论文部分内容阅读
石煤钒矿是我国特有的含钒资源,由于其钒品位较低,钒赋存方式复杂多样,导致提钒工艺存在高能耗、高酸耗、低回收率等问题,因此开展清洁高效提钒工艺研究对提钒产业的发展有重要意义。本文以全湿法提钒技术为基础,对陕西石煤中钒开展强化浸出提钒工艺研究,通过正交试验确定影响因素优化浸出方案,运用动力学分析方法确定控制步骤,并对浸出液的萃取工艺参数进行探索。具体研究结果如下:(1)对比几类不同助浸剂对该地石煤钒矿的浸出效果,发现Na F作为助浸剂可有效提高钒浸出率。强化浸出单因素试验表明:浸出温度、浸出时间、硫酸浓度、助浸剂掺量与钒浸出率正相关;正交试验分析得到浸出优化参数为:浸出温度90℃,浸出时间75 min,硫酸浓度20%,助浸剂掺量占矿样质量的1.5%,在此条件下,钒浸出率可达92.26%,其中助浸剂掺加量是对钒浸出率影响最显著的因素。(2)动力学研究表明浸出过程初期(30 min前)受化学反应控制,符合1-(1-η)13=kt+b模型,化学反应速率常数与反应温度之间的关系为ln k=-45.5256/T–4.3030,表观活化能为45.5 k J/mol,浸出过程中后期(30 min后)控制模型由化学反应控制向扩散控制或混合控制转化。(3)萃取试验表明:未被还原的浸出液受三价铁的影响,钒铁共萃现象明显,经还原铁粉还原后,铁萃取率有效降低,经萃取单因素试验研究得到最佳萃取条件为:水相pH为1.6,萃取剂配比20%P204+5%TBP+75%260号溶剂油,有机相/水相(O/A)=1:1,单级萃取接触时间7 min,钒萃取率达到99.19%,铁萃取率为6.48%。本文的结果为陕西石煤钒矿的开发利用提供了基础数据和参数,对低品位钒矿资源的利用具有一定的参考价值。