石煤濕法提釩新工藝與機(jī)理研究.pdf

1、釩是一種稀有難熔金屬,具有重要的戰(zhàn)略意義。我國(guó)釩及釩產(chǎn)品主要來(lái)源于石煤,然而傳統(tǒng)石煤提釩工藝因存在眾多不足而限制到其的推廣與應(yīng)用,因此石煤中提釩新工藝一直都是一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文提出利用氟硅酸作為浸出劑/助浸劑進(jìn)行石煤直接酸浸提釩,并于氧化沉釩工序采用雙氧水代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝的氧化劑氯酸鈉,在整個(gè)工藝中避免了有毒有害氣體排放的問(wèn)題。本文為確定氟硅酸浸出工藝的適用度,對(duì)來(lái)源不同的兩種石煤(取自貴州和甘肅)進(jìn)行了浸出實(shí)驗(yàn),并對(duì)貴州石煤礦硫酸+氟硅酸

2、浸出體系浸出液進(jìn)行了后續(xù)工序的研究。
　　浸出階段實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,貴州石煤硫酸浸出的最佳條件為:硫酸用量30％,浸出溫度95℃,浸出時(shí)間24h,浸出液固比1:1,此時(shí)V2O5浸出率為68%;氟硅酸浸出的最佳條件為:氟硅酸用量20%,浸出溫度95℃,浸出時(shí)間8h,浸出液固比1:1,此時(shí)V2O5浸出率達(dá)到80%。甘肅石煤硫酸浸出的最佳條件為:硫酸用量30%,浸出溫度95℃,浸出時(shí)間24h,浸出液固比1:1,此時(shí)V2O5浸出率為40%;氟

3、硅酸浸出的最佳條件為:氟硅酸用量30%,浸出溫度95℃,浸出時(shí)間12h,浸出液固比1:1,此時(shí)V2O5浸出率達(dá)到60%。貴州石煤混酸浸出的最佳條件為:15%硫酸+8%氟硅酸,浸出時(shí)間12h,浸出溫度95℃,浸出液固比1:1,此時(shí)V2O5浸出率能達(dá)到80%左右。甘肅石煤混酸浸出的條件為:15%硫酸+8%氟硅酸,浸出時(shí)間16h,浸出溫度95℃,浸出液固比1:1,此時(shí)V2O5浸出率能達(dá)到55%左右。
　　釩的分離與富集階段的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明

4、,萃取的最佳工藝條件為:萃取體系10%P204+5%TBP+85%磺化煤油,萃原液pH=3.0,接觸時(shí)間5min,O/A=1:1,萃取溫度30℃,此時(shí)對(duì)石煤硫酸+氟硅酸浸出液?jiǎn)渭?jí)萃取率達(dá)到60%以上;7級(jí)萃取后,萃取率達(dá)99%。反萃取的最佳工藝條件為:反萃劑中硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%,接觸時(shí)間10min,O/A=10:1,此時(shí)V2O5反萃率達(dá)到70%以上;5級(jí)反萃后,V2O5反萃率≥99%。
　　沉釩與釩產(chǎn)品制備階段的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)N

5、aClO3氧化樣,在pH=2,沉釩溫度95℃,沉釩時(shí)間2h的條件下,沉釩率為95%;對(duì)H2O2氧化樣,在pH=4,沉釩溫度95℃,沉釩時(shí)間5h的條件下,沉釩率也能達(dá)到95%。將上述條件下沉淀下來(lái)熱解后的釩產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果均達(dá)到國(guó)家釩產(chǎn)品98級(jí)V2O5標(biāo)準(zhǔn)。
　　本文在現(xiàn)有的礦物酸溶解的機(jī)理上定性提出了在氟硅酸作用下石煤的浸出機(jī)理。溶液中氟硅酸首先在酸性溶液中分解生成HF,礦物晶格穩(wěn)定結(jié)構(gòu)中的陽(yáng)離子隨即在HF電離出的F-的作用下于