单一价态含钒石煤矿样的制备及氧化浸出动力学机理
发布时间：2021-02-13 02:14
石煤氧化浸出法提钒工艺,属于全湿法工艺,在浸出过程中加入氧化剂作为助浸剂,能大幅改善钒的浸出效果,实现高效清洁生产的目的。浸出操作是石煤提钒工艺中的关键环节,直接影响到产品的的回收率和对环境污染的控制。对石煤钒矿氧化浸出动力学进行详细的研究,可为选择清洁、高效、廉价、来源广泛的氧化剂以及合理的高效浸出措施奠定理论基础,对改进实际操作、提高生产率具有重要的意义。针对以上问题,本文以湘西地区的石煤钒矿为原料,研究了石煤钒矿氧化浸出过程的动力学机理,主要包括三部分内容:1、单一价态含钒石煤矿样的制备:通过分析石煤原矿中钒的价态分布及焙烧过程中钒的价态变化情况,选取古丈石煤原矿制备+3价态含钒石煤矿样,保靖石煤原矿制备+4、+5价态含钒石煤矿样。根据石煤中钒的存在形式及溶解性,采用硫酸溶液直接浸出法制备+3价态含钒石煤矿样,焙烧-碱浸法制备+4价态含钒石煤矿样,两段焙烧法制备+5价态含钒石煤矿样,通过单因素实验研究和分析,控制合适的浸出条件和焙烧条件,可制备得到各单一价态钒含量大于98%的含钒石煤矿样。2、氧化浸出实验研究:针对单一价态含钒石煤矿样和石煤原矿,筛选出合适的助浸氧化剂,考察了氧化...
【文章来源】：吉首大学湖南省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
古丈(a)、保靖(b)石煤原矿SEM图
由于钒主要赋存于云母矿物中，钒的浸出必须要破坏云。浸出过程中，硝酸钠能将 V(Ⅲ)氧化为 V(Ⅳ)，并协同 H+破坏云母酸钠对+3 价态含钒石煤矿样的钒浸出效果有明显的改善作用。6 矿样浸出前后的形貌变化3 价态石钒煤矿矿样浸出前后的扫描电镜分析如图 5.8 所示。从图中样浸出前后，大部分颗粒呈球形或类球形，说明本实验选择核收缩学是恰当的。浸出过程中，随着部分钒及杂质元素的浸出，颗粒尺寸积增大，使得浸出渣结构更致密，同时，不断生成的硬石膏晶须填，使溶液与颗粒内部的传质阻力增大，这与钒的浸出过程受固膜扩一致。
10 20 30 40 50 60 7001500300045006000(f)MMPAQ QHPHAAHMAAQQQQ QQQQQQ2θ / (o)QM(e)0246图 5.15 矿样浸出前(e)后(f) XRD 图6 矿样浸出前后的形貌变化4 价态含钒石煤矿样浸出前后的扫描电镜分析如图 5.16 所示。从图中出前后大部分矿物颗粒呈球形或类球形，说明本实验选取核收缩模是合适的。矿样在制备时经历焙烧-碱浸过程，矿物颗粒表面出现少量硫酸与含钒物相发生化学反应，因此浸出反应初期，化学反应控制应的控制步骤；随着部分钒及杂质元素的浸出，矿物颗粒尺寸减小大，同时不断生成的硬石膏晶须填充于颗粒之间，使溶液与颗粒内增大，钒的浸出反应由化学反应控制转化为固膜扩散控制。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石煤直接酸浸提钒工艺研究进展[J]. 蒋京航,叶国华,张世民,张爽. 矿冶. 2016(06)
[2]钠化焙烧钛渣的酸浸动力学研究[J]. 周娴,雷霆,包崇军,雷华志,李雨耕,赵云. 有色金属(冶炼部分). 2016(06)
[3]硅酸锌在氯化铵溶液中的浸出动力学（英文）[J]. 杨声海,李浩,孙彦伟,陈永明,唐朝波,何静. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(06)
[4]低品位石煤矿中钒和碳的浮选回收（英文）[J]. 王丽,孙伟,张庆鹏. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(11)
[5]石煤焙烧—加压酸浸提钒研究[J]. 黄俊,张一敏,黄晶,刘涛,薛楠楠. 金属矿山. 2015(10)
[6]NaCl-HCl体系浸出铅渣中铅的动力学分析[J]. 杨利姣,陈南春,钟夏平,解庆林,高军,郎耀秀,刘长淼,吴照洋. 中国有色金属学报. 2015(06)
[7]含钒石煤矿中钒的氧化亚铁硫杆菌浸出工艺研究[J]. 廖美霞,张小云,张梦雪,邓蓉,曾子宁. 精细化工. 2015(02)
[8]我国石煤提钒研究现状及发展[J]. 张一敏,包申旭,刘涛,黄晶,陈铁军. 有色金属(冶炼部分). 2015(02)
[9]从云母型含钒石煤中酸浸钒、铝的动力学[J]. 蒋谋锋,张一敏,包申旭,杨晓. 湿法冶金. 2014(06)
[10]石煤提钒流化床焙烧条件优化[J]. 张会丰,曾玺,崔丽杰,许光文. 煤炭学报. 2014(12)
博士论文
[1]低品级云母型含钒页岩焙烧过程的理论研究[D]. 赵云良.武汉理工大学 2014
[2]高钙云母型含钒页岩焙烧及浸出机理研究[D]. 胡杨甲.武汉理工大学 2012
[3]含钒黑色页岩加压酸浸过程动力学及机理研究[D]. 李旻廷.昆明理工大学 2012
[4]难处理石煤提钒工艺及相关理论研究[D]. 李昌林.中南大学 2011
[5]石煤型钒矿焙烧—浸出过程的理论研究[D]. 何东升.中南大学 2009
硕士论文
[1]石煤钒矿碱法浸出制备五氧化二钒联产白炭黑的研究[D]. 蔡俊.吉首大学 2015
[2]石煤流态化焙烧机理研究[D]. 黄献宝.武汉科技大学 2015
[3]含钒多金属石煤矿中有价金属矿物综合回收工艺[D]. 颜志良.湘潭大学 2013
[4]石煤氧化酸浸提钒及钒渣的综合利用[D]. 华骏.吉首大学 2012
[5]石煤酸浸提钒及焙烧料浸出动力学研究[D]. 曾孟祥.中南大学 2009
本文编号：3031807
【文章来源】：吉首大学湖南省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
古丈(a)、保靖(b)石煤原矿SEM图
由于钒主要赋存于云母矿物中，钒的浸出必须要破坏云。浸出过程中，硝酸钠能将 V(Ⅲ)氧化为 V(Ⅳ)，并协同 H+破坏云母酸钠对+3 价态含钒石煤矿样的钒浸出效果有明显的改善作用。6 矿样浸出前后的形貌变化3 价态石钒煤矿矿样浸出前后的扫描电镜分析如图 5.8 所示。从图中样浸出前后，大部分颗粒呈球形或类球形，说明本实验选择核收缩学是恰当的。浸出过程中，随着部分钒及杂质元素的浸出，颗粒尺寸积增大，使得浸出渣结构更致密，同时，不断生成的硬石膏晶须填，使溶液与颗粒内部的传质阻力增大，这与钒的浸出过程受固膜扩一致。
10 20 30 40 50 60 7001500300045006000(f)MMPAQ QHPHAAHMAAQQQQ QQQQQQ2θ / (o)QM(e)0246图 5.15 矿样浸出前(e)后(f) XRD 图6 矿样浸出前后的形貌变化4 价态含钒石煤矿样浸出前后的扫描电镜分析如图 5.16 所示。从图中出前后大部分矿物颗粒呈球形或类球形，说明本实验选取核收缩模是合适的。矿样在制备时经历焙烧-碱浸过程，矿物颗粒表面出现少量硫酸与含钒物相发生化学反应，因此浸出反应初期，化学反应控制应的控制步骤；随着部分钒及杂质元素的浸出，矿物颗粒尺寸减小大，同时不断生成的硬石膏晶须填充于颗粒之间，使溶液与颗粒内增大，钒的浸出反应由化学反应控制转化为固膜扩散控制。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石煤直接酸浸提钒工艺研究进展[J]. 蒋京航,叶国华,张世民,张爽. 矿冶. 2016(06)
[2]钠化焙烧钛渣的酸浸动力学研究[J]. 周娴,雷霆,包崇军,雷华志,李雨耕,赵云. 有色金属(冶炼部分). 2016(06)
[3]硅酸锌在氯化铵溶液中的浸出动力学（英文）[J]. 杨声海,李浩,孙彦伟,陈永明,唐朝波,何静. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(06)
[4]低品位石煤矿中钒和碳的浮选回收（英文）[J]. 王丽,孙伟,张庆鹏. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(11)
[5]石煤焙烧—加压酸浸提钒研究[J]. 黄俊,张一敏,黄晶,刘涛,薛楠楠. 金属矿山. 2015(10)
[6]NaCl-HCl体系浸出铅渣中铅的动力学分析[J]. 杨利姣,陈南春,钟夏平,解庆林,高军,郎耀秀,刘长淼,吴照洋. 中国有色金属学报. 2015(06)
[7]含钒石煤矿中钒的氧化亚铁硫杆菌浸出工艺研究[J]. 廖美霞,张小云,张梦雪,邓蓉,曾子宁. 精细化工. 2015(02)
[8]我国石煤提钒研究现状及发展[J]. 张一敏,包申旭,刘涛,黄晶,陈铁军. 有色金属(冶炼部分). 2015(02)
[9]从云母型含钒石煤中酸浸钒、铝的动力学[J]. 蒋谋锋,张一敏,包申旭,杨晓. 湿法冶金. 2014(06)
[10]石煤提钒流化床焙烧条件优化[J]. 张会丰,曾玺,崔丽杰,许光文. 煤炭学报. 2014(12)
博士论文
[1]低品级云母型含钒页岩焙烧过程的理论研究[D]. 赵云良.武汉理工大学 2014
[2]高钙云母型含钒页岩焙烧及浸出机理研究[D]. 胡杨甲.武汉理工大学 2012
[3]含钒黑色页岩加压酸浸过程动力学及机理研究[D]. 李旻廷.昆明理工大学 2012
[4]难处理石煤提钒工艺及相关理论研究[D]. 李昌林.中南大学 2011
[5]石煤型钒矿焙烧—浸出过程的理论研究[D]. 何东升.中南大学 2009
硕士论文
[1]石煤钒矿碱法浸出制备五氧化二钒联产白炭黑的研究[D]. 蔡俊.吉首大学 2015
[2]石煤流态化焙烧机理研究[D]. 黄献宝.武汉科技大学 2015
[3]含钒多金属石煤矿中有价金属矿物综合回收工艺[D]. 颜志良.湘潭大学 2013
[4]石煤氧化酸浸提钒及钒渣的综合利用[D]. 华骏.吉首大学 2012
[5]石煤酸浸提钒及焙烧料浸出动力学研究[D]. 曾孟祥.中南大学 2009
本文编号：3031807
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