基于安徽池州地区石煤提钒工艺研究

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1、合肥工业大学硕士学位论文安徽池州地区石煤提钒工艺研究姓名：郑琍玉申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：于少明20100301安徽池州地区石煤提钒工艺研究摘要钒是生产合金钢和超合金的主要元素，是重要的战略物资。我国是钒资源大国，其中石煤是我国获取钒的一个重要途径。传统石煤钠化焙烧提钒工艺不仅钒回收率低，而且造成了严重的环境污染和资源浪费。本文针对安徽池州地区石煤研究了两条无污染焙烧提钒工艺：一是石煤钙化焙烧．硫酸浸取．净化．离子交换．沉钒．焙烧制五氧化二钒；二是石煤空白焙烧．NaOH溶液浸取一净化．离子交换。沉钒

2、。焙烧制五氧化二钒。利用X．射线衍射法对焙烧、浸取前后的石煤进行了测试，对石煤提钒碱浸过程动力学进行了研究，对五氧化二钒整个生产过程进行了经济效益估算和环保分析。论文获得的主要结果如下：(1)石煤钙化焙烧．硫酸浸取的最佳工艺条件为：焙烧温度1000℃、焙烧时间2h、CaC03添加量8％、浸出温度30～50℃、浸出时间为30min、H2S04溶液浓度5～7％、浸出液固比2：1、矿石粒径小于1009m，在此条件下五氧化二钒浸出率可以达到65％以上，最终回收率大于60％。(2)石煤空白焙烧．NaOH溶液浸取的最佳工艺条件

3、为：焙烧温度800℃、焙烧时间2h、NaOH溶液浸出反应温度90～100℃、反应时间为3～3．5h、NaOH溶液浓度2～2．5tool·L～、液固比对浸出效果影响不大(取3-1较为合适)、搅拌速率大于500r／min、矿石粒径小于1009m，在此条件下五氧化二钒浸出率可以达到85％以上，最终回收率大于80％。(3)X．射线衍射分析结果表明，焙烧后石煤中钒云母结构几乎全部被破坏。(4)石煤空白焙烧NaOH溶液浸出过程动力学研究结果表明：该过程符合收缩未反应芯模型，浸出动力学方程可用1-(1坝V205))“3=kt描述

4、，浸出反应的表观活化能为58．5kJ·tool～，浸出过程受化学反应控制。(5)对石煤提钒工艺进行了生产设备的选型、经济效益的估算、环保状况的分析。从钒浸出率和经济效益来看，空白焙烧．碱浸工艺要优于钙化焙烧．酸浸工艺；从环保方面来看，两种工艺过程中基本无三废污染，为清洁生产工艺。关键词：石煤；焙烧；浸取：经济效益估算；动力学ResearchontheExtractionTechnologyofVanadiumfromChizhouStoneCoalABSTRACTSVanadiumisonekindofveryim

5、portantstrategicresourcewhichisusedtomakeferrovanadiumandsuperalloy．Chinaisoneofthemajorcountrieswiththelargevanadiumreserveintheworldandstonecoalisanimportantrawmaterialforextractingvanadiuminourcountry．Therearesomedisadvantageswithtraditionalprocesssuchasthe

6、lowrecoveryofvanadium，thebadlypollutedenvironmentandwastedresources．Inthisthesis，twonon-pollutionroastingtechnologiesofextractingvanadiumfromstonecoalofChizhouCitywereresearched．Onetechno1ogyineIudessuchprocessesasroastingwithcalciumadditives——acidleaching——im

7、purityremoving——ionexchange——precipitation—calcinetoobtainvanadiumpentoxide，andtheothertechno1ogyincludesprocessesasnon—saltroasting——alkalineleaching——impurityremoving——ionexchange—precipitation—calcinetoobtainvanadiumpentoxide．Theoptimumconditionsofroastinga

8、ndleachingstagewerestudied．ThestructureofstonecoalbeforeandafterroastingwascharacterizedbyXRD．Theeconomicbenefitanalysisandenvironmentalanalysisweretaken．Thekineticsofleachingvanad