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矿冶工程 2021年第5期41卷 111-115页

作者：徐旭孙永升靳建平李艳军东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819 难采选铁矿资源高效开发利用技术国家地方联合工程研究中心辽宁沈阳110819 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

以陕西某V_(2)O_(5)品位2.36%的含钒云母为原料,开展了悬浮氧化焙烧-硫酸浸出提钒工艺研究,考察了焙烧温度、焙烧时间、焙烧气量以及氧气浓度对V_(2)O_(5)浸出率的影响,采用X射线衍射、热重分析、傅里叶变换红外光谱等检测手段对焙烧前... 详细信息

以陕西某V_(2)O_(5)品位2.36%的含钒云母为原料,开展了悬浮氧化焙烧-硫酸浸出提钒工艺研究,考察了焙烧温度、焙烧时间、焙烧气量以及氧气浓度对V_(2)O_(5)浸出率的影响,采用X射线衍射、热重分析、傅里叶变换红外光谱等检测手段对焙烧前后含钒云母的结构进行了分析。研究表明,适宜的悬浮氧化焙烧工艺为:焙烧温度950℃、焙烧时间4 h、O_(2)浓度35%、总气量600 mL/min,焙烧产物在硫酸用量(质量分数)20%、液固比6∶1、浸出时间3 h、浸出温度90℃条件下进行酸浸,V_(2)O_(5)浸出率可达73.34%,实现了含钒云母破晶提钒的目标。

关键词：钒五氧化二钒含钒云母破晶提钒悬浮氧化焙烧酸浸

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秦枫石煤钒矿悬浮氧化焙烧酸浸工艺与机理研究

秦枫石煤钒矿悬浮氧化焙烧酸浸工艺与机理研究

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作者：徐旭东北大学

学位级别：硕士

石煤钒矿是我国特有的含钒资源,其矿石性质与地质环境等因素有关,不同地区的石煤钒矿性质不同。本文针对陕西秦枫科技有限公司的石煤钒矿,突破传统的静态焙烧工艺,进行悬浮焙烧—酸浸试验,对相应的技术和基础理论进行研究,对该地区石煤... 详细信息

石煤钒矿是我国特有的含钒资源,其矿石性质与地质环境等因素有关,不同地区的石煤钒矿性质不同。本文针对陕西秦枫科技有限公司的石煤钒矿,突破传统的静态焙烧工艺,进行悬浮焙烧—酸浸试验,对相应的技术和基础理论进行研究,对该地区石煤钒矿及相同类型的石煤钒矿开发利用具有重要的指导意义。本文首先以陕西的含钒云母矿为研究对象,对其进行悬浮氧化焙烧—酸浸试验研究,探究焙烧温度、焙烧时间、焙烧O2浓度和焙烧气流量对V2O5浸出率的影响。采用相关的测试技术手段对含钒云母原矿及焙烧产品进行机理分析。研究表明,适宜的悬浮氧化焙烧工艺为焙烧温度950℃、焙烧时间4h、O2浓度35%、总气量600mL/min,焙烧物料在硫酸用量(质量分数)20%、液固比6:1、浸出时间3 h、浸出温度90℃的条件下进行酸浸,V2O5的浸出率可达到73.34%,实现了含钒云母破晶提钒的目的。其次,对陕西秦枫科技有限公司的云母型含钒石煤进行分段悬浮氧化焙烧—酸浸试验研究。研究表明石煤钒矿焙烧时的最佳给料粒度为-0.074 mm含量占95.59%,一段悬浮氧化焙烧工艺参数为焙烧温度650℃、焙烧时间0.5 h、O2浓度21%、总气量600 ml/min,焙烧物料的碳含量可降至0.034%。焙烧物料在硫酸用量(质量分数)20%、液固比6:1、浸出时间3 h、浸出温度90℃的条件下进行酸浸,V2O5的浸出率为46.47%。二段悬浮氧化焙烧适宜的工艺参数为焙烧温度850℃、焙烧时间3 h、O2浓度35%、总气量600 ml/min,焙烧物料在硫酸用量(质量分数)20%、液固比6:1、浸出时间3 h、浸出温度90℃的条件下进行酸浸,V2O5的浸出率为68.89%。试验结果表明,分段焙烧—酸浸工艺实现了石煤钒矿低温脱碳、高温破晶提钒的目的。石煤钒矿焙烧过程的热力学分析结果表明,石煤钒矿的焙烧反应中,碳和黄铁矿的氧化反应比低价钒的氧化反应更容易进行,为防止碳和黄铁矿等还原性物质阻碍低价钒向高价钒转化,应低温(873.15 K以下)将矿石中的碳和黄铁矿脱除后,再进行高温焙烧,实现低价钒转化为高价钒的过程。同时,采用化学分析、TG-DSC-DTG、XRD、FTIR、SEM-EDS、BET等分析手段对石煤钒矿原矿以及不同阶段焙烧前后的样品进行化学成分分析物相组成分析、微观形貌结构分析。结果表明,一段焙烧过程主要进行碳和黄铁矿等物质的脱除,矿物中二段焙烧过程主要进行了低价钒的氧化;在20～1200℃范围内,石煤钒矿的总失重率为11.34%;石煤钒矿一段焙烧可以使得矿物颗粒之间变得疏松多孔,二段焙烧能够改变矿物颗粒的形貌结构。因此,对云母型含钒石煤采用低温脱碳—高温氧化的分段焙烧方式,能够实现该矿石破晶提钒的目的。本文探明了悬浮氧化焙烧过程中石煤钒矿的物相变化、钒的价态变化以及微观结构变化规律,形成了云母型含钒石煤分段焙烧—酸浸技术,进一步丰富了石煤钒矿氧化焙烧理论技术体系,对云母型含钒石煤提钒具有指导意义。

关键词：含钒云母石煤钒矿悬浮氧化焙烧破晶提钒酸浸浸出率

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