石煤提钒工艺研究现状
石煤提钒环保型新工艺研究
xx年xx月xx日
contents
目录
• 引言 • 石煤提钒技术概述 • 环保型新工艺研发 • 新工艺应用及效果分析 • 结论与展望
01
引言
研究背景与意义
石煤提钒行业是国家重要的战略性产业，但传统工艺存在资 源利用率低、环境污染严重等问题，因此开展环保型新工艺 研究具有重要的现实意义。
2
随着科技的发展，化学浸出和浮选等技术在石 煤提钒中得到了广泛应用，提高了钒的提取率 和生产效率。
3
近年来，环保要求日益严格，新型的石煤提钒 环保型新工艺应运而生，旨在降低环境污染和 资源消耗。
石煤提钒技术应用领域
石煤提钒技术主要用于低品位钒矿石的提取和利 用，产品包括五氧化二钒、钒铁、钒氮合金等， 广泛应用于钢铁、航空航天、电子等领域。
在航空航天领域，钒及其合金用于制造超音速飞 机和火箭，具有优良的性能。
在钢铁工业中，五氧化二钒主要用于生产合金钢 和不锈钢，提高其强度和韧性。
在电子行业中，钒氮合金用于制造集成电路芯片 和太阳能电池，提高其性能和稳定性。
03
环保型新工艺研发
环保型新工艺研发背景
国家政策导向
01
随着国家对环保要求的提高，鼓励企业进行环保型新工艺的研
随着国家对环保要求的不断提高，石煤提钒行业面临着转型 升级的压力，因此需要开展技术创新，提高资源利用率和减 少环境污染。
研究目的与内容
研究目的
开发一种环保型新工艺，提高石煤中钒的提取率和资源利用率，同时降低环 境污染。
研究内容
通过对石煤的物理和化学性质进行分析，研究适合石煤提钒的化学溶剂和工 艺条件，优化提取流程，提高钒的提取率和回收率，并探讨新工艺对环境的 影响。
石煤提钒工艺比较研究
科技创业PIONEERING WITH SCIENCE &TECHNOLOGY MONTHLY月刊科技创业月刊2009年第5期含钒石煤是我国一种新型的钒矿资源，中国对石煤提钒工艺的研究始于20世纪60年代末，70年代已开始石煤提钒的工业生产，近年来更是发展迅速，但石煤提钒生产水平总体来说比较落后，相关的基础理论研究也较薄弱。
石煤提钒的关键步骤在于焙烧和浸出。
从石煤中提取钒，通过焙烧使低价钒氧化为高价钒是一个关键步骤。
含钒石煤氯化钠焙烧是一个相反应过程，主要产物是可溶性钒酸钠和钾钠长石。
通过水浸或是酸（碱）浸出，使高价钒进入溶液，实现固液分离。
然后进入富集钒的阶段，一般有萃取富集或是铵盐沉钒，最后热解脱氨制得精钒。
历年来，我国石煤提钒的新工艺都是在此基本流程基础上进行改良的。
本文综述了石煤提钒的常见的工艺比较，讨论了它们在实际工业中的应用，并提出了其发展方向。
1工艺比较1．1焙烧工艺1．1．1钠化焙烧传统工艺的石煤提钒多为钠化焙烧，NaCl 热稳定性甚高，在空气中加热至一千多摄氏度仍不分解，但当有钒、铁、锰、硅、铝等氧化物存在时，能促使氯化钠分解产生Cl 2和Na 2O 。
而焙烧温度一般选在750～850℃，焙烧时间为2～3h ，添加剂至质量含量约为矿样的15%～20％。
2NaCl＋1／2O 2＝Na 2O＋Cl 2分解所产生的Cl 2与矿物晶格中的钒氧化物作用生成中间产物VOCl 3：6Cl 2＋3V 2O 3＝4VOCl 3＋V 2O 53Cl 2＋V 2O 5＝2VOCl 3＋2／3O 2VOCl 3在有氧存在时，高温下发生分解：2VOCl 3＋2／3O 2＝3Cl 2＋V 2O 5V 2O 4＋1／2O 2＝V 2O 5由于NaCl 分解所产生的Cl 2作催化剂，可大大加速低价钒的氧化反应速度，从而提高五价钒的转化率。
同时VOCl 3分解产生游离的高活性V 2O 5易与Na 2O 结合生成易溶解的钒酸钠盐类：y （V 2O 5）＋xNa 2O＝xNa 2O ·y V 2O 5由于钠化焙烧产生大量的Cl 2、HCl 及SO 2等有毒气体，对周围环境造成严重破坏。
石煤矿硫酸浸出提取钒的研究
石煤矿硫酸浸出提取钒的研究I. 引言A. 研究背景B. 目的和意义C. 研究现状II. 实验部分A. 材料和试剂B. 实验方法1. 石煤矿硫酸浸出提取钒过程2. 实验条件控制3. 实验结果分析III. 结果分析A. 硫酸浸出效果分析B. 钒含量分析C. 影响因素分析1. 浸出时间2. 正硫酸浓度3. 硫酸用量4. 温度IV. 讨论A. 实验部分讨论B. 可行性分析C. 推广应用前景V. 结论A. 实验结论B. 发现和启示C. 研究展望I. 引言作为一种重要的工业品，钒被广泛应用于合金、催化剂、稀土金属等领域，然而大部分钒矿石存在于煤中，利用煤矿资源进行钒的提取已经成为研究热点。
钒的提取方法种类繁多，其中石煤矿硫酸浸出提取钒是一种比较成熟和常用的方法。
本文对石煤矿硫酸浸出提取钒的研究进行探讨和总结，旨在深入了解该方法的原理和过程，以及影响因素和检测方式。
A. 研究背景石煤矿是一种含煤量较高的矿石，在中国煤炭资源储量排名靠前，而其中存储的钒矿占比较高，这为石煤矿的开发利用提供了广阔的发展空间。
目前，国内外石煤矿钒资源的开发主要通过煤普跃流化床燃烧、氧化亚铁改性等方法提取钒，但几乎所有的钒提取方法都需要在硫酸介质中进行。
硫酸浸出提取钒是一种常见的方法，其原理是利用硫酸对煤质和钒的浸出，提取出含钒的溶液，然后通过化学反应或物理方法从溶液中分离和回收钒元素。
该方法优点是浸出效果稳定、钒品位高、回收率较好、成本低，已经被广泛用于工业生产和科学研究领域。
B. 目的和意义石煤矿硫酸浸出提取钒是一种比较成熟和常用的方法，但是其效率、环保性等问题仍然需要进一步探讨和解决。
本文旨在通过对该方法的研究和分析，探讨该方法的原理和特点，找出影响因素和改善措施，以实现优化和提高提取效率，为其商业化广泛应用提供技术支持和理论基础。
C. 研究现状目前，硫酸浸出提取钒的研究已经获得了一定的进展。
国内外的学者在石煤矿硫酸浸出提取钒的过程中进行了有效的工艺改进和技术研究，例如学者王传彦等人通过进行反应条件优化，实现了硫酸浸出提取石煤矿钒的高效率、低成本和环保稳定等目标。
石煤提钒的现状与研究
2010 年
第 27 卷
发出了如石煤氧化焙烧碱浸、 钙化焙烧碳铵浸出、 钠 化焙烧水浸渣再酸浸和酸浸等提钒工艺， 取得了一 些较好的结果， 但在工业生产中仍存在很多困难。 我国从石煤中提钒主要采用平窑钠化焙烧水浸 虽有较好的经济效益和社会效益， 酸沉钒工艺流程， 但存在设备简陋、 工艺比较落后、 产品单一、 总回收 率低、 生产成本高、 环境污染严重等问题。 针对我国石煤钒矿的特点， 及生产实践中发现 的问题， 综合利用石煤资源， 应解决如下技术问题：
3. 1
焙烧阶段
含钒原料在氧化性气氛中于高温下焙烧， 其目 ： ； （ 的是 ①破坏钒矿物的组织结构 ② 将低价钒 三价 或四价） 氧化成五价钒氧化物； ③ 在有添加剂的情 使 V2 O5 与添加剂反应， 生成可溶于水的钒酸 况下， 盐。石煤提钒传统工艺以食盐为含钒石煤氧化钠化 焙烧的添加剂， 废气中的氯化氢和氯气对周围环境 造成严重污染。 现在应用于生产上的焙烧添加剂 有： 食盐、 钙盐二元添加剂等复合添加剂； 无添加剂 氧化焙烧； 无氯多元添加剂等。 3 . 1 . 1 钠化焙烧 国内传统工艺是采用钠盐焙烧—水浸工艺。该 工艺先进行原矿粉碎， 然后经焙烧炉高温焙烧， 同时 加入钠盐， 以不同的钠盐为例， 主要焙烧发生如下化 学反应： V2 O3 + O2 V2 O5 V2 O4 + 1 /2 O2 V2 O5 2 NaCl + V2 O5 + 1 /2 O2 2 NaVO3 + Cl2 ↑ Na2 SO4 + V2 O5 2NaVO3 + SO2 ↑ + 1 /2 O2 ↑ Na2 CO3 + V2 O5 2NaVO3 + CO2 ↑ 以 NaCl 焙烧为例， 实际 NaCl 用量为理论用量 的 40 倍， 反应产生大量烟尘、 氯气和物理蒸发氯化 氢气体， 对周围环境造成严重污染， 这些高温气体需 、 、 ， 除尘 降温 碱吸收处理 成本较高。 同时 V2 O5 产 率一般在 45% 左右， 浪费了大部分钒资源。 3 . 1 . 2 钙化焙烧
石煤提钒环保型新工艺
储量丰富成分复杂石煤资源概述环境污染传统工艺提取钒时，往往伴随着其他有价值的金属元素的损失，导致资源浪费。
资源浪费能耗高传统提钒工艺的问题资源高效利用通过新技术手段，提高钒的提取率和伴生金属元素的综合利用率，实现资源高效利用。
环境保护研发环保型新工艺，有助于减少废水、废气排放，降低对生态环境的破坏，实现绿色生产。
推动产业升级环保型新工艺的研究与应用，将推动石煤提钒产业向绿色、低碳、环保方向升级，提高产业整体竞争力。
环保型新工艺的研究意义该工艺利用特定的溶剂对含有钒的溶液进行萃取，使钒与杂质分离，提高钒的纯度。
工艺基本原理溶剂萃取原理氧化还原反应原理2. 氧化焙烧在石煤中加入氧化剂进行高温焙烧，将钒转化为可溶性的氧化物。
4. 溶剂萃取6. 沉淀物干燥与焙烧将钒沉淀物干燥后，再进行焙烧，得到钒的氧化物产品。
1. 石煤破碎与磨矿将原始石煤破碎并磨成适合提取的粒度。
3. 水浸提取5. 钒的纯化与沉淀通过调整溶液酸碱度、温度等条件，使钒达到纯度要求并以沉淀形式析出。
010203040506工艺流程简述工艺关键技术01020304高效氧化焙烧技术高效溶剂萃取技术钒纯度控制技术废水处理技术实验材料•石煤样品：选择不同产地、不同品质的石煤样品进行实验。
•提取剂：采用环保型提取剂，如生物提取剂、无机酸等。
实验方法石煤粉末。
提取实验，探究最佳提取条件。
•钒的测定与分析钒的纯度物质平衡与回收率提取效果实验结果与分析1 2 3环保型新工艺可行性最佳工艺条件进一步研究方向实验结论与讨论环境影响评价资源消耗评估排放物检测030201环保性能评估方法废气排放数据废水处理效果资源消耗情况新工艺的环保性能数据废气排放对比废水处理对比资源消耗对比与传统工艺的环保性能对比初始投资成本运营成本预期收益投资回报期成本核算与投资收益预测03技术发展趋势01市场需求02环保政策行业应用前景分析推动相关产业发展的潜力产业链协同跨界融合创新驱动研究结论汇总环保性能显著资源利用率提高经济效益显著未来研究方向与目标进一步深化环保性能01提高生产效率02拓展原料适用范围03强化技术创新建立行业标准加强环保意识对行业发展的建议与期望。
石煤提钒工艺研究现状
石煤提钒工艺研究现状石煤是我国储量巨大的钒矿资源，但大多数为低品位云母类及高岭土类粘土矿物，开发利用较为困难。
石煤提钒工艺多种多样，浸出是石煤选矿中最为主要的分选方法，文章简单叙述了几种应用较为广泛的石煤提钒工艺，并分析了各自的优缺点及其优化改良。
此外，介绍了相关新工艺，并对工艺进一步发展提出了看法。
标签：石煤；提钒；浸出；工艺石煤是一种无机成分含量远超于有机成分的劣质“煤炭”，其主要性质[1，2]表现为：灰分高、燃烧值低、伴生元素种类多，因此石煤常作为有价元素的低品位多金属矿被提取利用。
其中V2O5含量大于0.8%的石煤，可作为钒矿资源利用[3，4]。
由于类质同像等原因，石煤中的钒通常以V（Ⅲ）与V（Ⅳ）等较低价态存在于层状硅酸盐矿物中，或以四次配位的钒氧四面体取代硅氧四面体或铝氧四面体，或以六次配位钒氧八面体取代铝氧八面体，属于难溶解物质。
目前，石煤提钒的应用常规工艺是先焙烧后浸出，即先破坏石煤的矿物结构，并将钒氧化成V（V）的可溶性钒酸盐，然后通过浸出，使其由固相转为液相，并从溶液中提取精钒[5]。
目前种类繁多的石煤提钒工艺大致可分为火法-湿法联合提钒工艺与全湿法提钒工艺两大类。
根据文献资料分析，文章主要综述了石煤浸出的工艺条件以及各自的优缺点，另外还介绍了相关的新工艺，并对此提出了看法。
1 火法-湿法联合提钒工艺1.1 传统工艺传统工艺为钠化焙烧水浸工艺，是高温条件下，由于金属氧化物的存在，氯化钠加速分解，产生活性氯和Na2O，活性氯与低价钒作用产生中间产物VOCl3，VOCl3高温条件下发生分解，反应生成可溶于水的钒酸钠盐[6]。
传统工艺的基本流程为氯化钠焙烧→水浸出→酸沉粗钒→碱溶铵盐沉钒→热解脱氨制得精钒。
该工艺的优点是工艺适用条件范围广，投资回收期短；其缺点是废气污染严重、回收率低、废液离子复杂。
传统工艺的焙烧一水浸的钒回收率仅45%-55%，究其原因是焙烧时V（V）与石煤中的钙、铁等反应生成如Fe（VO3）2、Fe（VO3）3、Ca（VO3）2等化合物及焙砂中有未完全氧化的V（IV）的化合物，它们均不溶于水，但溶于酸。
从石煤中提钒现状及前景X 漆明鉴
第4期(总第72期) 1999年12月湿法冶金Hydrometallurgy of ChinaNo.4(Sum No.72)Dce.1999从石煤中提钒现状及前景Ξ漆明鉴(核工业北京化工冶金研究院 北京 101149)钒是一种重要的战略物资。
石煤是我国独特的一种钒矿资源,分布在我国南方各省,储量极为丰富。
从石煤中提取V2O5是获得钒的重要途径。
国内有多家生产厂对从石煤中提取V2O5,综合利用石煤资源进行了研究与生产,取得了明显的经济效益和社会效益。
本文作者在1990年就我国从石煤中提钒的有关技术经济问题,包括钒的资源状况、提钒工艺现状及国内外对钒的供需情况进行了充分的调查研究,此文即为调研结果。
关键词 石煤 钒 现状引言钒是一种重要的战略物资,主要应用于钢铁工业、国防尖端技术、化学工业以及轻纺工业等领域。
世界上钒的资源丰富,分布广泛,但无单独可供开采的富矿,而是以低品位与其它矿物共生。
目前,世界各国生产钒的原料主要是钒钛磁铁矿在冶炼过程中副产的钒渣,我国亦然。
石煤———一种碳质页岩,是我国的一种独特的钒矿资源。
其特点是发热量低、灰分高、含有多种金属元素。
主要蕴藏在煤炭资源贫乏的我国南方各省,储量极为丰富。
国外虽有类似矿物,但为数甚少。
虽然我国南方开发利用石煤资源的历史比较悠久,但在工业上的应用还是在70年代以后。
近几年来,石煤资源的开发与综合利用发展迅速。
从民用发展到工业利用,从单一燃烧发展到综合利用。
目前,石煤综合利用的途径主要是燃料动力(石煤发电)、建筑材料、农肥和提炼稀有金属等4个方面,并且已初具规模。
在充分利用石煤低热值能源的同时,研究提取钒及其它伴生元素,不但可提高石煤的利用价值,而且可为我国国民经济建设提供更多急需的稀散、贵重金属材料,可以获得更高的经济效益和社会效益。
因此,充分、有效、合理地开发利用石煤资源确实具有重大的现实意义和深远的历史意义。
本文作者针对1990年以前我国石煤提钒的有关技术经济问题,主要是钒的资源、提钒工艺现状及国内外对钒的供需情况进行了初步的调查研究,并归纳成文。
国内石煤提钒工艺现状分析及面临问题
国内石煤提钒工艺现状分析及面临问题邹晓勇（吉首大学化工学院副教授，吉首市诚技科技开发有限公司总经理，湖南省）邹晓勇，男，41岁从事石煤提钒新技术研究十多年，在石煤提钒领域发表论文十多篇；主持研发的钙化焙烧低酸浸出离子交换法提钒技术已实现规模化工业运行两年多；采用该项技术的石煤提钒项目已获得国内多个省市环保部门的项目批复。
石煤提钒，通常指以含钒碳质页岩、含钒煤矸石等为原料提取钒化合物的工业过程。
我国的石煤提钒工业起步于70年代末期，此后经历了两次大的发展时期，即八十年代的初步发展期，以及2004年到现在的大发展期。
石煤提钒工业经过三十年的发展，在钒行业已经具有较重要的地位，产量估计已经达到钒总产量的40%左右。
在工业行业里，石煤提钒是个较年轻的行业，在工艺、设备方面仍然处于较落后的状况，仍然存在较大的技术和经济提升空间。
1 石煤提钒工艺现状经过三十年的发展，石煤提钒工艺发展为两大工艺路线，即火法焙烧湿法浸出提钒工艺和湿法酸浸提钒工艺。
火法焙烧湿法浸出提钒工艺，指的是矿石经过高温氧化焙烧，低价钒氧化转化为五价钒，再进行湿法浸出得到含钒液体实现矿石提钒的工艺过程；湿法酸浸提钒工艺，指的是含钒原矿直接进行酸浸，包括在较高浓度酸性条件下，甚至是加热加压、氧化剂存在的环境下，实现矿物中钒溶解得到含钒液体的工艺过程。
1.1火法焙烧湿法浸出提钒工艺火法焙烧湿法浸出提钒工艺，根据焙烧过程添加剂的不同或焙烧机理的区别，分为加盐焙烧提钒工艺、空白焙烧提钒工艺、钙化焙烧提钒工艺等。
1.1.1加盐焙烧提钒工艺1976年，湖南冶金研究所与岳阳新开公社合作进行石煤提钒的试验研究并建厂生产。
焙烧设备选用安化钒厂的平窑，并对之进行了改进。
到1979年，石煤加盐氧化钠化焙烧—水浸—水解沉粗钒—粗钒碱溶精制—精钒的传统工艺流程己经形成，此工艺也就是行业传统上说的“钠法焙烧、两步法沉钒工艺”或“加盐焙烧提钒工艺”。
该工艺的优点：技术成熟、设备简单、投资少。
石煤提钒的现状与研究
溶 性 的五价钒 。我 国从 ２ ０世纪 ６ ０年代 开始 对从 石 煤 中提取 钒进 行研 究 ， 究 了钠 化焙 烧 、 化 焙 烧 、 研 钙 湿 法浸取 等工 艺 ， 对 湿 法工 艺 进 行 了相关 基 础 理 并 论 的研究 。２ ０世纪 ７ 代 已开 始石 煤 提 钒 的工 业 ０年 生产 ， 但石 煤提 钒生产 水平 至今仍 比较 落后 。
中图分 类号 ：Ｑ ３ ． Ｔ ５６３
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ３— ４ ７ ２ １ ）５— ０ ７— ３ １０ ３６ （ ００ ０ ０ ２ ０
Ｃｕ ｒ ｎ ｉｕａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｆＶａ ｄ ｕｍ ｔａ ｔｏ ｒ ｍ ｔ ｎｅ Ｃｏ ｌ ｒ ｅ ｔＳ ｔ ｔｏ ｎ ｓ ａ ｃ ｏ ｎａ ｉ Ｅｘ ｒ ｃ ｉｎ ｆ ｏ Ｓ ｏ ａ
途。
总储 量 的 ８ ７％ ， 过世 界其 他 国家和地 区钒 的总储 超 量 。矿石 中的钒 主要 分 布 在 含钒 云 母 中 ， 次 为 含 其 钒 电气 石 、 钒高 岭石 ， 含 少量 分布在 针铁 矿 、 铁矿 、 赤 碳 酸盐 等矿物 中。石 煤 中 的三 价钒 和 四价钒 以类 质 同相形 式存在 于粘 土 矿 的 硅氧 四面 体 结构 中 ， 合 结
ｎ ｅ ｉ ，Ｘｉ ｎ ｔ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ，Ｘｉｎ ｔｎ ４１１ ５ ，Ｃｈ ｎ ；３ Ｈｅ ａ ｅ ｃ ｌＩ ｄ ｓｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｅ ｒｎｇ ａ ｇａ ｉ ｅ ｓｔ ｙ ａ ｇａ ０ １ ｉａ ． ｎ ｎ Ｃｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔｙ Ｒｅ ｅ ｒｈ Ｉ —
ｓｔｔ Ｃ ． ｔ．， ｈｎ ｚｏ ４ ０ ５ ， ｈｎ ｔｕｅ ｏ Ｌｄ Ｚ ｅｇｈｕ ５ ０ ２ Ｃ ｉ ｉ ａ）
钒提取技术
一、石煤提钒工艺
(b) 湿法提钒工艺
1.酸浸法 北京化工研究院以西北某地含钒石煤（V2O51.26%）为原料，采用原矿破碎 后，加氧化剂两段直接酸浸，溶剂萃取—氨水沉钒—热解制取五氧化二钒的工艺 流程，浸出温度85℃，不同含钒石煤浸出的回收率为63%～74%。 长沙有色冶金设计研究院在陕西华成钒业公司建成日处理原矿300t、年产 五氧化二钒600t的生产厂。该厂采用原矿直接酸浸-萃取提钒的工艺，浸出率达到 75%，总回收率65%以上。 河北理工大学对某地石煤灰渣采用直接酸浸—萃取提钒工艺，该石煤灰渣 含V2O51.26%，直接酸浸浸出率平均84.83％，然后向浸出液中加入硫酸铵，得到 硫酸铵铝沉淀，作为铵明矾产品。除铝后的溶液蒸发浓缩一冷却结晶得到含5.92 ％V2O5的中间盐，将中间盐溶解后用铁粉还原钒，用P204和TBP加煤油组成的复合 萃取剂进行萃取，钒萃取率达99.72％，用5moL／L硫酸反萃，反萃率达99.86％， 然后用氯酸钠氧化反萃液，用氨水调节pH值沉淀多钒酸铵，煅烧后得到V2O5 98.86 ％的钒产品，钒的总回收率为82.87％。
一、石煤提钒工艺
(b) 湿法提钒工艺
1.酸浸法 能够在较低的酸度下直接浸出的含钒矿石，其中的钒一般以四价或五价形态 存在。但绝大部分含钒石煤矿由于其赋存状态的特性，都不能在较低的酸度下 直接浸出，需要在较高的温度、压力条件下或在特种催化剂的作用下才能完成 浸出过程；但该工艺过程中矿石减少了焙烧工艺环节，省去了焙烧设备以及焙 烧添加剂，设备投资相对减少，能耗也较焙烧工艺低，且钒的浸出率高达80%以 上，资源利用率高，提钒的最终成本仍较火法低。其缺点是浸出条件相对火法 苛刻，酸耗高，设备选型要求严格，同时也给废水处理带来压力。 直接酸浸的一般工艺为： 石煤—磨矿—酸浸—溶剂萃取—反萃-氧化—铵盐沉钒—热解—精V2O5， 或者是：石煤—磨矿—酸浸—氧化—离子交换—洗脱—铵盐沉钒—热解—精V2O5， 其基本化学反应式如下： V2O4+2H2SO4→2VOSO4+备投资低，但处理成本高。按照一般工业状况，比如矿石含 钒品位1%计算，每生产一吨五氧化二钒需要消耗氢氧化钠五吨多，吸收剂消耗一万五千元 以上。 污染实质：烟气污染物在吸收后将转变为废水污染，造成废气处理成本高，废水循 环利用率低、废水排放量大，造成企业周边的土壤盐碱化，环境污染严重。 目前，由于污染严重，此工艺已被各地环保部门禁止采用。
钒提取工艺现状及趋势
３ ２・
科 技 论 坛
钒提 取工艺现状及趋势
张士 举
（ 攀枝花 学院 ， 四川 攀枝花 ６ １ ７ ０ ０ ０ ）
摘 要： 本 文分 别 对 先铁 后 钒 法 、 先钒 后 铁 法 、 提 钒 新 工 艺 的原 理 及 其 优 缺 点 进 行 了综 合 论 述 ， 对今 后 钒 提 取 工 艺及 钒 产 业 的发 展 趋 势进 行 了预 测 。 关键词 ： 钒提取 ； 现状 ； 趋势
工业生产钒产 品的主要 原料有钒钛磁铁 矿 、 石油灰渣 、 废钒触 １ ． ２ ． ６溶剂萃取法 。用焙烧 、 酸浸 与碱浸等手段将含钒渣 中的钒 媒、 铝土矿和石煤等 ， 其 中以开发 钒钛 磁铁矿为主 ， 其 它资源为 辅。 转变为溶于水 活酸 的含钒离子团后用萃取剂萃取 ， 并发生 阴离子或 从钒 钛磁铁矿 中回收钒有两种 方法 ： ａ ． 是 首先通 过高炉法 或 回转 阳离子交换 ， 工艺路线为 ： 制含钒离子 一 萃取 一 反萃 一 沉钒。 因其 它 窑一 电炉法使钒 随同铁 进入铁水 ， 之后再吹炼成钒 渣 ， 使 钒富集 到 金属离子大都 不能进入有机相中 ， 从而实 现钒 与金属杂质离子 的分 钒渣 中 ， 再经过湿法 冶金得到 Ｖ ０ 的先铁后钒工艺 ； ｂ ． 是直接用钒 离 。经萃取 的有机溶液 ， 再用 反萃剂反萃 ， 使钒再从有机 相转入水 钛磁铁精 矿配加钠盐进行造球 ，然后 在回转窑 内进行 氧化钠化焙 相 ， 然后 调整 ｐ Ｈ值 ， 使钒 以多钒 酸铵或偏 钒酸铵 的形态沉 淀 ， 再煅 烧， 提取 Ｖ ２ ０ ， 提钒后的铁精 矿进一步铁 、 钛分离 的先钒后铁 工艺 。 烧沉淀物即得高纯 Ｖ ２ ０ ， 。该法优点在于钒的回收率高 ， 萃取剂可 回 １先 铁 后 钒 工 艺 收利用 ， 生产成 本低 ， 产品纯度达 ９ ９ ． ５ ％； 缺点是工艺 路线复杂 、 萃 １ ． １ 高炉法 取条件苛刻及操作不稳定 。 该工艺是先将钒钛磁铁精矿粉先经烧结或球团等造块处理 ， 然 ２先钒后铁工艺 后送至高炉进行冶炼 ，在冶炼过程 中钒大部分被还原进入铁水 ， 再 先钒后铁提钒工艺主要为钠化一 回转窑一 电炉法 ， 将钠盐 同钒 经转炉吹炼使大部分钒被选择性氧化后进入炉渣 ； 或者铁水 流经 中 钛磁铁精 矿造球 ， 在 回转 窑内进行氧化钠化焙烧 ， 使钒 同钠盐形成 间罐底部进入雾化室与高速压缩空气流股相遇 ， 铁液 中的钒 发生氧 溶于水的钒酸钠 ， 经过水浸使钒 同铁 、 钛分离 。 化进入炉渣。 所得含钒炉渣用传统的湿法提钒工艺提钒或用于冶炼 ３ 提 钒 新 工 艺 钒铁合金ｌ ｌ １ 。 ３ ． １ 选 择 性 析 出法 １ ． ２回转窑 一电炉法 此法的原理为使矿物 中有价金属通过 “ 选择性富集 、长大 、 分 钒钛磁铁精矿 经回转窑还原 ， 然后 在 电炉 内进 行深还原 ， 使钒 离 ” 成为可利用 的资 源 ， 其技术 由选择性富集 、 选 择性长大 、 选择性 进入铁水 ， 含钒铁水再进行 冶炼 ， 钒被选择性氧化进入炉渣 ， 所得含 分离三单元组成 。 目前该技术已经应用 于低钒钢渣提钒的研究 。 钒炉渣用传统湿法提钒工艺提钒或用于冶炼钒铁合金 。 ３ ． ２ 矿浆 电解技术提钒 从钒渣 中提取钒要经过湿法冶金 ，主要的操作环节有焙烧 、 浸 利用 电积过程的 阳极氧化反应来浸 出矿物 ， 其 实质是用矿石 的 浸 出反应取代电积 的阳极反应 ； 同时槽 电压降低 ， 电解电能下降 ， 整 出、 沉淀 、 精制等 ， 主要研究方法有 ： １ ． ２ ． １ 钠化焙烧提钒法。钠盐 为添加剂 ， 经焙烧将多价态的钒转 个流程大为简化。在 阴极区实现金属分离 ， 在 阳极 区实 现金属选择 化为水溶性五价钒钠盐 ，经水浸得到含钒及少量铝杂质 的浸取液 ， 性析 出。 该工艺主要特点是 ： 操作简便 、 流程短 、 生产成本低廉 、 能同 加入铵盐制得偏钒 酸铵沉淀块 ， 经焙烧得到粗 Ｖ ２ ｏ 。 再经碱溶 、 除杂 时提取多种低 品位复杂难选 的金 属和元素 、综合 回收和分离效 率 并用铵盐二次 沉钒得偏钒酸铵 ，焙烧后可得到纯度大于 ９ ８ ％Ｖ ： ０ 。 高。 也可用硫酸浸渍焙烧产物 ， 分离得到粗 Ｖ ２ ０ ， 后经碱溶 、 除杂并用铵 ３ ． ３微生物浸 出技术提钒 盐二 次沉钒得偏钒酸铵 ， 经焙烧 可得 高纯 Ｖ ２ ０ 。 该工艺相对成熟 、 操 利用微生物 自身 的生理机能或代谢产物 的作用来 氧化 、 溶浸 矿 再采用吸附 、 络合等方法将浸 出的 目的组分 富集 、 作 简单 ， 早期 投入小 ， 回收率高 ， 为我国提钒主要方法 ， 但会产生 大 物中的 目的组分 ， 分离后提取 。 量有 毒气体 ， 对环境会造成污染 。 １ ． ２ ． ２ 无 盐焙烧提钒法 。空气 中氧在高温下使钒氧化 为五价钒 ４ 钒提 取技 术展 望 当前 ， 钒钛磁铁矿资源的开发利用正处于技术与产业升 级换 代 离子 ， 利用硫酸将 物料 中的钒 以五价钒离子的形式浸出 。酸浸选择 钒钛产业 的未来必须 坚持走科学 、 高效 、 清洁 、 可 持续 性较差 ， 浸 出液杂质较 多， 需 净化后才 能得 到较 纯净 的含钒净化液 ； 的关键时期 ， 再加入铵盐生成偏钒酸铵沉淀 ；最后焙烧沉淀得到高纯度的 Ｖ ２ ０ 。 发展的道路 。 一方面 ， 今后应解决钒钛磁铁矿综合利用率低 的问题 ， 该法环境 污染小 ， 成本相对低 ， 但无盐焙烧 时缺少 氧化气 氛 ， 平窑焙 实现市场利润 的最大化就要发挥其资 源优势特点 ，进一步挖掘钒 、 烧钒转化率不 高 ， 需要使用沸腾炉或砖窑焙烧 ； 氯化 铵消耗较高 ； 热 钢两种产品的综合利润空间。 另一方 面 ， 今后 重点 发展新 流程 ， 研 究开发 新 的选 、 冶工 艺技 能综合利用率低 。 建 立资源节约型 、 环境友好型 的工艺技术 模式 ， 减 少尾渣排放 ， １ ． ２ ． ３复合添加剂焙烧提钒法。提钒时 ， 采用 Ｎ ａ Ｃ １ 和Ｍ Ｘ ， 作为 术 ， 高效 、 节能 、 环保 的提钒新工艺 。 复合 添加 剂 ， 反应温度 降低 ， 反应 时间缩 短 ， 盐量降低 ， 焙 烧转浸率 实现经济 、 参 考 文献 提高 。此法以苛化泥为添加剂 ， 其主要成分为碳酸钠 、 氢氧化钠 、 氧 化钙和碳酸氢钠 ， 从钒矿中提取 钒。采用苛化 泥焙烧添加剂 既降低 『 １ １ 陈鉴。 何晋秋． 钒及 钒冶金【 Ｍ］ ． 攀枝花 资源综合利用领导 小组 办公 室． １ ９ ８ ３ ： ４ ７ — ５ １ ． 了废气污染 ， 又能综合利用资源 ， 具有成本低 、 污染少等优点 。 ２ １ 肖文松， 梁经 冬． 钠化 焙烧提 钒机 理研 究 的新进 度【 Ｊ Ｊ ． 矿 冶 工程， １ ． ２ ． ４ 钙化焙烧提钒法 。用石灰或石灰石代替钠盐 ， 使钒氧化成 『 不溶 于水 的钒 的钙盐 ， 再 用酸将其浸出 ， 生成 Ｖ Ｏ ２ ￣ ， Ｖ 。 Ｏ 等离子 ， １ ９ ９ ４ Ｎ － ） ： ５ ３ － ５ ５ ． 同时净化浸 出液 ， 除去 Ｆ ｅ 等杂质 。然后采用铵盐法沉钒 ， 制偏钒铵 【 ３ 】 贺洛夫． 从 石煤提取五氧化二钒【 ｊ 】 ． 无机盐工业， １ ９ ９ ４ （ Ｎ： ３ ９ － ４ １ ． ４ ］ 杨静翎， 金 鑫． 酸 浸 法提 钒 新 工 艺的 研 究［ Ｊ 】 ． 北 京 化 工 大报 ， ２ ０ ０ ７ ， ３ ４ 再经煅烧得 高纯 Ｖ ： ０ 。该法废气 中不含 Ｈ Ｃ １ 、 Ｃ １ ： 等有 害气体 ， 焙 烧 【 后的浸出渣不含钠盐 ， 富含钙 ， 有利于综合利用 ， 但钙化焙烧提钒工 （ ３ ） ： ２ ５ ４ － ２ ５ ７ ． ｆ ５ １ 张英 杰， 杨 显 万． 元 阳金精 矿矿 浆 电解的 阳极 过程 ［ Ｊ 】 ． 有 色金属 ， 艺对焙烧物有一定的选择性 ， 存在转 化率偏低 、 成本偏高等问题。
石煤提钒浸出过程研究现状与展望
第34卷 第1期Vol 134 No 11稀 有 金 属CH I N ESE JOURNAL OF RARE MET ALS2010年1月Jan 12010 收稿日期:2009-06-03;修订日期:2009-08-10 基金项目:贵州省发改委资助项目(2007GH001) 作者简介:王明玉(1976-),男,山东博兴人,博士,副教授;研究方向:稀有金属提取冶金3通讯联系人(E -mail:wmydxx@s ohu .com )石煤提钒浸出过程研究现状与展望王明玉3,王学文(中南大学冶金科学与工程学院,湖南长沙410083)摘要:介绍了我国钒资源以及石煤的分布情况,指出了石煤提钒的难点和关键,综述了国内主要石煤提钒浸出过程的工艺条件、应用情况及各自的优缺点。
空白焙烧2低酸浸出成本低、钒的浸出率高、污染少,但该技术不具有普适性;石煤碱浸出提钒、钙化焙烧提钒及石煤高酸浸出提钒,污染少,都能够获得高钒浸出率,但高的浸出成本,限制了其应用。
钠化焙烧提钒普适性强,钒浸出率高,浸出液中钒的提取过程简单,在焙烧过程添加固氯剂后,产生的Cl 2和HCl 气体能够75%以上被固化下来,可大大降低烟气治理的成本。
关键词:石煤;钒;浸出过程;现状及进展doi:10.3969/j .issn .0258-7076.2010.01.018中图分类号:TF841.3 文献标识码:A 文章编号:0258-7076(2010)01-0090-08Research Sta tus and Prospect of Vanad i um L each i n g Processes fro m Stone Coa lW ang M ingyu 3,W ang Xue wen(S chool of M etallurg ical S cience and Engineering,Central South U n iversity,Changsha 410083,China )Abstract:Vanadiu m res ources and the distributi on of st one coal in China were intr oduced .The difficulty and the key of st one coalextracti on vanadiu m were pointed out .The vanadiu m leaching p r ocess fr om st one coal was revie wed,including its leaching conditi on,app licati on circs and its res pective merits and faults .A lthough no 2salt 2r oasting and dilute acid s oluti on leaching technol ogy had the ad 2vantages of l ow cost,high vanadiu m leaching efficiency as well as l ow polluti on,this technol ogy could not be app lied for all st one coal .No 2salt 2r oasting Na OH s oluti on leaching technol ogy,calciu m salt r oasting extracting vanadiu m technol ogy and high concentrate acid leaching technol ogy had the characteristics of l ow polluti on and high vanadiu m leaching efficiency .However,the high costs restricted their app licati on .NaCl r oasting extracting vanadiu m technol ogy had good universality,high vanadiu m leaching efficiency,and the ex 2tract p r ocess of vanadiu m fr om the leaching s oluti on was si m p ly .After adding the agent during the r oasting p r ocess,the s olidified rati o of Cl 2and HCl could reach 75%,which could greatly reduce the cost of waste gas treat m ent .Key words:st one coal;vanadiu m;leaching p r ocesses;status and p r ogress 钒是重要的国防战略物资,有金属“维生素”之称,广泛应用在冶金、化工、原子能、航空和新兴的钒电池等领域,目前钒用量最大的是冶金行业,从世界范围来看,钒在钢铁工业中的消耗量占其生产总量的85%左右。
从石煤矿中提取五氧化二钒的工艺研究
从石煤矿中提取五氧化二钒的工艺研究钒是重要的战略物资, 广泛应用于冶金、化工和航空航天等方面。
我国钒矿资源主要有两大类:钒钛磁铁矿和石煤, 其中石煤中钒的储量是钒钛磁铁矿中总储量的17 倍。
因此, 从石煤中提取钒是钒资源利用的一个重要方向。
我国从石煤中提取钒的传统工艺为钠化焙烧法, 但在焙烧过程中会产生大量的Cl<sub>2</sub> 、HCl、S0<sub>2</sub曲有毒气体,严重污染环境,而且钒的浸出率低。
因此, 研究一种高效、对环境友好的从石煤中提取钒的工艺具有重要意义。
本研究采用直接酸浸- 萃取- 反萃工艺从两种石煤矿中提钒。
研究说明, 钒的浸出率到达90%,钒的总回收率近80%。
与传统的工艺相比, 该工艺减少了焙烧过程, 更有利于环境保护和减少能耗。
石煤矿的直接酸浸研究说明:(1)两种石煤矿虽然成分和钒的赋存状态不同, 但浸出规律根本一致, 只有矿物粒度对两种石煤矿中钒浸出率的影响趋势相反, 这主要是因为两种石煤矿中C的含量不同。
除此，液固比对钒的浸出率影响不大；随着温度的升高、硫酸浓度的增大、时间的延长, 钒的浸出率都明显的提高。
(2)直接酸浸朝鲜石煤矿的正交实验说明影响钒浸出率的各因素主次顺序为：硫酸浓度一浸出温度一反响时间。
在反响条件为：粒度80〜100目、温度130C、反响时间22h、硫酸浓度40%液固比3:1,浸出率达90%(3)通过对湖南石煤矿浸出动力学的研究, 可知浸出反响受化学反响控制。
实验温度范围内，钒浸出的动力学方程为:1 —(1 —n) <sup>1/3</sup>=4.98 x10<sup>6</sup> -e<sup>-( 55488)/ (RT </sup> •,其反响活化能为55.49KJ/mol。
酸浸液的萃取-反萃- 沉钒研究说明: ( 1)萃取过程中, 萃取剂浓度对钒的萃取率影响不大；钒的萃取率随pH的增大先升高后降低；随着温度的升高、时间的延长、0/A的增大而增大。
石煤直接酸浸提钒工艺研究进展
ｔ ｈ ｅ ｄｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ａ ｃ ｉ ｄ ｌ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｃ ａ ｎ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ａ ｍｏ ｕ ｎ ｔ ｏ ｆ ａ ｃ ｉ ｄ， ｓ ｈ ｏ ￣ｅ ｎ ｌ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｔ ｉ ｍｅ ａ ｎ ｄ ｋ ｅ ｅ ｐ ｈ ｉ ｇ ｈ ｌ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ．Ｓ ｔ ｕｄ ｙ ｉ ｎ ｇ ｏ ｎ ｎ ｅ ｗ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｏ ｘ ｉ ｄ ａ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｌ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ａ ｉ ｄ ｉ ｓ ｔ ｈｅ ｉ ｍｐｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ａ ｃ ｉ ｄ ｌ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ
是石煤直接酸浸提钒的重要方向。
关键词 ： 石煤 ； 直接 酸浸； 钒 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｄ ８ ４ ９ ． ５ 文献标志码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ ． ７ ８ ５ ４ ． ２ ０ １ ６ ． ０ ６ ． ０ ０ ８
石 煤 直 接 酸 浸 提 钒 工 艺 研 究 进 展
蒋京航 叶 国华 张 世 民 张 爽
（ １ ．省部 共建 复 杂有 色金 属资 源清 洁利 用 国家 重点 实验 室 ， 昆明 ６ ５ ０ ０ ９ ３ ；
２ ．昆明理工 大 学 国土 资源 工程 学 院 ， 昆明 ６ ５ ０ ０ ９ ３ ）
第 ２ ５卷
第 ６期
矿
冶
Ｖｏ １ ． ２ ５，Ｎｏ ． ６
Ｄｅ ｃ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ２ ０ １ ６
石煤提钒新工艺
石煤提钒新工艺近年来，随着钒资源的逐渐枯竭和市场需求的增加，石煤提钒成为了一种备受关注的新工艺。
石煤提钒是指利用石煤作为原料，通过一系列的化学反应和物理处理，将其中的钒元素提取出来，从而得到高纯度的钒产品的过程。
石煤是一种含有较高钒含量的煤炭，其主要成分是有机质和矿质，其中的矿质中含有大量的钒元素。
传统的石煤提钒工艺主要是通过高温煅烧和浸出的方式进行，但存在能耗高、环境污染等问题。
因此，开发一种高效、低能耗、环保的石煤提钒新工艺势在必行。
近年来，研究人员提出了一种基于氧化铝的新型石煤提钒工艺。
该工艺主要包括以下几个步骤：首先，将石煤经过粉碎、磁选等预处理工序，去除其中的杂质和矿物质，得到纯净的石煤原料；然后，将纯净的石煤与氧化铝按一定的比例混合，并加入适量的助剂，形成混合料；接下来，将混合料进行高温还原反应，使其中的钒元素得以还原为金属钒；最后，通过冶炼和精炼等工艺，将金属钒提纯得到高纯度的钒产品。
相比传统工艺，基于氧化铝的石煤提钒新工艺具有多方面的优势。
首先，该工艺不需要高温煅烧和浸出等环节，能耗大大降低，减少了对能源的消耗。
其次，新工艺中使用的氧化铝具有良好的还原性能，能够有效还原石煤中的钒元素，提高了钒的回收率。
此外，新工艺中的助剂的添加能够改善反应条件，提高钒的提取效率。
最重要的是，该工艺不会产生大量的废水和废气，具有较好的环保性能。
然而，石煤提钒新工艺也存在一些问题和挑战。
首先，该工艺仍处于实验室研究阶段，需要进一步进行工程化的研究和开发。
其次，新工艺中使用的氧化铝价格较高，会增加生产成本。
此外，新工艺还需要解决一些技术难题，如混合料的均匀性、反应温度的控制等。
因此，石煤提钒新工艺仍需要进一步的技术改进和优化。
石煤提钒新工艺是一种十分有潜力的钒资源开发工艺。
该工艺通过利用石煤中的钒元素，实现了对钒资源的高效利用和回收。
基于氧化铝的新工艺具有能耗低、环保性好等优势，对于钒产业的可持续发展具有重要意义。
中间盐法石煤灰渣酸浸提钒工艺的试验研究
中间盐法石煤灰渣酸浸提钒工艺的试验研究钒具有优异的物理化学性质,在国防、冶金、化工和医学等行业有着广泛的应用,目前,国际、国内钒冶金行业发展迅速。
国外提钒工业受提钒原料及提钒工艺所限,钒产量提高能力有限。
国内市场主要依靠钒钛磁铁矿生产钒产品,钒产能受到钢铁产品产能的限制。
石煤是我国另外一种重要的含钒矿物,但开发利用难度较大。
为满足国际国内市场对钒产品日益增长的需求,必须加大对石煤钒矿资源的开发利用。
石煤提钒技术工艺较多,但大多数都存在着污染严重、回收率低。
资源浪费严重等问题。
在对现有的石煤提钒工艺进行对比分析后,提出中间盐法石煤灰渣酸浸提钒工艺,具体为：石煤灰渣硫酸浸取→酸浸液提取铵明矾→结晶中间盐→中间盐溶解→萃取→反萃取→氨法沉钒→热解脱氨→V2O5产品。
石煤灰渣浸取阶段使用硫酸作为浸出剂,合理的酸浸工艺条件为：硫酸浓度6mol/L、酸浸温度115℃、浸取时间4h、液固比3:1条件下,V2O5酸浸效率达到85.52%。
对浸出过程动力学分析表明,灰渣中V2O5浸出过程处于固膜扩散控制过程,酸浸温度对提高V2O5酸浸效率有显著的作用。
本工艺中提出用强酸溶液中结晶铵明矾的技术方法来除去溶液中绝大部分的Al3+离子。
合理的铵明矾结晶工艺条件为：在硫酸铝浓度150-200 g/L,铵/铝摩尔比1.2左右,冷却速度15℃/h左右,结晶温度5℃左右条件下,铵明矾结晶率达到89.52%,酸浸液中的Al2O3浓度下降至5g/L左右。
本文中提出中间盐结晶技术方法,从强酸溶液中提取V2O5。
溶液温度140℃、酸度9mol/L、添加剂C、添加剂比例系数0.3等条件下,V2O5结晶率达到96.72%,溶液中V2O5浓度为0.37g/L。
将滤液(返酸)返回酸浸阶段循环使用,可以节约51%的新酸投入。
中间盐晶体中V2O5含量4-6%,是灰渣含钒量的3-5倍。
中间盐是一种水溶性较强的晶体,在温度95℃、液固比2：1、溶解时间4h的条件下,中间盐溶解效率达到99.63%。
陕西省石煤提钒行业存在的问题及对策研究
石煤型钒矿预富集技术研究现状
石煤型钒矿预富集技术研究现状佚名【摘要】当前石煤提钒一般采用湿法浸出工艺,由于矿石钒品位低,造成浸出过程酸(碱)消耗量大.在浸出前对石煤钒矿预富集,能大幅降低生产成本.总结了我国石煤钒矿预富集技术的发展成果,重点介绍了擦洗工艺、重选工艺、浮选工艺和联合选矿工艺.对于采用常规的重选、磁选、浮选工艺难以有效富集的细粒黏土型石煤钒矿,利用其矿物硬度上或形状上的差异应用擦洗工艺能有效地富集.重选工艺处理量大、设备结构简单、成本低廉.浮选工艺应用范围广、适应性强、分选效率高,可以分选赋存状态复杂、嵌布粒度细的石煤钒矿,浮选富集的产品品质一般较高.组分复杂的石煤钒矿,采用单一选矿工艺难以高效地将含钒矿物和脉石矿物分离,可根据矿石特性进行联合工艺富集回收,以发挥各种工艺的优势,提高预富集效果.石煤钒矿预富集大幅减少了后续浸出的矿石处理量,钒浸出率显著提升,降低了生产成本.关于石煤型钒矿浮选药剂研究较少,今后可结合当前先进的分子模拟技术进行分子动力学机理研究浮选药剂与矿物表面的作用,开发更为新型高效的浮选药剂;研制适用于石煤钒矿重选的选别设备;在生产中逐渐淡化传统的选矿和冶金的界线,选冶联合发展,改进工艺流程,提高石煤资源的综合利用率.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】7页(P73-79)【关键词】含钒石煤;预富集;擦洗分级;浮选;联合工艺【正文语种】中文【中图分类】TD954钒是一种重要的战略资源，广泛应用于钢铁、航天、汽车、冶金、化工、医疗、电子等领域，钒在钢铁工业中消耗量约占钒总消耗量的85%［1-6］。
自然界中钒资源丰富，分布广泛，但无单独可开采的富矿，多以低品位形式与其他矿物共生［7］。
据美国地质调查局发布的《Mineral Commodity Summaries2017—Vanadium》报告显示，截至2016年，世界钒资源储量超过1 900万t（按金属钒计），主要分布在澳大利亚、中国、俄罗斯、南非等国家，如图1所示。
提钒技术的研究现状和进展
提钒技术的研究现状和进展姬云波 童 雄 叶国华(昆明理工大学,云南 昆明 650093)摘 要 介绍了钒的性质和应用,及近年来国内外提钒技术的研究进展。
对各种提钒工艺进行了详细的分析与探讨,并对其发展的方向和趋势进行了展望。
关键词 钒渣 提钒 焙烧 浸出 萃取概 述19世纪初,墨西哥矿物学家里奥首先发现钒,瑞典化学家塞弗斯托姆以女神凡娜迪斯的名字Va2 nadis命名为钒(Vanadium)〔1〕。
金属钒(元素符号V),呈银灰色,原子序数为23,相对原子质量为50142,在元素周期表中属VB 族,具有体心立方晶格。
其密度为6111g/cm3,熔点1917℃,沸点3400℃,属少数难熔金属之一。
高纯度的钒具有延展性。
钒的化学性质比较稳定,在常温下不被氧化,甚至在300℃以下都能保持其光泽,对空气、盐水、稀酸和碱有较好的抗腐蚀性〔2〕。
钒制品主要被用于钢铁工业中。
目前,钒产品因具有许多特殊性能越来越广泛地被应用在化工、航空、航天等高科技领域中〔3〕。
提钒的原料主要来自于钒矿、钢渣、石煤、废钒催化剂、石油和沥青废料等。
提钒工艺也因其原料的种类、性质及钒的含量的差异而各不相同。
国内外现行的各种提钒技术,往往由于高成本、高污染、流程长、回收率低,其应用一直受到限制。
因此,如何根据原料的特点制定出一套成本低、无污染、回收率高的工艺始终是矿业技术工作者亟待解决的技术难题。
本文结合国内外的生产实际,对目前的各种提钒工艺进行了综述。
1 含钒钢渣提钒研究提钒的主要原料之一是钒钛磁铁矿,从钒钛磁铁矿中回收钒,常用的方法是将钒钛磁铁矿在高炉中冶炼出含钒生铁,通过选择性氧化铁水,使钒氧化后进入炉渣,得到含量较高的含钒钢渣作为提钒的原料。
111 钒钢渣的主要生产工艺目前钒渣的生产方式有两种:1)转炉法生产钒渣,将含钒生铁水置于转炉内吹炼数分钟,使钒氧化进入炉渣,实现钒与铁的分离;(2)雾化法生产钒渣,是使用压缩空气将铁水雾化成细小的液滴,空气中的氧使铁液中的钒发生氧化;该法生产的钒渣存在的问题是渣中的铁含量过高,优点是处理能力较大。
石煤提钒可行性研究报告
石煤提钒可行性研究报告一、研究背景提钒是一种重要的金属材料，广泛用于钢铁、航空航天、电子等领域。
随着钒资源的逐渐枯竭，提钒的生产成本逐渐增加。
石煤是一种含有丰富有机质的煤矿资源，其含钒量较高，具有潜在的提钒价值。
因此，通过对石煤进行提钒研究，可以有效利用资源，降低提钒生产成本，提高产出效率。
二、研究目的本研究旨在探究石煤提钒的可行性，分析石煤提钒的技术路线、成本效益和环境影响，为石煤提钒的工业化生产提供技术支持。
三、研究方法1. 文献综述：通过查阅国内外有关石煤提钒的研究和应用文献，了解石煤提钒的相关技术路线和产业发展现状。
2. 实地调研：到石煤矿区进行实地调研，获取石煤样品进行实验分析。
3. 实验研究：运用化学分析、物理性质测试等方法对石煤进行提钒实验，探究最佳提取工艺和工艺参数。
4. 经济性分析：根据实验结果，进行石煤提钒工艺的成本效益分析，评估其在实际生产中的经济可行性。
5. 环境影响评估：对石煤提钒工艺对环境的影响进行评估，并提出环境保护措施。
四、研究内容1. 石煤提钒技术路线：通过对石煤的化学成分和物理性质进行分析，确定石煤提钒的最佳工艺路线。
2. 石煤提钒实验研究：利用化学提取、热解、浮选等方法，对石煤进行提钒实验，探究最佳提取工艺和工艺参数。
3. 石煤提钒工艺成本效益分析：对石煤提钒工艺的生产成本、市场需求、产出效益等进行分析，评估石煤提钒生产的经济可行性。
4. 石煤提钒环境影响评估：对石煤提钒工艺对环境的影响进行评估，提出环境保护措施，并制定可持续发展战略。
五、研究意义1. 资源利用：石煤提钒技术的成功研究应用，可以有效利用石煤资源，延长钒资源的利用寿命。
2. 生产成本降低：石煤提钒技术可以降低提钒的生产成本，提高产出效率，对提钒生产具有重要意义。
3. 环境保护：石煤提钒技术的开发利用，可以减少对钒矿的采矿压力，减少对自然环境和生态系统的破坏，具有重要的环境保护意义。
六、研究预期成果1. 提钒工艺路线：确定石煤提钒的最佳工艺路线，并提出具体实施方案。
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１ ． １传统工艺 传统工艺为钠化焙烧水浸工艺 ， 是高温条件下 ， 由于金属氧化 物的存在 ， 氯化钠 加速分解 ， 产生活性氯和 Ｎ ａ ２ ０， 活性氯与低价钒 作用产生中间产物 Ｖ Ｏ Ｃ Ｉ ， ， Ｖ Ｏ Ｃ Ｉ 高温条件下发生分解 ， 反应生成可 溶 于水的钒酸钠盐 。传统工艺的基本 流程 为氯化钠焙烧一水浸 出一酸沉粗钒一碱溶铵盐沉钒一热解脱氨制得精钒。 该工艺的优点 是工艺适用条件范围广 ， 投资 回收期短 ； 其缺点是废气污染严重 、 回 收率 低 、 废液 离 子复 杂 。 传统工艺的焙烧一水浸的钒回收率仅 ４ ５ ％一 ５ ５ ％，究其原 因是 焙烧 时 Ｖ（ Ｖ） 与 石 煤 中 的钙 、 铁等反应生成如 Ｆ ｅ （ Ｖ Ｏ ， ） 、 Ｆ ｅ （ Ｖ Ｏ ） 、 Ｃ ａ （ Ｖ Ｏ ， ） 等 化合 物 及焙 砂 中有 未完 全 氧化 的 Ｖ （ Ｉ Ｖ） 的化合 物 ， 它 们 均不 溶 于水 ， 但 溶 于酸 。 因此邓 庆 云瞪 人提出了 Ｎ ａ Ｃ焙 烧一 水浸 一 水浸渣酸浸——９ Ｏ １ 树脂吸附提钒 ， 钒总 回收率达 ７ ３ ％， 比传统工 艺提高 ２ ５ ％以上。 石 煤钠 化 焙烧 提 钒工 艺 缺 点 突 出 ， 但 优 势 也很 明显 。如 普适 性 强， 成本低 ， 钒浸 出率高， 并且浸出液中杂质含量少 ， 钒易回收， 废水 也易处理和循环使用。针对这些特点 ， 中南大学稀有金属研究所王 学文 ｉ ｓ － ． ２ １ 等人在此基础上 ， 经 过 大 量 研 究 开 发 出 了一 种 全 新 的钠 化 焙烧 提 钒技 术 ，即在焙 烧 过程 添 加 固氯 剂 后 ，如 此可 使 产 生 的 Ｃ １ 和Ｈ Ｃ １ 气体中 ７ ５ ％以上被 固化下来 ， 可大大降低烟气治理的成本。 针对工艺对环境的污染问题 ， 许多学者提 出了对传统工艺的添 加剂进行改进的方法 ， 如史玲【 】 ３ １ 等针对赋存于绿泥石等硅酸盐矿物 的钒 ， 提 出了 “ 钙法 低 钠焙 烧 一 碱浸” 工艺， 以２ ％的氧 化 钙和 ８ ％的氯 化钠 作 为 添 加剂 ， 再 用 碳 酸钠 溶 液 浸 出 ， 钒 的浸 出率 可 达 到 ６ ７ ． ６ ％， 并可减少 Ｈ Ｃ １ 与ｃ ｌ 等污染气体的产生。 再如朱晓波ｆ 嘴 提 出以 ４ ％ 氯 化钠 和 ８ ％硫 酸 钾 为 添加 剂 ， ９ ６ ５ ＇ Ｃ 焙烧 １ 小 时 后水 浸 ，总 浸 出率 可达 ７ Ｏ ． ｏ ２ ％。试 验 分 析 ， 添 加 硫酸 钾焙 烧 可 以促 进水 溶 性钒 酸盐 的 形成 ， 提高了钒的浸 出率。张萍【 － 等提 出使用苛化泥作为焙烧添加 剂， 以取代氯化钠 ， 焙烧过程不产生 Ｈ Ｃ １ 与ｃ ｌ ： 等污染气体。 １ ． ２钙 化焙 烧 工艺 钙化焙烧工艺是将石灰石等钙盐物质作为添加剂与石煤焙烧 ， 再用碳酸盐溶液浸 出。工艺流程： 石煤与石灰石焙烧一碳酸盐溶液 浸出一交换柱吸附一洗脱一沉钒热解脱氨制得精钒。 其原理是在高
科技 创新 与应用 ｌ ２ ０ １ ５ ２ ８ 期
科 技 创 新
石煤提钒工艺研究现状
ห้องสมุดไป่ตู้邹 建 军 刘 小 星
（ 武汉工程大学资源与土木工程 学院， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ３ ）
摘 要： 石 煤 是我 国储 量 巨大的 钒矿 资源 ， 但 大 多数 为低 品位 云母 类及 高岭 土 类粘 土矿 物 ， 开发 利 用较 为 困难 。石 煤提 钒 工 艺 多 种多样 ， 浸出是石煤选矿 中最为主要 的分选方法 ， 文章 简单叙述 了几种应用较为广泛的石煤提钒工艺， 并分析 了各 自的优缺点及 其优 化 改 良。此 外 ， 介 绍 了相 关新 工 艺 ， 并 对 工 艺进 一 步 发展 提 出 了看 法 。
看法。 １火 法一 湿 法联 合 提钒 工 艺
温条 件 下 ， 钒 以难 溶 钒酸 钙 盐 的形 式存 在 ， 在 碳 酸盐 溶 液 中 ， 生 成 更
难溶的的碳酸钙 ， 钒则 以可溶性钒酸盐的形式存在 ， 由此实 现由固 相转 为液相。 该工艺的优点 ： 钙盐成本低 ， 工艺产生的废气可在流程 中回收利用。缺点是钒的转化率偏低。 针对转化率偏低的问题 ， 傅立［ １ 甸 等提 出以碳酸钠 和碳酸钙组成 的复合添加剂 ， 试 验结果显示 ， 在石煤 中加入 ４ ％碳酸钠和 １ ． ５ ％的 碳酸钙混合焙烧 、 酸浸后 ， 钒的转化率可提高至 ７ ０ ％。再如张晓刚 等提 出钒矿经钙化焙烧 ， 用氢氧化钠溶液浸出提钒 ， 钒 的浸 出率可
关键 词 ： 石煤 ； 提钒； 浸出； 工艺
石 煤是 一种 无 机成 分 含 量远 超 于 有机 成 分 的 劣质 “ 煤炭” ， 其 主 要性质【 ｌ ｌ 表现为 ： 灰分高 、 燃烧值低 、 伴生元素种类多 ， 因此石煤常 作为有价元素的低品位多金属矿被提取利用。其中 Ｖ ２ ０ 含量大 于 ０ ． ８ ％的石煤 ， 可 作为 钒矿 资 源利 用 。 由于类 质 同像 等 原 因 ， 石 煤 中 的钒通常 以 ｖ （ Ⅲ） 与ｖ （ Ⅳ） 等较低价态存在于层状硅酸盐矿物 中， 或以四次配位的钒氧 四面体取代硅氧 四面体或铝氧四面体 ， 或以六 次 配位 钒 氧八 面 体取 代 铝氧 八 面体 ， 属 于难 溶解 物 质 。 目前 ， 石 煤 提 钒 的应 用 常 规 工 艺是 先焙 烧 后 浸 出 ， 即 先破 坏石 煤 的矿 物 结 构 ， 并 将钒 氧 化 成 ｖ（ ｖ） 的 可溶 性钒 酸 盐 ， 然 后通 过 浸 出， 使其 由固相转为液相 ， 并从溶液 中提取精钒目 。 目前种类繁多的 石煤提钒工艺大致可分为火法一 湿法联合提钒工艺与全湿法提钒工 艺两大类。根据文献资料分析 ， 文章主要综述了石煤浸出的工艺条 件 以及 各 自的优 缺 点 ， 另 外 还 介 绍 了相 关 的 新 工艺 ， 并 对 此 提 出 了