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濕法冶金技術從石煤中提取金屬釩的工藝研究
新聞作者:網站管理員 来自:东方财富配资 發布時間:2016-10-06 11:00:30 浏覽:1425

    石煤是一種重要的礬礦资源,在我國的儲量非常豐富。采用濕法冶金技術從石煤中提取五氧化二釩,天然堿浸法原料成本低,提取過程中不産生二次污染,具有良好的经濟效益和環境效益。

     本文對陝西某地蘊藏的石煤礦進行了濕法提釩工藝的研究和改進,重點對浸出、萃取、反萃取過程的工藝參數進行了研究。研究表明,采用低濃度的硫酸直接浸出該石烙細工是可行的,其最佳浸出工藝條件为:酸濃度10%(質量分數)溫度85 ℃,攪拌速度800r·min-1,浸出時間8h,礦粒粒度80目,液固比3:1,助浸劑量为6%(質量分數),該條件下釩的浸出率可以达到82.68%。助浸劑R的加入可以使浸出率提高近5%0用P204體系萃取過程中,把pH值調到2.5左右,在P204(體積濃度)20%, TBP 5%、磺化煤油75%,相比为1:5,接觸時間7min的條件下,釩的萃取率可以达到98.57%;用1.0 mol·L-1H2SO4溶液進行反萃取,反萃率可以达到99.30% 。

    從含釩礦石和其它含釩原料中提釩的焙燒工藝對焙燒爐的要求高,要求焙燒設備溫度均勻及傳質狀況好,不能出現局部高溫。在各類型焙燒設備中,沸騰爐能最大限度地滿足以上要求,但也存在以下不足之處:

    a,設備能耗高,一般的中小型釩廠不具備廢熱回收的能力。

    b、焙燒過程反應速率小,導致床徑大,設計和操作難度大,設備费高。

    c、廢氣含塵量高,氣固分離設備負荷重。一般企业承擔不了技術开發费用和技術風險。因此,目前中小型釩廠廣泛采用的是平窯,優點是操作彈性大,技術成熟。缺點是溫度不均勻,傳質效果差,物料層内部存在溫度梯度,物料基本處于靜止狀态,不适合大規模生産。

    为了解決焙燒過程中對焙燒爐的苛刻要求,設備的投资和環境污染等問題,不少人提出了從石煤釩礦直接酸浸或堿浸提釩工藝。

    (1)酸浸提釩工藝:在矽鋁酸鹽礦物中,釩是以V (III)形式部分取代矽氧四面體“複網層”和鋁氧八面體“單網層”中的Al (III)而存在于雲母晶格中,其分子式为K(Al,V) [Al Si3O10](OH)2,一为了使釩能從雲母結構中溶浸出来,必須破壞雲母結構并使之氧化。在高溫和長時間的浸出條件下,硫酸可以破壞某些雲母結構而溶出其中的釩,而以V(IV)形式存在的釩可被硫酸直接浸出,其反應式簡單表述为:

 

    含釩酸浸溶液经氧化,再经氨水沉澱、熱解,可得到純度98%以上的精釩産品,釩總回收率达到75%。該法已用于西北石煤釩礦提釩生産。

    (2)堿浸提釩工藝:利用地下天然堿對石煤釩礦進行直接浸取,使釩以偏釩酸鹽的形式轉入溶液中,浸出反應可用下式表示:

 

    在浸取過程中,加入氧化劑氯酸鉀氧化低价釩,浸出液经淨化後加入過量氯化餒,使偏釩酸按析出,再经灼燒脫氨,便可得到五氧化二釩産品。天然堿浸法原料成本低,提取過程中不産生二次污染,具有良好的经濟效益和環境效益。

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