件為：pH為8.0，加銨系數(shù)K為2.0，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)。此