石煤焙烧样加压选择性浸出钒工艺及机理研究

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我国石煤中V2O5储量为1.18亿吨,是我国重要的含钒资源。酸浸提钒工艺在石煤提钒领域应用较为广泛,但仍存在浸出选择性差的问题。本研究针对此问题,研究了石煤焙烧样加压酸浸提钒工艺,对比了酸浸液循环前后加压浸出过程中钒、铁、铝、磷的浸出行为的不同,在此基础上提出了石煤焙烧样脱磷—循环加压酸浸选择性提钒工艺,并分别从热力学的角度以及采用XRD、XPS、FTIR和ICP-AES分析阐明了这些过程机理,主要可得以下结论:石煤焙烧样加压酸浸提钒最佳工艺参数为:釜内压力1.0 MPa、15%(v/v)H2SO4、1.5 mL/g、120 min、150℃,此时钒浸出率为80.51%。循环加压酸浸工艺较未循环加压酸浸工艺可以获得更好的提钒降杂效果,当液固比为1.5 mL/g,浸出时间为120 min,釜内压力为1.0 Mpa,硫酸浓度为12.5%(v/v),一段循环浸出温度为180℃,二段循环浸出温度为150℃时,钒浸出率为84.56%,铝浸出率为32.74%,磷浸出率为60.69%,铁浸出率为5.83%,与硫酸浓度为15%(v/v)浸出温度为180℃且其它浸出条件相同时的未循环加压浸出相比,钒浸出率提高了2.95%,浸出液中铁、铝、磷分别减少了70.79%,45.87%,27.05%,同时硫酸用量减少了16.67%。在脱磷温度20℃,脱磷硫酸浓度3.0%(v/v),液固比1.5 mL/g,脱磷时间120 min条件下,石煤焙烧样中磷脱除率可达98.75%,钒损失率仅为3.52%,脱磷效果显著;石煤焙烧样脱磷后再在液固比1.5 mL/g,浸出时间120 min,釜内压力1.0 Mpa,一段硫酸浓度3.75%(v/v),一段加压浸出温度180℃,二段硫酸浓度15%(v/v),二段加压浸出温度150℃条件下进行循环加压浸出后,钒浸出率为80.46%,铝浸出率为12.24%,磷浸出率为0.67%,铁浸出率为3.12%,与未循环加压浸出相比,在钒浸出率相当的同时,浸出液中铁、铝、磷分别降低了83.51%、84.45%、99.32%,实现了钒的选择性浸出。
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