石煤提钒先进工艺及污染防治评价理论与方法(张一敏)思维导图
湘西含钒石煤提钒工艺研究
石煤 矿来 源 于 湘 西 某 地 。原 矿 经 粉 碎 机 粉碎 后 ，
用 球 磨机 球磨 ， １０目（ ．５ｍ 筛 ， 燥 后进 行 化 过 ０ ０ １ ｍ） 干
学 成 分分 析 ， 分析 结果 见 表 １ 。
表 １ 石 煤 中 主 要 化 学 成 分 的分 析 结 果 （ 量 分 数 ） ％ 质 ／
Ｐｒ ｃ ｓ ｏ ｎ ｄ ｕｍ ａ ｔｏ ｆ ｏ ｎ ｄ ｕｎ － ｅ ｒｎｇ Ｓ ｏ ｅ Ｃｏ ｌ ｏ ｅ ｓ ｆ ｒ Ｖａ ａ ｉ ＥＸ ｒ ｃ ｉ ｎ ｒ ｍ Ｖａ ａ ｉ ｌ ｂ ａ ｉ ｔ ｎ ａ ｔ
Ｇ Ｏ— ｎ ，Ｓ ＩＭｅ ｌ ｎ Ｚ Ｕ Ｚ ｉ ｉｇ Ｕ － ｎ Ｙ ｎｂｎ Ａ ｆ ｇ Ｈ ｉ ｉ ， ＨＯ ａ— ｎ ，Ｈ Ａ ｊ ， ＡＮ Ｗｅ —ｉ ｅ —ａ ｘ ｕ
℃、 酸用量为 ２ 、 ％ 浸出时间为 ４ｈ的条件下 ， 的浸 出率 可达 ９ ％以上 。钒浸 出液经 过树脂 吸附－ 钒一 钒 ５ 沉 煅烧得 Ｖ Ｏ 产 品 ， 主要 技 术 指标 均达到了化工用粉钒标 准（ Ｂ ２３— ７ 。 Ｇ ３ ８ ８ ） 关键 词 ： 石煤 ； ； 钒 焙烧 ； 出 浸 中图分类号 ： Ｑ１５ １ Ｔ ３ ． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ２ ３— ０ ９ ２ １ ）３—０９ ０ ０ ５ ６ ９ （０ １ ０ ０ ３— ４
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ａｃ ｏ ｄｉ ｇ ｔ ｈｅ ｃ ｒ ｃ ｅ ｓｉｓ ｏ ｈ ａ ａ ｉ ｍ— ｅ ｒｎ ｔ ｎ － ｏ ｌｉ ｅ ｔｏ ｎ ｎ Ｐｒ ｖｎ ｅ，ａ ｒ ａ ｔｎ — ｃ ｒ ｎ ｏ ｔ ｈａ ａ ｔｒ ｔ ｆｔ ｅ ｖ ｎ ｄ ｕ ｂ ａ ｉｇ ｓｏ ｅ ｃ ａ ｎ Ｗ ｓ ｆＨｕ ａ ｏ ｉｃ ｉ ｃ ｏ ｓｉ ｇ
张一敏：绿色提钒领军人
张一敏：绿色提钒领军人作者：王博来源：《湖北政协》 2018年第12期四十年专注研究钒资源的高效利用，三次站上国家科技最高领奖台，深耕资源循环利用领域，将我国提钒技术推入世界先进国家行列——他就是武汉科技大学教授张一敏。
2018年11月6日，何梁何利基金2018年度颁奖大会在北京举行，张一敏获“科学与技术创新奖”之“产业创新奖”。
四十年深耕，三登国家科技最高领奖台“心跳快了，腰板直了，眼眶热了。
”2018年1月8日，张一敏第三次站上国家科技最高领奖台，接受党和国家领导人的祝贺。
他主持的“基于页岩钒行业全过程污染防治的短流程清洁生产关键技术”项目，获2017年度国家技术发明二等奖。
谈及前两次登上国家科技最高领奖台，张一敏记忆犹新。
2007年，他主持的“含铁渣尘高效利用关键技术开发与工业应用”项目获国家科技进步二等奖。
2010年，他主持的“含钒页岩高效提取在线循环资源化新技术及工业应用”项目获国家科技进步二等奖。
张一敏与矿物资源打了四十年交道，掌握了“点‘石’成金、化‘渣’为宝”的关键技术，在矿物高效提取和资源综合利用上取得了重要突破。
国际著名湿法冶金专家、巴西圣保罗大学Ricardo教授这样评价：“张一敏教授提出的沸腾氧化转价法及高温反应理论，是目前合理解释和解决页岩钒生产过程有害气体源头污染、提高提钒效率的最佳方法和途径。
”中国工程院院士、清华大学环境学院郝吉明教授对张一敏竖起大拇指：“你把提钒污染问题解决了，是对国家的重大贡献，了不起！”绿色提钒，渣里淘“金”“钒，就是现代工业的味精，人小鬼大。
”张一敏形象地比喻道，“如果说钢是虎，那么钒就是翼，钢含钒犹如虎添翼。
”只需在钢中加入百分之几的钒，钢材的强度、韧性就会大增，既耐高温又抗奇寒。
如果说核能、军工遥不可及，那么绘画颜料、彩色玻璃这些生活日常，老百姓是可感可知的。
既能顶天，又可立地，钒作为战略储备资源，施展手脚的空间很大。
造化有情，给了中国丰厚的给养，全球约90%含钒页岩赋存于中国。
石煤钒矿工艺矿物学讲解
原矿工艺矿物学研究2.2.1 化学成分及化学物相分析原矿的X荧光光谱半定量分析结果列于表2-1，多元素化学成分分析结果见表2-2，钒的价态和化学物相分析结果分别见表2-3、2-4，碳的化学物相分析结果见表2-5。
敏度范围，未能检出。
由表2-1~2-5可以看出：（1）矿石中可供选冶回收的主要组分V2O5含量仅为0.65%，铜、铅、锌等其他有价金属元素含量都很低，综合回收的意义不大。
（2）钒的价态以四价为主，其次是三价，而五价钒为痕量。
钒主要分布在碳质物中，分布率占72.31％；其次是分布在云母中，占21.54%。
与价态相关联，碳质物中钒的分布比例与四价钒相当。
（3）矿石中主要成分为SiO2，其次是C、CaO、Al2O3和K2O等，并有较高的烧失量（Ig）。
（4）碳主要以游离碳形式存在，分布率占79.15％，这类碳即为镜下所见的大量碳质物。
其次是以碳酸盐形式存在，分布率为20％。
综合化学成分特点，可以认为区内矿石属单一的含钒碳质页岩或板岩。
2.2.2 矿物组成及含量样品为破碎颗粒样，质地较为坚硬，未见明显风化现象。
颗粒呈黑色，但污手现象不严重，这可能与矿床产生的地质变质作用有关。
镜下可见部分颗粒中矿物平行定向分布特点较为明显，在部分颗粒中为无定向混杂分布。
经镜下鉴定、X射线衍射分析和扫描电镜分析综合研究表明，矿样中主要矿物为石英、方解石、伊利云母和碳质物，其次有高岭石、蒙脱石、磷灰石、重晶石、钡解石、长石、榍石等。
金属硫化物主要为黄铁矿，其次为闪锌矿。
金属氧化物含量很少，见有褐铁矿和金红石（或锐钛矿）。
矿石的X射线衍射矿物相分析见图2-2，图谱中反映了矿石中含量较高，结晶较好的矿物相；由于碳质物为非晶质物或结晶程度差，在图谱中未能出现峰值。
图2-2 原矿的X射线衍射矿物相分析图谱经综合鉴定，结合化学成分分析，将矿石中主要矿物的重量含量列于表2-6。
表2-6 矿石中主要矿物的含量（%）2.2.3 主要矿物的产出形式石英为样品中含量最多的矿物。
石煤钒矿焙烧试验研究
石煤钒矿焙烧试验研究何东升;徐雄依;秦芳;张汉泉;张翼【摘要】考查了焙烧温度、焙烧时间、添加剂种类及添加量等因素对钒浸出率的影响.结果表明,焙烧温度和焙烧时间对钒浸出率影响较大,最佳的焙烧条件为800℃、3h；添加NaCl或Na2CO3均能显著提高钒浸出率,添加2％ Na2CO3+1％氧化剂H-1,可使钒浸出率提高23.21个百分点,达到84.45％.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2011(000)010【总页数】3页(P15-17)【关键词】石煤;钒;焙烧;浸出率【作者】何东升;徐雄依;秦芳;张汉泉;张翼【作者单位】武汉工程大学环境与城市建设学院;武汉工程大学环境与城市建设学院;武汉工程大学环境与城市建设学院;武汉工程大学环境与城市建设学院;武汉工程大学环境与城市建设学院【正文语种】中文石煤中钒多以3价形式赋存于铝硅酸盐矿物晶体结构中，这种特殊的赋存状态决定了其难以被酸或碱浸出。
同时，由于石煤中多含有10%以上的有机碳，碳质与含钒矿物紧密共生，嵌布关系复杂，不利于钒的浸出。
目前的石煤提钒工艺大多是先焙烧后用酸浸或者碱浸，少数地方石煤矿石可直接酸浸［1］。
焙烧可改变钒在石煤中赋存状态，使其由难浸变为可浸，并且可充分利用石煤的热能，提高石煤综合利用率。
在焙烧过程中添加一定量的添加剂，可显著改善焙烧渣中钒浸出性能，提高钒浸出率。
目前用到的添加剂主要有钠盐、钙盐、氧化剂和复合添加剂。
NaCl是最早使用也是被认为最有效的添加剂，由于其严重污染环境，现已被淘汰，改为添加Na2CO3［2］。
钙盐添加剂主要有Ca(OH)2［3］、CaO［4］和CaCO3［5］等，氧化剂主要有空气［5］、MnO2［5］和NaClO3［6］等，复合添加剂主要是2种或2种以上的药剂进行复配，报道的有 TZ-6［7］、NaCl+MX3［8］等。
本文针对湖南湘西石煤，进行了空白焙烧、钠化焙烧、钙化焙烧和添加氧化剂焙烧研究，获得了最佳的焙烧条件，研究结果可为石煤提钒实践提供参考。
某云母型含钒石煤氧压与常压酸浸提钒比较
某云母型含钒石煤氧压与常压酸浸提钒比较薛楠楠;张一敏;刘涛;黄晶;黄俊【摘要】湖北某地云母型含钒石煤中85％以上的钒赋存于云母类矿物中,V3+、V4分别占总钒的70.83％、29.17％,V3+以类质同象取代云母晶格中的Al3+离子,常压酸浸极难释放出晶格中的钒.为了确定该矿石的高效、低耗、环保浸钒工艺及参数,以常压酸浸效果为参照,对氧压酸浸工艺条件进行了研究.结果表明,浸出温度、硫酸浓度以及氧分压的升高可显著提高钒浸出率,压力场的引入可大幅度提高钒浸出率、缩短反应时间、降低酸耗;在硫酸体积浓度为20％、浸出时间为5h、反应温度为160℃、氧分压为0.5 MPa情况下的氧压酸浸,钒浸出率可达75.98％,较硫酸体积浓度为20％、浸出时间为5h、反应温度为98℃情况下的常压酸浸钒浸出率高45.12个百分点.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】5页(P64-68)【关键词】云母型含钒石煤;提钒;常压酸浸;氧压酸浸;钒浸出率【作者】薛楠楠;张一敏;刘涛;黄晶;黄俊【作者单位】武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北武汉430081;湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心,湖北武汉430081;武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北武汉430081;湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心,湖北武汉430081;武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北武汉430081;湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心,湖北武汉430081;武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北武汉430081;湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心,湖北武汉430081;武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北武汉430081;湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心,湖北武汉430081【正文语种】中文【中图分类】TD925.6近年来，石煤提钒全湿法工艺受到广泛关注，研究较多的是常压直接酸浸［1-8］。
焙烧方式对石煤提钒效果的影响
焙烧方式对石煤提钒效果的影响黄献宝;陈铁军;张一敏;马浩;苏涛;刘娟【摘要】湖北某石煤矿石V2 O5品位为0．72%,钒主要赋存在白云母等铝硅酸盐矿物中。
为了低耗、高效提取其中的钒,对粒度为0．45~1 mm的试样进行了静态和流态化焙烧对比试验。
结果表明,在较低的焙烧温度和较短的焙烧时间情况下,流态化焙烧可以取得较理想的焙烧效果,在750℃下流态化焙烧15 min,钒浸出率可达83．52%；在800℃下静态焙烧60 min,钒浸出率为74．93%。
对焙烧产物的XRD和SEM分析表明：焙烧可以改善石煤浸钒效果的主要原因在于,焙烧可以破坏石煤中白云母的结构,将以类质同象形式赋存在白云母晶格中的钒释放出来,为酸性浸出液进入焙烧产物内部并浸出钒创造了条件。
因此,流态化焙烧是改善石煤浸钒效果的低耗、高效手段。
%A stone coal from Hubei Province contains 0. 72% V2 O5 . The vanadium mainly occurs in aluminum silicate minerals like muscovite. In order to efficiently extract the vanadium from stone coalwith low energy consumption,comparison tests of fluidized roasting&static roasting were conducted on the ore,with particle size from 0. 45 to 1 mm. The results indica-ted that,fluidized roasting can obtain ideal index in low roasting temperature with short time. The leaching rate of vanadium is 83. 52% when fluidized roasting at 750℃ for 15 min and is 74. 93% when static roasting at 800℃ for 60 min. XRD and SEM analysis of roast ed products showed that main reason for better performance of vanadium extractionby roasting is that roasting can destroy the structure of muscovite,liberate the vanadium from white mica crystal lattice,and make it possible on acid leac-hing liquid get into the interior of muscovite and make extractionmore easily. Therefore,fluidized roasting can highly improve vanadium extraction effect with low consumption.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P101-104)【关键词】流态化焙烧;静态焙烧;石煤;提钒【作者】黄献宝;陈铁军;张一敏;马浩;苏涛;刘娟【作者单位】武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北武汉，430081; 湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心，湖北武汉，430081;武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北武汉，430081; 湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心，湖北武汉，430081;武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北武汉，430081; 湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心，湖北武汉，430081;武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北武汉，430081; 湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心，湖北武汉，430081;武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北武汉，430081; 湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心，湖北武汉，430081;武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北武汉，430081; 湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心，湖北武汉，430081【正文语种】中文【中图分类】TF046;TD925.6石煤是我国重要的含钒资源，从石煤中提钒是开发利用钒资源的一个发展方向[1-2]。
含钒石煤钒钾镁硫酸浸出相关性研究
doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2014.11.009含钒石煤钒钾镁硫酸浸出相关性研究蒋谋锋，张一敏，包申旭，杨晓(武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉430070)摘要：对某云母型含钒石煤硫酸浸出过程中钒、钾、镁的浸出相关性进行研究来揭示钒的浸出机理。
结果表明，钒、钾、镁具有很好的共生关系，主要赋存于云母类矿物中，部分镁赋存于方解石中。
低温下，以游离态的高价钒浸出为主，钒—钾、钒—镁的浸出相关性均较差，而高温下，以晶格束缚态的低价钒浸出为主，钒—钾、钒—镁均呈现出很好的浸出相关性。
硫酸浓度对钒、钾、镁的浸出相关性影响较小，95 ℃时，不同硫酸浓度下钒—钾、钒—镁均具有很好的浸出相关性。
含镁方解石在硫酸中的溶解速率较快，同等条件下，镁的浸出率高于钒和钾。
关键词：石煤；硫酸浸出；钒；钾；镁；相关性中图分类号：TF841.3 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2014）11-0000-00Relevant Research on Sulfuric Acid Leaching of V, K and Mg fromVanadium-bearing Stone CoalJIANG Mou-feng, ZHANG Yi-min, BAO Shen-xu, Y ANG Xiao(College of Resources and Environmental Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China) Abstract：Relevancy of V, K and Mg in sulfuric acid leaching process was investigated to uncover leaching mechanism of vanadium for mica-type vanadium-bearing stone coal. The results show that V, K and Mg have close symbiotic relationship in mica mine, with part of magnesium occurring in calcite. At low temperature, both vanadium-potassium and vanadium-magnesium show a poor leaching correlation, and leaching of dissociative high valence vanadium is prevailing. At high temperature, both vanadium-potassium and vanadium-magnesium present a good leaching correlation, and leaching of low valence vanadium trapped in lattice is prevailing. Concentration of sulfuric acid has less effect on relevancy of V, K and Mg, and both vanadium-potassium and vanadium-magnesium have a good leaching correlation under different concentration of sulfuric acid at 95 ℃. Under the same condition, leaching rate of magnesium is higher than that of potassium and vanadium due to a faster dissolution rate of magnesium-bearing calcite in sulfuric acid.Key words：stone coal; sulfuric acid leaching; vanadium; potassium; magnesium; correlation石煤是我国一种独特的含钒资源，广泛分布于四川、湖南、湖北等地[1]。
可以看出钒的浸出率随硫酸浓度的增...
分类号:密级::烈易蔫舞垮拨夫?晕硕士学位论文助浸剂强化石煤中钒浸出的过程及机理研究杨晓推导教师姓名:张一敏教授武汉科技大学资源与环境工程学院申请学位级别:论文定稿日期:学位授予单位:学位授予日期:答辩委员会主席:王世敏教授评阅人:王世敏教授张高科教授武汉科技大学研究生学位论文创新性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文是本人在导师指导下,独立进行研究所阪得的成果。
除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。
论文作者签名:监照日期:呈垒堡垒塑至日研究生学位论文版权使用授权声明本论文的研究成果归武汉科技大学所有,其研究内容不得以其它单位的名义发表。
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论文作者签名:指导教师签名:武汉科技大学硕士学位论文第页摘要钒及其化合物具有独特的性能,在许多领域有着广泛的应用。
石煤是我国的优势含钒资源:.其储量大、分布广,从石煤中提取钒的工艺备受关注。
石煤提钒技术发展亟须解决的问题是提高钒的总回收率,而提高钒浸出率是关键,但石煤酸浸提钒工艺目前仍存在酸耗高、钒浸出率低等关键问题。
加助浸剂强化钒浸出具有操作简便、对原有工艺无需作大的改动等优点,受到越来越多研究者的重视。
:本文根据湖北某地石煤原矿的特点,采用在浸出过程中添加助浸剂以强化钒的浸出,并对助浸剂强化钒浸出的作用机理进行了探讨。
研究了助浸剂在新形成的酸性体系中,对矿物结构的影响,并从动力学角度揭示了助浸剂对酸浸过程的作用机理。