石煤提钒的生产工艺及污染治理措施
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。
石煤湿法提钒废弃物处理技术
９８������ ６％ ꎬ截留率达 ９９������ ７９％ ꎬ膜系统产水回收率达到 ７７������ ９％ ~ ８９������ ０％ ꎮ 但是处理后的废水略呈酸性ꎬ需 要加入少量的石灰进行中和后即可达到国家一级排
２０１８ 年 ６ 月第 ３ 期 朱 军等: 石煤湿法提钒废弃物处理技术
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低钠焙烧水浸工艺包括:氯化钠氧化焙烧—水 浸—酸沉粗钒—碱溶铵盐沉钒—热解 Ｖ２ Ｏ５ [３] ꎮ 焙 烧将石煤中低价钒氧化为五价钒ꎬ焙烧后用水将熟 料浸出得到含钒母液ꎮ 该工艺流程复杂ꎬ消耗材料 多ꎬ生产成本高ꎬ 但产生的废水较少ꎬ 钒提取率为 ６５％ ~ ７０％ ꎮ 由于此工艺第一步时选用的是食盐ꎬ 焙烧过程 中 会 有 大 量 的 废 气 生 成ꎬ 其 中 以 ＨＣｌ 为 主ꎬ还有 Ｃｌ２ 、ＳＯ２ 等有害气体ꎮ １������ ２ 钙盐焙烧稀酸浸出工艺
石煤焙烧ꎬ焙烧矿用稀酸加热浸出ꎬ工艺过程包括: 此废水经 过 膜 分 离 技 术 处 理 后ꎬ Ｃｕ２ ＋ 总 回 收 率 为
焙烧—酸浸—萃取—铵盐沉钒—热解 Ｖ２ Ｏ５ꎮ 该工 艺成本低ꎬ虽然消除了 ＨＣｌ 废气污染ꎬ仍然会有 ＳＯ２ 等有 害 气 体 排 放ꎬ 钒 的 总 回 收 率 较 低ꎬ 为 ５８％ ~
石煤提钒回转窑焙烧工艺分析
石煤提钒焙烧工艺分析针对含钒碳质页岩、含钒煤矸石、含钒黏土提取钒化合物的冶金化工过程通常被称为石煤提钒工业过程。
在我国起步于上世纪的70年代末期，在2004年以后，随着世界钒制品需求量逐步增加，锤式破碎机石煤提钒工业进入快速发展时期。
石煤提钒的主要工艺路线有两条，即火法焙烧2湿法提钒和全湿法提钒。
通常认为提钒原料的钒呈吸附性存在于矿物表面时可用全湿法提钒工艺，其特点是流程较短，占地面积小，节约投资。
回转窑当提钒原料中的钒呈嵌布态存在于矿物内部时，若用全湿法提钒工艺，因钒浸出率过低而无法实现工业化。
就目前的研究情况而言，石煤焙烧是针对这类矿物实现工业化的途径之一。
然而采用什么焙烧工艺进行焙烧和如何保证焙烧的实际效果一直在困扰着今天的石煤提钒工业，对此进行分析探讨将有利于石煤提钒工业进一步发展。
一、石煤提钒焙烧过程机理石煤焙烧的作用在于使提钒原料中各种价态的钒尽可能氧化成高价态的五氧化二钒。
五氧化二钒再与物料中的金属氧化物反应生成可溶于水或酸、碱的钒酸盐。
概括过程中低价钒氧化物氧化的化学机理为式（1）和式（2）所示，五氧化二钒与金属氧化物反应的机理为式（3）和式（4）所示。
石煤中常见的金属氧化物为钙、镁、铁、钠的氧化物，与五氧化二钒所生成的钠盐主要是正钒酸钠（Na3VO4）、焦钒酸钠（Na4V2O7）、偏钒酸钠（Na2VO3），所形成的镁盐为偏钒酸镁（MgO#V2O5）、焦钒酸镁（2MgO#V2O5）、正钒酸镁（3MgO#V2O5），钒的钠盐和镁盐均可溶于水。
所形成的钙盐主要是偏钒酸钙（CaO#V2O5）、焦钒酸钙（2CaO#V2O5）、正钒酸钙（3CaO#V2O5），所形成的铁盐主要是正钒酸铁（FeVO4）。
钒的钙盐和铁盐在水中溶解度很小，能溶于稀硫酸和碱溶液。
焙烧温度、反应时间和炉窑内气氛对钒在石煤焙烧中形成理想的钒酸盐至关重要。
（一）焙烧温度焙烧过程对于温度的要求是由焙烧原料的反应机理要求和焙烧产物特性所决定的。
石煤钒矿湿法提钒选冶废水处理_吕文东
剂与废水金属离子充分反应。尾矿床相当于一个很大 大量的泥渣及含金属离子氢氧化物沉到库 的沉降池， 底。这一过程可将废水中铁离子含量降低很多 ， 从实 际运行取样分析， 废水中 Fe 离子总含量可由开始的 850 mg / L 降至 123 mg / L。 尾矿溢流水直接进入二次 处理（ 深度处理） 工序， 各项指标参数均以静态试验数 据为参考， 工艺流程中采用多级混凝反应， 确保水中金 属离子反应完全； 采用分级递减絮凝反应， 确保末端出 水絮团结实易沉； 关键设备采用新型高效絮凝沉降器 ， 该设备具有处理效率高、 无动力运行、 占地面积小、 配 置灵活、 处理效果稳定等特点， 在废水处理过程中起重 要作用。整个废水处理系统处于洁净循环状态， 不产 生二次污染， 泥渣封闭循环至尾矿床， 只有达标清水排 出。经过一年多生产运行证明， 整套工艺流程设计高 简洁、 合理、 实用。 效、 3． 2 废水处理效果 经过二次处理后的水质， 经当地市级环保部门抽 结果见表 7 ， 水质完全达国家排放标准， 其中 样检测， 金属离子含量远低于国家标准。 试验表明， 回水用于 生产， 对钒的浸出率没有影响， 满足生产工艺要求。
cmaghs4加热磁力搅拌器1000ml带刻度量筒aas6000原子吸收分光光度计测定水中金属离子含量ph525型酸度计测废水ph废水静态试验结果及讨论通过对废水的自沉脱稳絮凝沉降ph值影响絮凝剂选择用量搅拌速度等进行单项试验研究找出各项试验的最佳参数指标为下一步废水处理工艺设计提供参考
第 31 卷第 4 期 2011 年 08 月
表2
沉降时间 / h 0 9 12 15
石煤钠化焙烧提钒新工艺研究
石煤钠化焙烧提钒新工艺研究以石煤为原料,用石灰作添加剂,对石煤钠化焙烧提钒工艺进行研究,形成了石煤加钙固氯钠化焙烧提钒新工艺,工艺过程包括石煤加钙固氯钠化焙烧—焙砂低酸浸出一浸出液富集分离钒等主要工序。
石煤加钙固氯钠化焙烧过程着重考查了添加剂加入量、焙烧温度、焙烧时间对钒浸出率的影响。
结果表明,加入一定量的石灰可使焙烧过程产生的HCl和Cl2与石煤中的铁、铝、钙等结合生成难挥发的化合物而被固化,从而大大减轻石煤提钒钠化焙烧烟气净化的负担,且对钒的浸出不产生负面影响。
在氯化钠的加入量为石煤质量的13%,CaO/NaCl摩尔比为0.43的条件下,790℃焙烧3h,氯的挥发率只有17.3%,而相同条件下无钙石煤钠化焙烧工艺氯的挥发率为37.9%。
焙砂低酸浸出过程研究了硫酸加入量、液固比、浸出温度及浸出时间对钒浸出率的影响。
实验结果显示,对钒浸出率影响最大的是硫酸加入量和浸出温度,随着硫酸加入量的增加,钒浸出率提高；随着浸出温度的升高,钒浸出率下降。
焙砂的最佳浸出工艺条件为：硫酸加入量5.5%,室温浸出1h,液固比2：1；最佳条件下钒的浸出率为71.54%。
浸出液富集分离钒包括离子交换富集及解析液钒硅分离两部分。
采用D314离子交换树脂吸附富集浸出液中的钒,负钒树脂用2mol/L NaOH溶液解析。
实验发现,离子交换可有效分离钒和磷,但不能与硅完全分离,这是由于解析液中的硅与钒在pH值为2-13的范围内可形成杂多酸。
采用中和水解法、硅酸镁沉淀法和铝硅酸盐沉淀法三种方法对硅的除去进行了对比研究,结果表明铝硅酸钠沉淀法是最有效的除去钒酸盐溶液中的硅方法。
净化后的钒酸盐溶液加铵盐沉淀得偏钒酸铵,偏钒酸铵经500℃煅烧2h得到纯度为98.7%的V205产品。
钒渣提出及废水处理的工艺流程
钒渣提出及废水处理的工艺流程1.钒渣提出工艺流程包括破碎、磨矿、重选和磁选等步骤。
The process flow of vanadium slag extraction includes crushing, grinding, heavy selection, and magnetic separation.2.破碎是将原料的钒渣进行粗碎，使其适合进一步的处理。
Crushing is to coarse crush the raw vanadium slag to make it suitable for further processing.3.磨矿则是对粗破碎后的钒渣进行细化，使其颗粒更加细致。
Grinding is to refine the coarse crushed vanadium slag to make its particles finer.4.重选是通过离心浮选机等设备将钒渣中的有用矿物和杂质进行分离。
Heavy selection is to separate the useful minerals and impurities in vanadium slag through centrifugal flotation machines.5.磁选主要是利用磁力对钒渣中的磁性矿物进行提取和分离。
Magnetic separation is mainly to extract and separate the magnetic minerals in vanadium slag using magnetic force.6.废水处理工艺流程包括沉淀、过滤、吸附和活性炭处理等环节。
The process flow of wastewater treatment includes precipitation, filtration, adsorption, and activated carbon treatment.7.沉淀是利用化学方法将废水中的悬浮物沉淀到底部以便后续处理。
石煤提钒环保型新工艺
储量丰富成分复杂石煤资源概述环境污染传统工艺提取钒时，往往伴随着其他有价值的金属元素的损失，导致资源浪费。
资源浪费能耗高传统提钒工艺的问题资源高效利用通过新技术手段，提高钒的提取率和伴生金属元素的综合利用率，实现资源高效利用。
环境保护研发环保型新工艺，有助于减少废水、废气排放，降低对生态环境的破坏，实现绿色生产。
推动产业升级环保型新工艺的研究与应用，将推动石煤提钒产业向绿色、低碳、环保方向升级，提高产业整体竞争力。
环保型新工艺的研究意义该工艺利用特定的溶剂对含有钒的溶液进行萃取，使钒与杂质分离，提高钒的纯度。
工艺基本原理溶剂萃取原理氧化还原反应原理2. 氧化焙烧在石煤中加入氧化剂进行高温焙烧，将钒转化为可溶性的氧化物。
4. 溶剂萃取6. 沉淀物干燥与焙烧将钒沉淀物干燥后，再进行焙烧，得到钒的氧化物产品。
1. 石煤破碎与磨矿将原始石煤破碎并磨成适合提取的粒度。
3. 水浸提取5. 钒的纯化与沉淀通过调整溶液酸碱度、温度等条件，使钒达到纯度要求并以沉淀形式析出。
010203040506工艺流程简述工艺关键技术01020304高效氧化焙烧技术高效溶剂萃取技术钒纯度控制技术废水处理技术实验材料•石煤样品：选择不同产地、不同品质的石煤样品进行实验。
•提取剂：采用环保型提取剂，如生物提取剂、无机酸等。
实验方法石煤粉末。
提取实验，探究最佳提取条件。
•钒的测定与分析钒的纯度物质平衡与回收率提取效果实验结果与分析1 2 3环保型新工艺可行性最佳工艺条件进一步研究方向实验结论与讨论环境影响评价资源消耗评估排放物检测030201环保性能评估方法废气排放数据废水处理效果资源消耗情况新工艺的环保性能数据废气排放对比废水处理对比资源消耗对比与传统工艺的环保性能对比初始投资成本运营成本预期收益投资回报期成本核算与投资收益预测03技术发展趋势01市场需求02环保政策行业应用前景分析推动相关产业发展的潜力产业链协同跨界融合创新驱动研究结论汇总环保性能显著资源利用率提高经济效益显著未来研究方向与目标进一步深化环保性能01提高生产效率02拓展原料适用范围03强化技术创新建立行业标准加强环保意识对行业发展的建议与期望。
石煤提钒废渣治理综述
石煤提钒废渣治理综述0 引言钒具有许多可贵的理化特性和机械特性,因而广泛应用于近代工业技术中。
钒无单独开采的富矿，总是以低品位与其它矿物共生，世界上钒年产量的88％是从钒钛磁铁矿中获得的，而我国以钒钛磁铁矿资源最为丰富，储量位于南非和俄罗斯之后。
居世界第三位。
在我国湘、鄂、浙、赣、桂、川、陕、黔诸省区富产含碳页岩(石煤)中含钒，探明储量为618．8亿吨，其含V205品位多在0．3％～1．0％之间，其中W(V205)>0．5％的石煤中V2O5储量为7707．5万吨，是我国钒钛磁铁矿中V205储量的2．7倍[2]。
近年来从石煤中提钒成为热点，它是我国一种独特的钒矿资源，其特点是发热量低、含有多种金属和非金属元素[3]。
含钒石煤遍布于我国的湘、鄂、川、黔、桂、浙、皖等20余省，超过世界其它国家钒的总储量[2]。
因此,含钒石煤是一种提钒的重要矿产资源[3]。
当前，我国石煤提钒工艺的研究和生产发展迅速，提钒工艺、技术装备水平都取得了长足进展，具有较好的经济效益和社会效益[5]。
然而石煤中钒品位较低，石煤提钒产生的废渣量大，按石煤含钒1%、钒的总收率60%计，1 t V2O5约产生160 t浸出渣。
经调查，无论是水浸出工艺还是稀酸浸出工艺，所产生的浸出渣经毒性浸出鉴别试验，都属于一般固体废物[6]，这些废渣对环境造成严重的污染，主要表现在在以下几方面：其一，侵占土地，目前的企业中，90％以上的钒渣采用的都是尾矿库堆放，建设尾矿库堆占用了大量的土地；其二，污染土壤，土壤是许多细菌、真菌等微生物聚居的场所。
这些微生物与其周围环境构成一个生态系统。
在大自然的物质循环中，担负着碳循环和氮循环的一部分重要任务。
废渣中有害成分渗入土壤后，能杀死土壤中微生物，破坏土壤的腐解能力，导致草木不生。
其三，污染水体，废渣随天然降水和地表径流进入湖泊、河流，或随风飘迁落入水体能使地面永污染；随渗漏水进入土壤则使地下水污染；直接排入河流、湖泊、海洋，又能造成更大的水体污染。
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石煤提 钒 的原则 性工 艺如 图 １ 。
传统的石煤提钒工艺分为脱碳、 焙烧、 浸取、 提
钒四大部 分 ， 际应 用 时需根 据 石 煤 的性 质 进行 调 实
・
２ ・ ６
２１ ０ ０年第 ３期
熊如意， 石煤提钒的 等： 生产工艺及污染治理措施
石 煤
偏 钒 酸 铵 产 品
废渣 处置
ＸＩ ＮＧ Ｒｕ ｉ ，Ｚ Ｏ ｙ ＨＡＮＧ ｌ Ｘｉ ｎ ｉ
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收稿 日 ： ０ ０ ０ — ３ ２ １ — ５ １ 修 回 期 ２１ — ３ １； ００ ０ — １ 作者简 介： 熊如意 ， ， ９４年生 ， 男 １ ６ 高级工程师， 主要从事环境污染治理及环境影 响评价工作。 ｍ ｉ ｂａ １３ ｉ ．ｏ Ｅ— ａ ： ｅｒ ４ ＠ｓ ａ ｔｍ ｌ ３ ｎ
２１ ０ ０年第 ３期
环
保
科
技
Ｖ １ ６ ｏ３ ｏ １ Ｎ ． ．
石 煤 提 钒 的 生 产 工 艺 及 污 染 治 理 措 施
熊如 意 ，张 西林
（ 湖南省环境保护科学研究院 ， 湖南 长沙 ４ ０ ０ ） １０ ４
摘
要 ：通过 对湖 南省 内石煤 提钒பைடு நூலகம்企业 的调 查 ， 绍 了 目前 的主要提 钒 工 艺及其 特 点 ； 介 论述 了石煤
ｐｉｅ ． ｒｓ ｓ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｂ ｎ ｏ ｌ ａ ａ ｉｍ ｅ ｔｘｄ ，ＨＣ１ ｓｅ ａ ，ＮＨ３一Ｎ ｗａｔｗａｅ ｙ ｒ ｓ ｏ ｅ ｃ ａ ，ｖ ｎ ｄｕ ｐ ｎｏ ｉｅ ｔｇ ｓ ｗａ ｓｅ ｔｒ
０ 引言
１ 石煤提钒 生产工艺及产污特点
． 我国的钒资源总保有储量折成 Ｖ ０ 合 ２５６ １ １ 石煤提 钒工艺 ２ ．９ × 钒在石煤 中多 以三价钒或 四价 钒形式存 在 ， 从石 １ ， 界第 ３位 。我 国 的钒 除 了钒 钛 磁铁 矿 外 ， ０ ｔ居世 首先需将三价钒或四价钒氧化 还有大量的以石煤形式存在的钒矿 ， 石煤钒矿主要分 煤中提取五氧化二钒 ， 成五价钒然后再通过 浸取 、 萃取或 离子交换 提钒 。低 布于湘、 皖、 鄂、 赣一带。由于传统的石煤提钒污染很
大 ， 至很 多人 “ 钒 色 变 ” 甚 谈 ，曾使 石煤 提 钒 一 度停 价 钒氧化到高价钒 的过程通 常是通 过焙烧来 完成 的 ，
０ ９０℃， 过高或过 顿 ， 随着钒 的消费 量增 大 ，钒价 上涨 ，中小 型石煤 但焙烧通常需将温度控制在 ８０～ ０ 但 提钒 冶炼 企业 近年 来 发 展 较 快 。从 ２０ 到 ２０ 低对提钒都不利。为提高低价钒向高价钒的转化率 ， ０５年 ０９
提取五氧化二钒生产过程中的主要污染源、 污染物及其处理措施和效果， 期为石煤提钒企业在 工 艺选择和污染物治理方案选择方面提供参考。 关键词 ：石煤 五氧化 二钒 Ｈ １ 气 Ｎ ， Ｎ废 水 Ｃ废 Ｈ 一
中图分类号 ： ７ ３ Ｘ ０ 文献标 志码 ：Ａ 文章编 号 ：１７ ０ ５ （０ ０ ０ ０ ２ ｏ ６ ４— ２ ４ ２ １ ） ３— ０ ６一 ４
图 ｌ 石 煤 提 钒 一 般 工 艺 流 程
整， 如石煤含碳量小于 １％ 时， ０ 不需脱碳而直接焙 体中的 ＣＯ Ｓ ａ 、 ｉ 等无机物易形成硅酸盐熔体包裹 Ｏ 烧 ； 烧 和浸取 工艺 是石 煤提 钒工 艺 中 的关 键 ， 焙 也反 钒 矿物 ， 响钒 浸 出。 影 映了提钒工艺的特点 。 最初的石煤提钒工艺为氯化钠焙烧工艺 （ 高钠 无盐焙 烧 的优 点是 降低 了焙 烧成 本 ， 除 了 消 Ｈ１ Ｃ 废气污染 ， 但钒的总回收率降低。同时， 由于采