石煤提钒工艺比较研究.pdf

科技创业导 石煤提钒工艺比较研究 刘代琴 余训民 胡立嵩 (武汉工程大学环境与城市建设学院 湖北 武汉 430074) 摘 要 对石煤提钒工艺进行 综述 ，介绍 了石煤提钒 的基 本原理和几种工艺 ．比较 了各种 工艺的优缺 点和 适 用性 ，提 出 目前石煤提钒工艺的发展 方 向。 关键词 石煤提钒 工艺 焙烧工艺 浸 出工艺 除杂和富集工艺 中图分类号 TFl11 文献标识码 A 含钒石 煤是 我 国一种 新型 的钒 矿 资 由于 NaC1分解所产生 的 Cl，作催化 好选择NHHC0。由于矿中加入 的石灰或 源 ．中国对石煤提钒工艺的研究始于20世 剂 ．可大大加速低价钒的氧化反应速度 ．从 石灰石分解后生成 的 CaO使钙化焙烧熟 纪 60年代末 ．70年代 已开始石煤提钒 的 而提高五价钒 的转化率 同时 V0Cl分解 料 的水浸料浆有较强碱度 ．为提高 C0：一 工业生产 ．近年来更是发展迅速 ．但石煤提 产生游离的高活性V，0易与 Na，0结合生 的浓度 ．可向浸 出料浆中通 C0，．或最好在 钒生产水平总体来说 比较落后 ．相关的基 成易溶解的钒酸钠盐类 ： 0-20．3MPaC0 压力 ，由于C0 的中和 。 础理论研究也较薄弱 石煤提钒的关键步 y(V205)+xNa2O=xNa20·yV205 料浆碱度 降至 pH8左右 ，这样进人溶液中 骤在于焙烧和浸出 从石煤 中提取钒 ．通过 由于钠化焙烧产生大量的 Cl，、HCl及 的大量 C0 离子 的存在 ．根据质量作用定 焙烧使低价钒氧化为高价钒是一个关键步 S0，等有毒气体 ．对周 围环境造成严重破 律 ，Ca(V0)，与C0z一的反应将 向生成 Ca． 骤 含钒石煤氯化钠焙烧是一个相反应过 坏 国家环保部门已明令禁止采用这种无 C0 和 V0一的方 向进行 ，使钒转入溶液 ， 程．主要产物是可溶性钒酸钠和钾钠长石 “三废 ”治理措施的工艺进行生产 所 以这 从而实现了钒浸 出的 目的 钙化焙烧工艺 通过水浸或是酸 (碱)浸 出．使高价钒进入 种方法要求投入大量资金对 “三废”进行治 技术经济指标好坏 的关键即在于此 在通 溶液 ．实现 固液分离 然后进入富集钒 的阶 理及对周边造成 的经济损失进行赔偿 ．大 入 C0，和加压条件下用碳酸氢铵进行弱碱 段 ．一般有萃取富集或是铵盐沉钒 ．最后热 大加大了产 品的成本 寻求可行的添加剂 ． 性碳酸化浸出．可使钒转入溶液 ： 解脱氨制得精钒 历年来 ．我国石煤提钒 的 不仅要有利于打破石煤 中粘土矿物 的结 Ca (V03)2+2NH4HC03+0H—}2V03一+ 新工艺都是在此基本流程基础上进行改 良 构 ．使钒能尽可能地完全释放 ．而且对环境 2NH CaC03+H20 的 本文综述了石煤提钒的常见的T艺 比 不造成大的影响．尽可能考虑添加剂的经 浸 出后的含钒溶液 的后续处理工序与 较 ．讨论了它们在实际T业 中的应用 ．并提 济成本 钠化法相 同 出了其发展方向 1．1．2 钙化焙烧 1．1_3 氧化焙烧 钙化焙烧工艺是将石灰 、石灰石或其 氧化焙烧法是在焙烧过程 中不添加钠 1 工艺比较 它钙化合物按一定 比例添加到钒矿 中混 盐 ．在高温下通过空气 中的氧直接将三价 1．1 焙烧工艺 料 ．再进行氧化钙化焙烧 ，使矿 中的钒氧化 钒氧化为酸可溶的五价 无盐焙烧过程是 1．1．1 钠 化焙 烧 并生成钒酸钙 ： 典型的气 固反应 ．影响焙烧转化率的主要 传统工艺 的石煤提钒多为钠化焙烧 ， V203+02=V205 因素是石煤的矿物结构 、温度 、矿石粒度 、 NaCl热稳定性甚高 ．在空气中加热