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钒是一种重要的战略资源,应用十分广泛。我国钒资源丰富,其中硅质页岩型钒矿因为二氧化硅含量高,在焙烧过程中容易出现烧结现象,而影响钒的浸出率。因此,研究出一种适合此类钒矿的提钒工艺,对此类钒矿资源的应用开发具有重要的意义。
本文以河南渐川县打磨沟矿区硅质页岩钒矿为研究对象,采取矿区不同矿点,不同层面和深度的原矿,配制了五氧化二钒含量约为1%的工作样品,对原矿的矿物矿相、结构组成、化学成分进行了研究,在此基础上试验了钙化焙烧-稀硫酸浸出的提钒方法。
我们的实验数据和阶段性结果总结如下:
一、可供参考的最佳焙烧工艺参数是:焙烧温度为900℃,焙烧时间为4小时,70~80%的矿物颗粒小于0.074mm(应避免过细),CaO添加量为5%。
二、可供参考的最佳浸出工艺参数为:硫酸浓度为7%,液/固比为3:1,浸出温度为80℃,浸出时间为30min。在上述最佳的焙烧参数和浸出参数的条件下,钒的浸出率可达78.10%。
三、我们采用二级逆流的浸出方式,对钙化焙烧提钒工艺路线进行设计。基于以上最佳的焙烧和浸出参数,在实验室模拟了工业二级逆流。当浸出过程趋于稳定,钒的平均浸出率可达86.16%,与单级浸出相比,在同样的硫酸用量(硫酸浓度和液/固比)下,二级逆流工艺钒的浸出率提高8.06%。
本课题研究的钙化焙烧二级逆流浸出工艺不仅解决了焙烧过程中的气相污染问题,而且浸出液中剩余的酸得到最大的利用,降低浸出液的酸度,进而减少进入浸出液的杂质,也有利于提钒废液的处理。