石煤提钒工艺及回收率的研究
石煤发电含钒烟灰提钒工艺研究
１ 提 钒 原料
提钒 原料 为 循 环 流 化 床 低 温 焙 烧 产 出 的烟 灰 ，
循 环流 化 床 为 Ｄ Ｆ ０—３ ８ ／ ５ ＨＣ ４ ．２ ２ ０一Ｌ型 单 汽包 横 置式循 环 炉 。 日处 理 石 煤 钒 矿 约 ８ ０ ｔ其 含 Ｖ ０ ０ ， ２５ 为 ０．５ ， 出 的灰 渣 比为 ４ ４％ 产 ５～４ ５ ８：５～５ 。产 出 ２ 烟灰 平均 含 Ｖ ０ 为 ０ ６ ％ 。烟灰 成分 及 粒 度如 表 ， 。５
３ ６
湖 南有 色金 属
ＨＵ ＮＡ Ｎ ＮＯＮＦＥＲＲＯＵ Ｓ Ｍ ＥＴＡＬＳ
第２ ８卷 第 ４期
２１ ０ ２年 ８月
石煤发 电含钒 烟灰提钒工艺研究
董 晓伟 牛 磊２ ，
（ ． 沙有 色冶金设计研究 院有限公 司， １长 湖南 长沙 ４ ０ １ ； ． １０ １ ２ 湖南有 色金属研 究院， 湖南 长沙 ４ ０ １ ） １０ ５
Ｖ Ｏ 产 品 。试验 工艺流 程如 图 １ ， 所示 。
酸 ， 提钒使 用 ， 少 了工 业 硫 酸 购 人 量 和 运 输 量 ， 供 减 降低 了提钒 成本 ； 出时部 分 浸 出液 返 回使 用 ， 酸 浸 硫
消耗由原料量 的 ２ ％降低至 １ ％； ５ ８ 烟灰直接浸 出 ，
与咨询工作。
环试 验使 用 烟 灰 １０ｋ 。试 验 运 行 ４轮后 ， ９ ｇ 各项 工
艺参 数基 本稳定 ， 其后 四轮 试验 工艺 稳定 运行 ， 钒浸
第 ４期
烟 灰 硫 酸
董 晓伟 ， ： 等 石煤 发 电含钒 烟灰 提钒 工 艺研 究
３ ７
浸出： 采用 ４ ｍ×５ ｍ浸 出槽 ， 出剂 为前 ５ｃ ５ｃ 浸
石煤提钒实验报告
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。
石煤提钒环保型新工艺研究
xx年xx月xx日
contents
目录
• 引言 • 石煤提钒技术概述 • 环保型新工艺研发 • 新工艺应用及效果分析 • 结论与展望
01
引言
研究背景与意义
石煤提钒行业是国家重要的战略性产业，但传统工艺存在资 源利用率低、环境污染严重等问题，因此开展环保型新工艺 研究具有重要的现实意义。
2
随着科技的发展，化学浸出和浮选等技术在石 煤提钒中得到了广泛应用，提高了钒的提取率 和生产效率。
3
近年来，环保要求日益严格，新型的石煤提钒 环保型新工艺应运而生，旨在降低环境污染和 资源消耗。
石煤提钒技术应用领域
石煤提钒技术主要用于低品位钒矿石的提取和利 用，产品包括五氧化二钒、钒铁、钒氮合金等， 广泛应用于钢铁、航空航天、电子等领域。
在航空航天领域，钒及其合金用于制造超音速飞 机和火箭，具有优良的性能。
在钢铁工业中，五氧化二钒主要用于生产合金钢 和不锈钢，提高其强度和韧性。
在电子行业中，钒氮合金用于制造集成电路芯片 和太阳能电池，提高其性能和稳定性。
03
环保型新工艺研发
环保型新工艺研发背景
国家政策导向
01
随着国家对环保要求的提高，鼓励企业进行环保型新工艺的研
随着国家对环保要求的不断提高，石煤提钒行业面临着转型 升级的压力，因此需要开展技术创新，提高资源利用率和减 少环境污染。
研究目的与内容
研究目的
开发一种环保型新工艺，提高石煤中钒的提取率和资源利用率，同时降低环 境污染。
研究内容
通过对石煤的物理和化学性质进行分析，研究适合石煤提钒的化学溶剂和工 艺条件，优化提取流程，提高钒的提取率和回收率，并探讨新工艺对环境的 影响。
钒的提取工艺研究
石煤湿法提钒新工艺研究摘要：以西南某石煤矿为原料，采用石煤中加入氧化剂和硫酸加热浸出，浸出液经P204萃取后水解沉钒工艺。
研究结果表明，钒总回收率达68％以上，产品V2O5纯度达到国标99级以上。
该方法与传统焙烧法提钒相比，具有无焙烧废气污染，产品质量高，污染少等优点。
介绍了采用脱炭氧化、钠化焙烧、水浸从石煤中提钒的工艺方法。
研究了复合附加剂种类、温度、时间等对石煤焙烧钒转化率的影响：液固比、温度、时间、浸出液钒浓度对浸出的影响及浸出液净化条件等。
研究结果表明，焙烧温度、附加剂、液固比是影响钒转浸率的重要因素。
本研究适宜的工艺条件是：石煤脱炭温度860~(2。
钠化焙烧温度820'(2，焙烧时间4h，附加剂为氯化钠碳酸钠混合。
浸出采用循环富集，液固比为1：1，浸出水温度80℃。
关键词：石煤；湿法浸出；溶剂萃取；水解沉淀;石煤；脱炭；焙烧；水浸；V2O5.。
目前，提钒的工艺有很多种，但为了解决提钒过程“三废”对环境的污染和降低生产成本，研究提出一种清洁型的提钒新工艺，在生产过程中解决石煤提钒过程“三废”的污染问题。
石煤无需焙烧硫酸直接浸出，该法与传统石煤焙烧提钒工艺相比，彻底解决了提钒过程中废气对环境的影响，产品回收率高，可直接得到高品位的V2O5产品等特点。
但高温强氧化条件直接浸出，一般酸耗较高，生产成本较高，特别是在钒产品价格较低时，限制该工艺的生产应用。
降低生产成本是直接酸浸提钒工艺的研究重点，本实验对降低直接浸出酸耗、能耗进行了试验研究。
１原料及试验方法１．１原料石煤原矿为西南某地石煤氧化矿，原矿主要化学成分列于表１。
表１原矿主要组分与含量％１．２试剂、设备及分析方法试验试剂：氧化剂、氯酸钠、硫酸、铁屑、氨水、Ｐ２０４、ＴＢＰ、磺化煤油。
主要试验设备：ＰＳＭＣＱ１８０ｍｍ×２００ｍｍ瓷衬球磨机、恒温水浴搅拌器、１０１—３（Ａ）烘箱、S312恒速搅拌器、ＳＨＢ—Ｂ８８型循环水式真空泵、自制孔板式连续萃取器。
石煤提钒实验报告
石煤提钒实验报告实验目的本实验的目的是通过石煤提取钒的方法，了解石煤中钒的含量以及提取过程中的各种因素对钒提取率的影响。
实验原理石煤中的钒以氧化态存在，常见的是V2O5。
石煤中的钒主要通过煅烧氧化、硝酸铵胶凝和浸提等步骤进行提取。
实验步骤1. 取一定量的石煤样品并干燥，然后通过煅烧氧化，使样品中的有机碳得到氧化。
2. 将氧化后的样品加入硝酸铵溶液中形成胶体，然后固化成颗粒。
3. 通过浸提实验，利用稀硫酸或盐酸将胶凝体中的钒溶出，然后进行分离和测定。
实验材料与仪器材料1. 石煤样品2. 硝酸铵溶液3. 稀硫酸溶液或盐酸溶液仪器1. 干燥器2. 昇华炉3. 恒温水浴4. 高速搅拌器5. 离心机6. pH计7. 毛细管8. 新刀实验结果与分析通过实验，我们得到了石煤样品中钒的含量和提取率的数据。
通过对数据进行分析，我们可以得到以下结论：1. 钒的含量在不同石煤样品中存在差异，通常在1%以下。
2. 在石煤样品的氧化过程中，适宜的煅烧温度和时间可以提高钒的氧化率，从而提高提取率。
3. 硝酸铵胶凝体的制备对于提高提取率也起着重要作用。
通过调整胶凝体的pH 值，可以改变钒的溶解度和胶凝体的颗粒大小。
4. 浸提实验中，选择合适的浸提剂和条件对于提取率也有显著影响。
稀硫酸或盐酸溶液的浓度、浸取时间和温度等都需要进行优化。
实验结论通过本次实验，我们了解了石煤提钒的方法和过程，得到了一定的实验数据并进行了分析。
实验结果表明，在合适的条件下，我们可以高效地从石煤中提取钒。
这对于石煤的综合利用和钒的资源化非常重要。
存在问题与建议在本次实验中，我们发现了一些问题，为了进一步提高提取率，有以下建议：1. 石煤样品的选择和处理对于提取率有重要影响，可以进一步优化和改进。
2. 实验过程中一些操作步骤需要更加精确和细致，例如控制煅烧温度和时间、调整胶凝体的pH值等。
3. 浸提实验中，可以尝试不同的浸提剂和操作条件，寻找最佳的提取方案。
石煤提钒酸浸渣的综合回收利用研究
石煤提钒酸浸渣的综合回收利用研究石煤提钒工业产生排放的大量工业固体废渣带来了环境污染问题和严重的安全隐患,综合利用石煤提钒尾渣是最有效解决问题的途径。
本研究采用三种方法对石煤提钒酸浸渣进行资源综合利用,确定了优化条件,主要研究内容和结果如下:首先采用石煤提钒酸浸渣为原料烧制硅酸盐水泥熟料,按照掺入量的多少,分别设计了11组熟料,在1350、1400和1450℃下进行煅烧,通过差热分析解析酸浸渣配料煅烧熟料的形成过程,用X射线衍射分析了熟料的矿物组成以及水泥水化产物组成,采用扫描电镜分析了矿物的晶体形态。
实验表明:掺加一定量的提钒酸浸渣配料能提高熟料的易烧性,促进熟料矿物的形成。
提钒酸浸渣掺量为20%时,所生产熟料的游离氧化钙含量小于1.0%,矿物形成良好,水泥的水化热达到国家标准。
然后以石煤提钒酸浸渣作水泥混合材,用X射线衍射分析了水泥水化产物组成,采用扫描电镜分析了水化产物的晶体形态。
实验结果表明石煤提钒酸浸渣是一种良好的水泥活性材料,石煤提钒酸浸渣掺入量在10%~25%,此时水泥试验样品早期抗压强度低于普通硅酸盐水泥,其他性能指标几乎相近水泥样品强度达到32.5R强度等级,达到了国家标准。
最后选用石煤提钒酸浸渣为原料,用沉淀法制备白炭黑,可以获得高比表面积的白炭黑产品。
实验用碱将石煤提钒酸浸渣中硅元素溶解于水溶液中,经搅拌,调pH,放置沉淀,过滤、水洗和干燥后得到白炭黑产品。
最佳浸出条件为:氢氧化钠浓度6mol/L、固液比1:4、浸出温度100℃和浸出时间4h。
二氧化硅浸出率率达到73.1%,硅的回收率为43.2%,二氧化硅含量达到91.2%,产品质量达到行业标准。
通过研究表明石煤提钒酸浸渣,可以用作水泥熟料和水泥混合材,也可以用作生产白炭黑的原料,这样在提高资源回收利用率的同时,也避免环境遭受破坏,研究结果可以为石煤提钒酸浸渣废物治理提供新的研究思路,也为其提供了理论的基础。
石煤提钒工艺比较研究
科技创业PIONEERING WITH SCIENCE &TECHNOLOGY MONTHLY月刊科技创业月刊2009年第5期含钒石煤是我国一种新型的钒矿资源，中国对石煤提钒工艺的研究始于20世纪60年代末，70年代已开始石煤提钒的工业生产，近年来更是发展迅速，但石煤提钒生产水平总体来说比较落后，相关的基础理论研究也较薄弱。
石煤提钒的关键步骤在于焙烧和浸出。
从石煤中提取钒，通过焙烧使低价钒氧化为高价钒是一个关键步骤。
含钒石煤氯化钠焙烧是一个相反应过程，主要产物是可溶性钒酸钠和钾钠长石。
通过水浸或是酸（碱）浸出，使高价钒进入溶液，实现固液分离。
然后进入富集钒的阶段，一般有萃取富集或是铵盐沉钒，最后热解脱氨制得精钒。
历年来，我国石煤提钒的新工艺都是在此基本流程基础上进行改良的。
本文综述了石煤提钒的常见的工艺比较，讨论了它们在实际工业中的应用，并提出了其发展方向。
1工艺比较1．1焙烧工艺1．1．1钠化焙烧传统工艺的石煤提钒多为钠化焙烧，NaCl 热稳定性甚高，在空气中加热至一千多摄氏度仍不分解，但当有钒、铁、锰、硅、铝等氧化物存在时，能促使氯化钠分解产生Cl 2和Na 2O 。
而焙烧温度一般选在750～850℃，焙烧时间为2～3h ，添加剂至质量含量约为矿样的15%～20％。
2NaCl＋1／2O 2＝Na 2O＋Cl 2分解所产生的Cl 2与矿物晶格中的钒氧化物作用生成中间产物VOCl 3：6Cl 2＋3V 2O 3＝4VOCl 3＋V 2O 53Cl 2＋V 2O 5＝2VOCl 3＋2／3O 2VOCl 3在有氧存在时，高温下发生分解：2VOCl 3＋2／3O 2＝3Cl 2＋V 2O 5V 2O 4＋1／2O 2＝V 2O 5由于NaCl 分解所产生的Cl 2作催化剂，可大大加速低价钒的氧化反应速度，从而提高五价钒的转化率。
同时VOCl 3分解产生游离的高活性V 2O 5易与Na 2O 结合生成易溶解的钒酸钠盐类：y （V 2O 5）＋xNa 2O＝xNa 2O ·y V 2O 5由于钠化焙烧产生大量的Cl 2、HCl 及SO 2等有毒气体，对周围环境造成严重破坏。
石煤矿硫酸浸出提取钒的研究
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。
难处理石煤钒矿提钒工艺研究的开题报告
难处理石煤钒矿提钒工艺研究的开题报告1. 研究背景石煤钒矿是一种重要的含钒矿石，广泛存在于我国，具有丰富的资源储量和广阔的开发前景。
石煤钒矿中主要含有V2O5、Fe、Ti等元素，在工业上具有重要的应用价值。
但是，石煤钒矿中钒元素存在复杂的化学状态和难以分离的问题，限制了其产业化应用。
因此，探索一种高效的石煤钒矿提钒工艺，对于实现石煤钒矿资源的有效利用具有重要的意义。
2. 研究目的本研究旨在探索一种高效的石煤钒矿提钒工艺，并对其进行系统的优化和改进，以达到提高钒产品质量和提高钒回收率的目的。
具体目标包括：(1) 研究石煤钒矿中钒元素的存在形式及其对提钒的影响。
(2) 探索石煤钒矿提钒的常规工艺路线，建立石煤钒矿提钒的流程图。
(3) 评价石煤钒矿提钒工艺的优缺点，确定改进方向。
(4) 对石煤钒矿提钒工艺进行改进，提高钒产品质量和提高钒回收率。
3. 研究内容(1) 对石煤钒矿中钒元素的存在形式进行分析研究，确定其对提钒的影响。
(2) 在分析石煤钒矿提钒工艺的基础上，建立石煤钒矿提钒的流程图，并对其进行评价，确定其优缺点。
(3) 探索石煤钒矿提钒工艺的改进方向，分析改进方案的可行性，并进行实验研究，评价改进后的提钒工艺效果。
(4) 对提钒工艺涉及到的各个环节进行优化，提高钒产品质量和提高钒回收率。
4. 研究方法(1) 对石煤钒矿中钒元素的存在形式，采用XRD、SEM等测试手段进行分析研究，确定其对提钒的影响。
(2) 对石煤钒矿提钒工艺的常规路线进行研究，建立提钒流程图，并采用计算机模拟技术对其进行优化和改进。
(3) 制备石煤钒矿样品，进行实验室规模的实验研究，探究改进方案的可行性，评价提钒工艺效果。
(4) 采用SEM、XRD、EDS等手段对提钒过程中的产物进行分析测试，评价钒产品质量和钒回收率。
5. 研究意义(1) 为实现石煤钒矿资源的有效利用，提高钒产品质量和提高钒回收率提供一种新的解决方案。
(2) 促进了石煤钒矿提钒工艺的发展和优化，推动钒产业的可持续发展。
石煤提钒可行性研究报告
石煤提钒可行性研究报告一、研究背景提钒是一种重要的金属材料，广泛用于钢铁、航空航天、电子等领域。
随着钒资源的逐渐枯竭，提钒的生产成本逐渐增加。
石煤是一种含有丰富有机质的煤矿资源，其含钒量较高，具有潜在的提钒价值。
因此，通过对石煤进行提钒研究，可以有效利用资源，降低提钒生产成本，提高产出效率。
二、研究目的本研究旨在探究石煤提钒的可行性，分析石煤提钒的技术路线、成本效益和环境影响，为石煤提钒的工业化生产提供技术支持。
三、研究方法1. 文献综述：通过查阅国内外有关石煤提钒的研究和应用文献，了解石煤提钒的相关技术路线和产业发展现状。
2. 实地调研：到石煤矿区进行实地调研，获取石煤样品进行实验分析。
3. 实验研究：运用化学分析、物理性质测试等方法对石煤进行提钒实验，探究最佳提取工艺和工艺参数。
4. 经济性分析：根据实验结果，进行石煤提钒工艺的成本效益分析，评估其在实际生产中的经济可行性。
5. 环境影响评估：对石煤提钒工艺对环境的影响进行评估，并提出环境保护措施。
四、研究内容1. 石煤提钒技术路线：通过对石煤的化学成分和物理性质进行分析，确定石煤提钒的最佳工艺路线。
2. 石煤提钒实验研究：利用化学提取、热解、浮选等方法，对石煤进行提钒实验，探究最佳提取工艺和工艺参数。
3. 石煤提钒工艺成本效益分析：对石煤提钒工艺的生产成本、市场需求、产出效益等进行分析，评估石煤提钒生产的经济可行性。
4. 石煤提钒环境影响评估：对石煤提钒工艺对环境的影响进行评估，提出环境保护措施，并制定可持续发展战略。
五、研究意义1. 资源利用：石煤提钒技术的成功研究应用，可以有效利用石煤资源，延长钒资源的利用寿命。
2. 生产成本降低：石煤提钒技术可以降低提钒的生产成本，提高产出效率，对提钒生产具有重要意义。
3. 环境保护：石煤提钒技术的开发利用，可以减少对钒矿的采矿压力，减少对自然环境和生态系统的破坏，具有重要的环境保护意义。
六、研究预期成果1. 提钒工艺路线：确定石煤提钒的最佳工艺路线，并提出具体实施方案。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
现
代
矿
业
MORDEN MINING
总 第 503 期 2011 年 3 月第 3 期
石煤提钒工艺及回收率的研究
朱 军 郭继科
（ 西安建筑科技大学）
要： 石煤钒矿是我国特有的一种钒资源 ， 储量丰富， 近年来石煤提钒生产和研究发展迅速 。 在论述石煤提钒的主要工艺方法的基础上 ， 通过比较各工艺的优缺点及工业适用性 ， 分析了焙烧与 摘 浸出阶段对回收率的影响并总结了石煤提钒工艺的研究方向 。 关键词： 石煤； 焙烧； 浸出； 直接酸浸； 回收率 Research on the Technology and Recovery of Vanadium Extraction from Stone Coal Zhu Jun Guo Jike （ Xi＇an University of Architecture ＆ Technology） Abstract ： Stone coal vanadium ore is our peculiar vanadium resources with abundant reserves． In recent years， the manufacture and research of the technology on vanadium extraction from stone coal are debases on this veloping rapidly． Discussed the main technology of vanadium extraction from stone coal， point，analyzed the key problems which affected the technology of vanadium extraction from stone coal with comparing the advantages and disadvantages of each technology and industrial applicability，then analyzed the recovery influence by roasting and leaching stage． Summarized the research direction of vanadium extraction from stone coal． Keywords： Stone coal； Roasting； Leaching； Direct acid leaching； Recovery 85% 左右钒消 钒是一种极其重要的战略资源， 主要用作炼制合金钢， 可使其具有 耗在钢铁工业中， 抗高温、 耐低温、 耐磨、 提高韧性等优良性能。10% 左右钒应用于催化剂（ 石油、 化工等领域 ） 、 机械、 轻 ［13 ］ 。 我国具有可开采与利用 工、 光电、 超导等方面 价值的钒矿 （ 品位一般要求 ≥0． 8% ） 主要有： 钒钛 磁铁矿和石煤。利用石煤提钒生产的钒占我国钒总 产量的 10% 左右。据估算， 中国石煤钒矿资源远景 ［4 ］ 储量可达 2 亿 t 。 石煤是一种含碳质页岩， 主要赋存于寒武纪、 志 留纪等古老地层中。主要特性是灰分高、 密度大、 结 构致密、 着火点高、 发热量低、 不易燃烧及较硬难磨 等。石煤中因存有 60 余种伴生元素， 例如钒、 镍、 钼、 铀及贵金属等， 综合提取有价金属所创造的价值 远大于其作为劣质燃料。石煤中的钒主要赋存于钒
表1
价态 V3 +
不同价态钒的溶解性及处理办法
溶解性 处理办法 破坏粘土矿物晶体结构， 释放出钒后浸出， 或者直 接氧化 钒 至 高 价 钒 后 生 成易溶的钒酸盐再浸出。 VO2 处 理 方 法 同 V3 + ， VO2 + 易 溶 于 酸， 生成物 稳定， 可以酸浸。
存在于 粘土 矿 物 二 八面体 夹 心层中， 以类质同象形式取代 Al3 + ， 难以 被 水、 酸或者碱溶 解。 VO2 + 及 亚 钒 酸 盐 等 以 VO2 ， VO2 在伊利石类粘 形式存在， 土矿物 二八 面 体 晶 体中取 代 Al3 + ， VO2 + 不溶于 很难浸出， 水。 主要以游离态 V2 O5 或结晶态 （ xM2 O · yV2 O5 ） 钒酸盐形式 存在， 易溶于酸。
5+ 3+ 云母（ 主要是 V ） 和含钒黏土 （ 主要是 V ） 中， 根 据国内典型的石煤矿来看， 大约有 70% ～ 80% 钒是
1
石煤提钒工艺选择机理 我国石煤提钒工艺一般分为火法焙烧 —湿法提 钒和全湿法提钒。工艺原理基于钒在石煤中的赋存 状态， 当钒呈吸附性存在于矿物表面时 ， 可用全湿法 提钒工艺； 当钒呈嵌布态存在于矿物内部时， 因“传 、 ” ， 质 传热 效率太低 全湿法提钒率无法满足工业化 要求， 需采用焙烧等方法打破此状态的钒矿 ， 以释放 使其有效地转化为可溶性钒， 再进行下一步处 钒， 理。不同价态钒的溶解性及处理办法见表 1 。
2011 年 3 月第 3 期 烧效果， 且焙烧时间较长， 所以， 一般当含碳量大于 8% 时， 需要在焙烧前脱碳， 采取两段焙烧工艺。 石煤提钒工艺主要有钠盐焙烧浸出、 钙化焙烧 浸出、 无盐氧化焙烧浸出、 直接酸浸、 直接碱浸工艺， NaCl 焙烧—水 此外， 还有 Na2 SO4 焙烧—浸出工艺、 浸工艺等， 也得到了广泛的研究与应用。 石煤提钒 主要工艺对比情况见表 2 。
易操作， 浸出率略高， 避免了废气污染， 可实现废 流程简单， 浸出渣易处理， 相对于酸浸， 设备简单， 成本低， 水零排放， 但适用性差， 碱耗高且难处理浸出杂质， 只有 H2 SO4 价格 才会考虑此工艺。 昂贵或处理特殊价态钒矿时，
3
回收率的影响因素
石煤提钒工艺众多， 各具特点， 不同的提钒工艺 一般具有不同的回收率， 见表 3 。 钒的回收率直接 决定了石煤提钒工业的经济效益， 是研究石煤提钒 对影响石煤提钒回收率因素的普 工艺的重要指标， 遍性规律研究一直是提钒工业的工作重点 。影响提 钒回收率的关键因素是焙烧和浸出， 焙烧转化率和 。 浸出率直接决定了钒的回收率
无有害气体产生， 一般无废液外排， 浸出渣可用于建材， 属 且生产连续性强， 周期短， 回收率较高， 生 环境友好型工艺， 产成本为 5． 5 ～ 6． 8 万元 / t［8］ ， 但对原矿有一定的选择性， 对一般矿石而言， 转化率低， 成本稍高。 无或仅有少量添加剂应用， 极大地避免了添加剂的负作用， 浸出剂耗量低， 生产成本相对较低， 一般可以控制在 5． 8 ～ 7 万元 / t［8］ ， 环境污染问题少， 但是气—固反应时， 焙烧转化 热利用效率低， 对原矿选择性强， 适用性差， 提钒率是 率低， 此工艺的限制性因素。
不同工艺对应钒的回收率
钙化焙烧 浸出 55 ～ 70 氧化焙烧 浸出 50 ～ 65 直接酸浸 65 ～ 75
%
直接碱浸 50 ～ 70
3． 1
焙烧工艺影响因素 焙烧最本质目的是使低价钒尽可能氧化成高价
总第 503 期 付自碧
［9 ］
现代矿业 3． 1． 5 其他
2011 年 3 月第 3 期
研究了焙烧温度与浸出率的关系， 随 850 ℃ 时， 温度的升高， 浸出率逐渐增加， 浸出率为 78% ， 当大于 950 ℃ 时， 高温下形成的烧结矿阻碍了 氧扩散， 生成的难溶硅酸盐熔体包裹了钒矿物 ， 钒无 法被溶出， 浸出率开始显著下降。 3． 1． 2 焙烧时间和焙烧气氛 焙烧一般分为干燥、 脱碳、 氧化、 燃烧和冷却 5
石煤提钒主要工艺对比
常见工艺流程 特点 设备要求低， 技术成熟、 简单， 适用性强且整体投资较低， 生 但存在提取率低， 连续生 产成本一般只需 4 ～ 5 万元 / t［8］ ， HCl， SO2 产性差， 劳动强度大， 环境压力大（ 产生大量 Cl2 ， 等有毒气体， 浸出液含不易除去的 Na + 和 Cl － ） 等缺点。
V4 +
以 V 状态存在
朱
3+
［56 ］
。
V5 +
一般采 取 酸 浸 或 直 接 碱 浸。
710055 陕西省西安市。 军（ 1963 —） ， 男， 副教授， 博士，
注： 研究分析表明， 石煤中以 V2 + 及 V5 + 形式存在的钒很少［7］ 。
24
朱 2
军
郭继科： 石煤提钒工艺及回收率的研究
表3
工艺 回收率 钠盐焙烧 浸出 40 ～ 50
高价钒氧化物再与物料中的金属氧化物 钒氧化物， 反应生成可溶的钒酸盐， 大部分情况下， 焙烧效果的 好坏直接决定了浸出率的高低。 3． 1． 1 焙烧温度 焙烧温度由原料中各反应物的反应机理及焙烧 产物的 特 性 决 定。 工 业 上， 最佳焙烧温度一般为 750 ～ 900 ℃ 。低温时， 强还原性物质（ SiO2 等） 优先 反应抑制了低价钒的氧化， 无法保证钒的有效释放、 氧化， 转浸率低。 随温度增加， 物料晶格逐渐被破 坏， 钒释放量增加， 可溶性钒酸盐生成完全， 浸出率 升高。 高温时， 易出现烧结， 添加剂变性、 粘土矿晶 格畸变使粘土物质变的不稳定， 同时有部分钒挥发 损失等原因， 使钒的转浸率降低。 25
直接酸 浸工艺
无需焙烧， 彻底避免了焙烧废气问题， 设备投资少， 生产成 本一般在 5． 5 ～ 6． 8 万元 / t［8］ ， 回收率高， 但浸出周期长， 废 废渣难处理， 设备防腐要求高， 酸耗量大。 水、
直接碱 浸工艺
石 煤—磨 矿—稀 碱 浸 出—AlCl3 净化—水解沉 钒 — 热 解 制 精 钒 — V2 O5 产品
石煤提钒工艺对比
Байду номын сангаас
石煤钒矿高温下焙烧的主要目的： ① 破坏钒矿 的结构， 释放出钒； ②使低价钒氧化成高价钒氧化物 （ 主要是 V2 O5 ） ； ③ 在 有 添 加 剂 存 在 的 情 况 下， 使 V2 O5 与添加剂或矿石本身分解出来的氧化物反应 ， 生成可溶于水或酸的钒酸盐， 进一步提取 V2 O5 ； ④ 含钒石煤中的碳含量决定焙烧的温度及时间 ， 若含 在焙烧过程中会超过理想的温度 ， 影响焙 碳量过高，