试析石煤提钒工艺研究及关键设备设计

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1、华中农业大学硕士学位论文石煤提钒工艺研究及关键设备设计姓名：李季申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：张衍林200906摘要钒是工业生产中的一种重要金属元素，由于它的一些优良的特性，如今得到了愈来愈广泛的应用。钒资源主要存在于石煤中，因此从石煤中提钒成为我国利用钒资源的一个重要发展方向。传统的石煤提钒方法存在钒的回收率较低、浪费资源，有害气体排放量大、严重污染环境的问题，因此研究一种新工艺代替传统工艺，减少污染，提高资源利用率具有重要意义。本文采用湿法工艺提取石煤中的五氧化二钒，设计正交试验考察了操作压力、硫酸浓度、保温时间对石煤中五氧化二钒浸出率的影

2、响，确定最佳操作条件；以压力容器设计的相关标准和规范为基准，设计了一套石煤提钒的反应装置；在反应器的上方安装安全阀，防止由于压力过大而发生爆炸，设计基于单片机的石煤提钒设备的控制系统。研究结果表明，硫酸浓度为25％(质量浓度)，液固比为0．8-1(体积比)，在1．5MPa的饱和水蒸汽压力环境下保温2．5h，钒的浸出率在78％左右。反应器的设计压力为1．7MPa，设计温度为205℃，反应器的主要壁厚为9mm，材料为16MnR；反应器的温度控制系统反应灵敏、控制稳定。该工艺不产生有害气体和烟尘，钒的回收率高，反应装置和温度控制系统运行情况良好，为该工艺的工业化提供了

3、理论基础。关键词：五氧化二钒；石煤；浸出；压力容器华中农业人学硕士学位论文AbstractVanadiumisanimportantmetalofindustry．Withtheseexcellentcharacteristics，vanadiumhasbeenusedextensively．InChina，Vanadiumresourcemainlyexistsinstonecoal．It'sanveryimportantdevelopmentdirectiontoextractvanadiuminstonecoal．Thetraditionalmethods

4、emitalargequantityofharmfulgases，seriouspollutionoftheenvironment，whilevanadiumrecoveryrateofless．Reseachanewtechnologytoreplacethetraditionalprocess，improvetheutilizationrateofresourcesandreducepollutionisofgreatsignificance．VanadiumpentoxideWasleachedfromstonecoalwithH2S04andFeS04，

5、inthispaper．Theorthogonalexperimenthavebeendesignedtoinvestigatetheeffectofprocessingpressure，sulfuricacidconcentrationandholdtimetoleachingrateofvanadiumpentoxide，selectingtheoptimalcondition．Referringtothepressurevesselrelevantstandardsandnormsasabenchmark,asetofstonecoalextracting

6、vanadiuminstallationWasdesigned．Thesafetyvalveisinstalledonthetopofreactorwhichcanpreventexplosionofreek．Thesystemoftemperaturedetectingusesthesingleboardmicrocomputer．Theresultsshowthatthemassratioof25％ofH2S04，theratioofliquid．solidiS0．8：1andkeepingsaturationreekpressin1．5MPafor2．5h

7、ours，vanadiumleachingrateis70％．Thedesignpressureis1．7MPa．Thedesigntemperatureis205"C．Thepressurevesselofthemainwallthicknessis9mm．Theprocesshasadvantagesoflessharmfulgases，highleachingratio．Asetofinstallationandcontrolsystemhasbeendesigned，creatingagoodconditiontoindustrialization．Ke

8、ywords：vanad