湖北省石煤提钒清洁生产工艺研究的开题报告
含钒矿石提取钒的绿色工艺研究

目前 , 多 数 工 厂仍 采 用 传 统 的 以氯 化 钠 为焙 大
烧 添加 剂 的方 法 , 工 艺 操 作 简 单 , 期 投 入 小 , 该 早 但
因素水 平进 行下 一 步试验 。
C
SO i2
F e
P
A1 3 2 0
S
1 0 5 .4 3.5 0.2 4 3 0 3 0 2 .2 5 3 2 6 .6 .7 .2
3 试验结果 与讨论
作者简介: 娜(9 一 , 硕士 生, 要从事精细中间 杜 1 4 )女, 研究 主 8 体研 3 1 焙 烧试 验 .
试验用 矿样 的主要化 学成 分如 表 1 所示 。
表 1 含 钒矿 石 主要 成分分 析
元 素 V O 25
含量 2 0 .4
%
H0 2
Hale Waihona Puke 焙烧 和浸 出试 验 均采 用 单 因 素 条 件 试 验 , 次 依
考 察 各 因 素 对浸 出结 果 的影 响 , 最 佳 结 果 对 所 有 取
究工作。
考察 了添加 剂 A的加 入量 、 焙烧 时 间 、 烧 温度 焙
1 8
湖 南有 色金 属 最大 。
7 0 6 0 5 0
4
第2 4卷
O
图 3 焙烧 时间对 钒浸 出率 的影响
3 13 焙烧 温度试验 ..
焙烧 温度试 验结 果 如 图 4所示 ( 烧 时 间 4h 焙 、
均 匀 后 制 粒 , 瓷 舟 装 料 放 在 马 沸 炉 内进 行 焙 烧 。 用 焙 烧熟 料 第一 段用 水浸 出 , 偏钒 酸 盐 溶 于水 ; 段 用 二 溶 剂 浸 出 , 溶 于水 的钒 酸 盐 以及 四 价钒 化 合 物 溶 不
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
钒资源清洁提取与高值利用新技术

钒资源清洁提取与高值利用新技术钒资源是一种重要的金属资源,具有广泛的应用前景,然而传统的提取和利用方法存在污染环境、低效能等问题。
为了解决这些问题,有关部门和科研人员纷纷投入研究,提出了一系列清洁提取与高值利用新技术。
本文将从钒资源的现状、问题所在以及新技术的应用进行详细介绍。
一、钒资源的现状钒是一种重要的合金元素,被广泛应用于钢铁、航空航天、能源等领域。
全球钒资源储量丰富,但主要集中在南非、中国、俄罗斯等地。
中国目前是全球最大的钒生产和消费国,但在钒资源的开采和利用过程中,存在着一些问题。
1.钒资源的开采过程中会产生大量废渣和废水,对环境造成污染。
2.传统的钒提取方法主要依赖于高温煅烧还原法,能耗大、效率低。
3.钒资源的利用率不高,大部分资源被浪费或只得到低附加值产品。
以上问题制约了钒资源的可持续利用,因此有必要开发清洁提取与高值利用新技术。
二、钒资源清洁提取新技术1.生物浸取技术生物浸取技术是利用微生物对矿石中的有用金属进行浸取的一种新型提取方法。
在钒矿提取中,通过添加适当的微生物和生物氧化剂,利用微生物对矿石中的钒进行浸取,可以避免高温煅烧和化学浸出产生的环境污染。
同时,这种方法还可以提高钒的提取率和产品纯度,是一种清洁高效的钒提取方法。
2.高效分离提取技术传统的钒提取方法中,分离提取的效率较低,需要多次反复提取才能得到较纯的钒产品。
而新型的高效分离提取技术采用离子交换、萃取等方法,可以在一次性操作中实现钒的高效分离提取,降低了能耗和生产成本,提高了钒资源的利用率。
3.绿色冶炼技术高温煅烧是传统的钒冶炼方法,其产生的二氧化硫等有害气体对环境和人体健康造成危害。
而新型的绿色冶炼技术采用氧气富气床工艺、高炉技术等,可以减少废气排放,降低对环境的污染。
同时,绿色冶炼技术还可以提高钒冶炼的能耗和生产效率,实现了清洁生产。
三、钒资源高值利用新技术1.钒钛合金生产技术钒主要用于生产钒钛合金,而钒钛合金是一种重要的合金材料,具有较高的强度和耐磨性,被广泛应用于航空航天和汽车制造等领域。
清洁氧化钒生产工艺的分析

21 0 0年 第 4期 总第 2 3 1 期
铁
合
金
2 0 O4 01 N . To . 3 t 21
FERR o- ALLo YS
清洁 氧化钒 生产 工艺的分析
刘 文
( 川省工 业环境监 测研 究院 四 成都 6 0 4 ) 10 1
摘
要
含钒石煤脱碳提钒方案

含钒石煤脱碳提钒方案:
一、技术背景:我国拥有大量的石煤钒矿资源,分布在河南、陕西、湖北、湖南、江西、贵州、广西等地,探明总储量为3.2亿吨金属钒。
石煤钒矿分布如此之广,储量如此之大,但却没有一种经济高效的提钒工艺,目前现存的数十家石煤提钒企业,由于经济低迷,钒产品开发滞后,产能较大,加上冶钒企业工艺落后,石煤钒矿性质各异等造成企业亏损严重,甚至大规模停产。
在此背景下,寻早一种经济高效、环保节能的生产工艺势在必行。
石煤钒矿的特点:1,含碳高,大多在8-12%。
2,含钒低,平均0.8-1.0%。
3,成分复杂,各地石煤矿成分大不相同。
结合以上特点,因此石煤提钒不能走同一种生产工艺。
目前的石煤提钒工艺:1,平窑钠法焙烧水浸离子交换提钒:2平窑空白焙烧或钙法焙烧酸浸后离子交换或萃取法提钒;2石煤钒矿直接酸浸后萃取提钒;以上工艺是对矿石特性,地方政策,以及企业规模做出的相应选择。
比如有些适合酸浸,在低酸耗12%-20%的情况下就可以得到80%以上的浸出率。
但也有很多石煤钒矿在高酸20%40%的酸度下也达不到理想的浸出率。
为解决酸耗大的难题,有些企业做了石煤脱碳后酸浸实验以及小规模生产,取得了较好的结果,酸耗可降低到2%-8%,浸出率也有所提高。
脱碳工艺尝试性的采用堆烧法,沸腾炉,循环流化床等,但也存在脱碳温度不易控制,造成脱碳后的物料烧结或脱碳不完全。
实验证明,脱碳最佳温度应该在800-950度适宜,温度过高会造成微相烧结,影响后期浸出,温度
低于800度会造成氧化不够充分和降低脱碳产量和效率,进而导致后期的耗酸量加大,浸出率降低。
一、技术方案
二、设备方案
三、总结。
石煤钒矿发电提钒工艺工业化试生产

数 量 4 0 3 8 .2 40 5 8 0
名称 额 定 励 磁 电压 / v 额 定 励 磁 电流 / A 额 定 定 子 电 流/ A 额定转速/- n rmi
占 3 % , 占 1% 。循 环 流 化床 床 面 积 为 1 0 6~8mm 0 3
I , TI
采 用 木 炭 点火 , 用烟 煤 升 温 ,0 5 0℃ 以上 即 可启
1 6
湖 南有 色金属
第2 6卷
I
T
厂—二于二] 二-
l
一 一
J
l
T —r
图 1 所示 。
3 工 业 化试 生 产
3 1 石煤 发 电 .
该 企业 使用 DH F 0—3 8 / 5 C4 .2 2 0一L型单 汽 包 横置式循 环 炉 , 架 结 构 , 内设 有 埋 管 上 升 管 , 钢 炉 炉 外设有 下 降管 , 部设 有 高 、 上 低两 级 过 热 器 、 温 器 , 减 尾 部设 有省 煤 器和空 气 预热 器 。循环 流 化 床产 出蒸 汽入 O F—K 6—2发 电机 发 电l 。循 环 流化 床 和 发 _ 2 J
电机 主要 参数列 于表 2 。
率高, 有效 地 降低企业 生 产成 本 , 少 了企业 对 周 边 减
生态 环境 的破坏 , 社会 经 济效 益 明显 , 石 煤提 钒 工 为
业技 术 进 步 提供 了新 方 法 新 思路 , 动 了石 煤 提 钒 推
产业 的发展 。
1 石 煤 原料
摘
要 : VO0 8% , 以 2 5 .5 发热值 50 0 0 J k 0 —65 0k/ g的石煤钒矿 为原 料 , 用循 环化流化床发 电 一 采
石煤提钒焙烧过程钒的价态变化及氧化动力学
石煤提钒焙烧过程钒的价态变化及氧化动力学在煤炭资源丰富的国家,石煤作为主要的燃料来源之一,其中含有丰富的钒元素。
钒是一种重要的冶金金属,具有优良的耐磨、耐腐蚀和抗拉强度等性能,广泛应用于钢铁、航空、航天等领域。
直接从石煤中提取钒并不容易,需要经过一系列的化学处理过程。
本文将重点探讨石煤提钒焙烧过程中钒的价态变化及氧化动力学。
我们来了解一下石煤提钒的基本原理。
石煤中的钒主要以V2O3的形式存在,通过高温焙烧,可以使V2O3分解为V、Mo、S等金属元素。
在这个过程中,钒的价态会发生变化,从+2变为+3或+4。
这一过程对于后续的富集和提取至关重要。
接下来,我们将详细探讨石煤提钒焙烧过程中钒的价态变化及氧化动力学。
在高温焙烧过程中,钒首先转化为V3+和Mo4+,然后在适当的温度和氧气浓度下,V3+进一步转化为V2O5-和Mo7+。
这个过程可以通过经典的Le Chatelier原理来解释。
Le Chatelier原理指出,当系统受到外界干扰时,系统会倾向于抵消这种干扰以保持平衡。
在石煤提钒焙烧过程中,V3+和Mo4+会试图转化为更稳定的V2O5-和Mo7+,以抵消高温焙烧带来的氧化还原反应。
在石煤提钒焙烧过程中,钒的氧化动力学也非常重要。
氧化动力学研究的是物质在氧化反应中的速率规律和影响因素。
在石煤提钒焙烧过程中,钒的氧化速率受到多种因素的影响,如温度、氧气浓度、炉料粒度、炉料结构等。
通过研究这些因素对钒氧化速率的影响,可以优化石煤提钒工艺,提高钒的提取率和纯度。
为了更好地研究石煤提钒焙烧过程中钒的价态变化及氧化动力学,我们需要采用现代分析方法对实验数据进行深入分析。
例如,我们可以使用X射线衍射(XRD)技术来分析样品的晶体结构,以了解钒在不同价态下的分布情况;我们还可以使用电化学分析法(如极谱法、电位滴定法等)来研究钒的氧化行为。
我们还可以利用现代计算机模拟技术对石煤提钒焙烧过程进行数值模拟,以预测不同条件下的反应速率和产物分布。
含钒浸出液离子交换-交换余液循环试验研究
含钒浸出液离子交换——余液循环试验研究摘要:以湖北某地区的石煤钙化焙烧熟料为原料,进行了焙烧熟料酸浸——浸出液净化除杂——净化液离子交换——交换余液补充硫酸酸浸——浸出液净化除杂的循环试验研究。
考察了浸出液中SiO2、P、Cl-、SO42-、Na+浓度和钒浸出率随余液循环次数增加的变化情况。
研究结果表明,余液的循环使用对钒浸出率不产生明显影响;浸出液中的SiO2没有富集;P 、SO42-和Na+有一定的富集,其中P 、SO42-可以通过石灰中和的方式沉淀除去;Na+富集到一定程度后,在溶液中达到动态平衡,不影响溶液的循环。
关键词:石煤;钒;酸浸;离子交换;余液;循环0 引言受2005年国际钒价上涨的影响,国内在极短的时间内建成了几百家规模不同的石煤提钒厂,石煤提钒的年产量增加到约1万吨。
绝大多数石煤提钒厂采用钠化焙烧——水浸提钒工艺,生产过程中产生的大量含Cl、HCl气体的烟气和废水未经处理就直接排2、HCl气体的烟放,对周边环境造成了严重的污染。
为了避免提钒过程中产生大量含Cl2气,近几年石煤提钒领域就提钒工艺进行了改进,采用钙化焙烧(或无盐焙烧)——酸浸——离子交换的生产工艺提钒。
其中,如何实现大量酸性余液循环利用是解决该工艺环保问题的关键。
国内石煤提钒厂对提钒废水处理方式大多采用直接排放或石灰中和后排放,未对提钒废水进行深度处理,环境污染问题仍然十分严重。
目前,石煤提钒的研究重点仍然是如何提高钒收率和降低生产成本,而对废水循环的研究相对较少。
有些研究者仅提出了研究方向,如宾智勇[1]采用“无盐焙烧——酸浸——萃取”工艺对钒矿石进行提钒研究时指出,萃取余液可考虑部分返回浸出,剩余部分用石灰中和到pH>7后排放;也有研究者进行了废水循环试验,如谢兰香等[2]对浸出液中杂质的分布与走向进行研究,研究结果表明,除个别元素外,其它元素都能在循环过程中得到稳定的控制。
由于不同地区石煤成分差异较大,酸浸后的浸出液杂质浓度也不同,进一步研究提钒废水中的杂质在循环过程中的变化趋势,有针对性地解决循环过程中存在的问题,对实现提钒废水的循环有十分重要的作用。
国内石煤提钒工艺现状分析及面临问题
国内石煤提钒工艺现状分析及面临问题邹晓勇(吉首大学化工学院副教授,吉首市诚技科技开发有限公司总经理,湖南省)邹晓勇,男,41岁从事石煤提钒新技术研究十多年,在石煤提钒领域发表论文十多篇;主持研发的钙化焙烧低酸浸出离子交换法提钒技术已实现规模化工业运行两年多;采用该项技术的石煤提钒项目已获得国内多个省市环保部门的项目批复。
石煤提钒,通常指以含钒碳质页岩、含钒煤矸石等为原料提取钒化合物的工业过程。
我国的石煤提钒工业起步于70年代末期,此后经历了两次大的发展时期,即八十年代的初步发展期,以及2004年到现在的大发展期。
石煤提钒工业经过三十年的发展,在钒行业已经具有较重要的地位,产量估计已经达到钒总产量的40%左右。
在工业行业里,石煤提钒是个较年轻的行业,在工艺、设备方面仍然处于较落后的状况,仍然存在较大的技术和经济提升空间。
1 石煤提钒工艺现状经过三十年的发展,石煤提钒工艺发展为两大工艺路线,即火法焙烧湿法浸出提钒工艺和湿法酸浸提钒工艺。
火法焙烧湿法浸出提钒工艺,指的是矿石经过高温氧化焙烧,低价钒氧化转化为五价钒,再进行湿法浸出得到含钒液体实现矿石提钒的工艺过程;湿法酸浸提钒工艺,指的是含钒原矿直接进行酸浸,包括在较高浓度酸性条件下,甚至是加热加压、氧化剂存在的环境下,实现矿物中钒溶解得到含钒液体的工艺过程。
1.1火法焙烧湿法浸出提钒工艺火法焙烧湿法浸出提钒工艺,根据焙烧过程添加剂的不同或焙烧机理的区别,分为加盐焙烧提钒工艺、空白焙烧提钒工艺、钙化焙烧提钒工艺等。
1.1.1加盐焙烧提钒工艺1976年,湖南冶金研究所与岳阳新开公社合作进行石煤提钒的试验研究并建厂生产。
焙烧设备选用安化钒厂的平窑,并对之进行了改进。
到1979年,石煤加盐氧化钠化焙烧—水浸—水解沉粗钒—粗钒碱溶精制—精钒的传统工艺流程己经形成,此工艺也就是行业传统上说的“钠法焙烧、两步法沉钒工艺”或“加盐焙烧提钒工艺”。
该工艺的优点:技术成熟、设备简单、投资少。
钒提取技术
一、石煤提钒工艺
(b) 湿法提钒工艺
1.酸浸法 北京化工研究院以西北某地含钒石煤(V2O51.26%)为原料,采用原矿破碎 后,加氧化剂两段直接酸浸,溶剂萃取—氨水沉钒—热解制取五氧化二钒的工艺 流程,浸出温度85℃,不同含钒石煤浸出的回收率为63%~74%。 长沙有色冶金设计研究院在陕西华成钒业公司建成日处理原矿300t、年产 五氧化二钒600t的生产厂。该厂采用原矿直接酸浸-萃取提钒的工艺,浸出率达到 75%,总回收率65%以上。 河北理工大学对某地石煤灰渣采用直接酸浸—萃取提钒工艺,该石煤灰渣 含V2O51.26%,直接酸浸浸出率平均84.83%,然后向浸出液中加入硫酸铵,得到 硫酸铵铝沉淀,作为铵明矾产品。除铝后的溶液蒸发浓缩一冷却结晶得到含5.92 %V2O5的中间盐,将中间盐溶解后用铁粉还原钒,用P204和TBP加煤油组成的复合 萃取剂进行萃取,钒萃取率达99.72%,用5moL/L硫酸反萃,反萃率达99.86%, 然后用氯酸钠氧化反萃液,用氨水调节pH值沉淀多钒酸铵,煅烧后得到V2O5 98.86 %的钒产品,钒的总回收率为82.87%。
一、石煤提钒工艺
(b) 湿法提钒工艺
1.酸浸法 能够在较低的酸度下直接浸出的含钒矿石,其中的钒一般以四价或五价形态 存在。但绝大部分含钒石煤矿由于其赋存状态的特性,都不能在较低的酸度下 直接浸出,需要在较高的温度、压力条件下或在特种催化剂的作用下才能完成 浸出过程;但该工艺过程中矿石减少了焙烧工艺环节,省去了焙烧设备以及焙 烧添加剂,设备投资相对减少,能耗也较焙烧工艺低,且钒的浸出率高达80%以 上,资源利用率高,提钒的最终成本仍较火法低。其缺点是浸出条件相对火法 苛刻,酸耗高,设备选型要求严格,同时也给废水处理带来压力。 直接酸浸的一般工艺为: 石煤—磨矿—酸浸—溶剂萃取—反萃-氧化—铵盐沉钒—热解—精V2O5, 或者是:石煤—磨矿—酸浸—氧化—离子交换—洗脱—铵盐沉钒—热解—精V2O5, 其基本化学反应式如下: V2O4+2H2SO4→2VOSO4+备投资低,但处理成本高。按照一般工业状况,比如矿石含 钒品位1%计算,每生产一吨五氧化二钒需要消耗氢氧化钠五吨多,吸收剂消耗一万五千元 以上。 污染实质:烟气污染物在吸收后将转变为废水污染,造成废气处理成本高,废水循 环利用率低、废水排放量大,造成企业周边的土壤盐碱化,环境污染严重。 目前,由于污染严重,此工艺已被各地环保部门禁止采用。
- 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)。
湖北省石煤提钒清洁生产工艺研究的开题报告
一、选题背景和意义
石煤是一种含碳、浸没在水中,形成于距今数亿年间的矿物质,广泛分布于全国
各地。同时,石煤中还含有一定量的钒元素。钒元素在钢铁冶炼、化工、航空航天等
领域中有着广泛的应用,具有重要的经济价值。由于钒资源种类单一、分布不均、供
需矛盾等因素,导致钒资源的开发、利用与环保面临诸多难题。
石煤中钒的含量较高,但其有效利用率却很低,主要原因是石煤中的钒大部分以
氧化物甚至以硫酸盐的形式存在,无法直接提取。因此,石煤提钒的研究具有重要意
义,可为提高钒资源的利用率、减少环境污染做出贡献。
二、研究目的和内容
本课题旨在研究以石煤为原料的钒的提取工艺,以提高钒的利用率,达到资源循
环利用的目的。具体研究内容如下:
1.对不同来源的石煤样品进行分析,确定其钒含量和矿物组成,为研究提供基础
数据。
2.研究石煤的预处理技术,为后续的提取工艺打下基础。
3.研究石煤钒的提取工艺,通过实验室小试和中试,确定最佳的工艺条件。
4.对提取后的有效钒化合物进行深度处理和纯化,以满足不同领域的需求。
5.对提取工艺进行优化,以提高提取效率和降低成本。
三、研究方法
本研究将采用实验室小试和中试相结合的方法,通过不同的前处理工艺和提取工
艺,对不同来源、含量的石煤进行钒的提取。同时,研究各因素对提取效率的影响,
优化工艺条件,提高提取效率和纯度。在研究过程中,将运用现代分析技术和仪器,
如扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、原子荧光光谱(AFS)等,对石煤和提取后的产物
进行分析和检测,获得准确的数据和结论。
四、预期结果
通过本研究,可获得以下预期结果:
1.掌握石煤提钒的基本工艺,提高钒的利用率和钒的纯度。
2.优化工艺条件,提高提取效率,降低成本。
3.实现不同来源、含量的石煤的钒提取,为实际生产提供技术支持。
4.对石煤提钒相关领域具有推广应用价值,可为资源利用和环境保护做出贡献。
五、研究进度安排
第一阶段:文献调研和试验计划设计(2个月)。
第二阶段:石煤预处理技术的研究(3个月)。
第三阶段:石煤钒的提取工艺研究(6个月)。
第四阶段:产品深加工和纯化研究(3个月)。
第五阶段:工艺优化和实际生产验证(4个月)。
六、研究经费预算
本课题经费预算为30万元,主要用于设备购置、实验用材料、测试分析费用、
人员开支等方面。其中设备费用占总经费的50%左右,实验材料费和测试分析费占总
经费的30%左右,人员开支及其他费用占总经费的20%左右。
七、研究团队及分工
本课题研究团队由研究生、本科生及导师组成。导师负责指导全过程,研究生、
本科生负责实验和数据分析。具体分工如下:
导师:负责课题的整体指导,参与方案的制订和修改,组织交流研讨。
研究生:负责实验室的日常管理和实验操作,参与前处理技术和提取工艺的研究
和优化。
本科生:负责辅助实验、数据统计和分析,参与文献调研和方案的制订。
八、预期成果
完成本课题的研究将取得如下成果:
1.本科生将获得实践能力和研究能力的提高,培养科研思维和创新能力。
2.研究生将获得深入研究的机会,掌握研究方法和技能,提升英语写作和口语交
流能力。
3.导师将对研究生的指导和教育获得进一步提高,积累科研经验和指导能力。
4.通过本课题的研究成果,可提高石煤钒的生产效率和纯度,丰富和完善我国的
钒资源开发和利用方法,具有广泛的推广应用价值。