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《中南大学》 2011年
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难处理石煤提钒工艺及相关理论研究

李昌林  
【摘要】:我国石煤资源丰富,石煤提钒具有极大的经济价值。传统的石煤提钒工艺能耗高,温室气体排放量大,环境污染严重。全湿法浸出提钒流程可有效避免温室气体大量排放,减少污染,但目前工艺存在诸如浸出速度低与钒回收率不高等缺陷;另一方面,现有石煤资源的处理难度越来越大。因此,开发高效、低排放石煤提钒技术,特别是开发难处理矿的提钒技术,对环境保护与矿产资源的综合利用意义重大。论文以难处理石煤作为研究对象,主要研究了湿法处理该种矿物的浸出过程动力学、钒的强化浸出工艺以及高铁浸出液的钒富集技术,并将实验室研究成果进行了中试试验。所获得主要的结论如下: (1)石煤硫酸浸出过程动力学研究表明,石煤的浸出初期受表面化学反应控制,反应活化能为103.26kJ/mol;随着浸出过程的进行,浸出渣表面出现硅氧质浸出残核,硫酸需要穿过硅氧质浸出残核与内部的钒组分继续反应,反应的控制步骤逐渐由表面化学反应控制向固膜扩散控制转变。 (2)采用含氟添加剂与电磁场加热的双效强化措施,可有效提高难处理石煤中钒的浸出;强化浸出的动力学原因是外场与氟化物强化了浸出后期浸出渣表面硅氧质残核中云母相的破坏,使残核中的钒可较容易地转移到溶液中。创造性地设计了一种新型加热浸出装置,该装置加热时可产生交变电磁场,交变电磁场的采用可使钒浸出率提高2%左右。得到了一个合理的难处理石煤矿浸出工艺条件:在外场作用下采用二段逆流工艺浸出,且当每段浸出时间4h、浸出时总耗酸量55%、氟化物添加剂量1.9wt.%、温度95℃以及液固比1:1时,可获得高达83.27%的钒浸出率。但浸出液中含有大量的铁、铝等杂质离子。 (3)研究了沉淀—转溶法从高铁含钒浸出液中回收钒的工艺,结果表明:①碳酸钠直接中和沉淀富集钒工艺存在过滤困难等缺陷;②先通过还原—沉淀法得到含钒约10%的富集渣,后用碳酸钠与氢氧化钠转溶时,钒的回收率分别约为59%与69%。沉淀—转溶法的钒回收率较低。 (4)采用P204萃取工艺,可从高铁浸出液中高效回收钒。当萃取相比Vo:VA=1:1,水相电位-100mV左右,pH 2.2,两相接触时间8 min,4级萃取后,99%以上钒进入有机相;采用浓度1.5mol/L稀硫酸作反萃剂,反萃相比Vo:VA=10:1,接触时间15min,5级反萃时,反萃率可达99%以上;反萃液用氯酸钠氧化后,用氨水将溶液的pH调至1.5左右、并在95℃左右搅拌3h可沉淀出合格的多钒酸铵,沉淀效率为96.5%。当采用离子交换工艺回收沉钒母液中钒时,可进一步提高总的钒回收率。 (5)研究了工艺流程中废水的处理工艺。离子交换尾液与其它含铵废水通过石灰中和—氨吹脱—折点氯化处理后,可达标排放或循环利用;不含铵废水采用简单石灰中和处理后,可达标排放或循环利用。 (6)根据实验室研究结果,确定了一个包括硫酸强化浸出、溶剂萃取、铵盐沉钒以及离子交换回收沉钒母液中钒等工序在内的石煤提钒工业化中试生产流程,硫酸强化浸出中的强化措施主要包括电磁场加热浸出体系以及添加含氟添加剂。中试结果表明,在酸耗18%与强化浸出剂用量1.5%情况下,可获得高于68%的五氧化二钒总回收率,五氧化二钒产品的各项指标均达到GB3283-87冶金98级标准。与传统工艺相比,该湿法流程具有不排放温室气体与总钒回收率高等优点。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TF841.3

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【引证文献】
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1 李艳;电场强化转炉钒渣浸取实验研究[D];重庆大学;2012年
【参考文献】
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1 李莉芝;连苯三酚分光光度法测定合金钢中的总钒量[J];吉林师范学院学报;1995年08期
2 杨静翎;金鑫;;酸浸法提钒新工艺的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2007年03期
3 许国镇,夏华,李权;湖北崇阳石煤中钒的价态分配[J];北京钢铁学院学报;1988年02期
4 何东升;冯其明;张国范;欧乐明;卢毅屏;;石煤钠化焙烧料酸浸动力学[J];北京科技大学学报;2008年09期
5 于兴哲;宋月清;崔舜;李明;周晓华;;钒基合金的研究现状和进展[J];材料开发与应用;2006年06期
6 锡淦,雷鹰,胡克俊,席歆;国外钒的应用概况[J];世界有色金属;2000年02期
7 任学佑;金属钒的应用现状及市场前景[J];世界有色金属;2004年02期
8 司士辉;戚斌斌;;微波场对石煤湿法提钒过程的影响[J];常熟理工学院学报;2009年02期
9 刘素琴,郭小义,黄可龙,刘勇刚,李晓刚;钒电池电极材料聚丙烯腈石墨毡的研究[J];电池;2005年03期
10 李华,常守文,严川伟;全钒氧化还原液流电池中电极材料的研究评述[J];电化学;2002年03期
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1 阳征会;黄钠铁矾渣提取镍铁工艺及软磁高频镍锌铁氧体的制备研究[D];中南大学;2007年
2 陈云;碱性体系中铝钒钼的溶液化学性质及分离技术研究[D];中南大学;2006年
3 何东升;石煤型钒矿焙烧—浸出过程的理论研究[D];中南大学;2009年
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1 郑祥明;石煤提钒新工艺研究[D];湘潭大学;2003年
2 黄银霞;五氧化二钒与氧氯化锆的湿法提取研究[D];郑州大学;2006年
3 胡建锋;从废钒触媒中提钒新工艺的研究[D];昆明理工大学;2006年
4 朱保仓;高碳石煤提钒新工艺研究[D];西安建筑科技大学;2007年
5 庄树新;硅质岩钒矿中无污染提取五氧化二钒的新工艺研究[D];中南大学;2007年
6 史倩;硅酸盐型钒矿提钒工艺实验研究[D];西安建筑科技大学;2009年
7 王雄;五氧化二钒提取和氮化的工艺研究[D];中南大学;2009年
【共引文献】
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1 毕朝文,宁静;原子吸收光度法测定铅阳极泥中的银[J];四川有色金属;1998年03期
2 严明英;废干电池处理过程中汞的行为研究[J];四川有色金属;2003年03期
3 王金超;钙对钒渣提钒的影响[J];四川有色金属;2004年04期
4 李慧玲,张正培,张林;合金样品中钴、镍分量测定方法的研究[J];四川有色金属;2005年02期
5 罗仙平;陈江安;熊淑华;;近年化学选矿技术进展[J];四川有色金属;2006年03期
6 王小江;刘武汉;蒲德利;;多钒酸铵熔化过程中的钒损失分析及对策[J];四川有色金属;2006年04期
7 李慧玲;张林;;混合料中钒、铬分量测定方法的研究[J];四川有色金属;2007年02期
8 李健昌;封丹;罗仙平;韩磊;赖兰萍;;氨氮工业废水处理技术现状和展望[J];四川有色金属;2008年03期
9 赖第华;李坤林;;石煤脱炭焙烧水浸提钒工艺研究[J];四川有色金属;2009年02期
10 张冬清;李运刚;张颖异;;国内外钒钛资源及其利用研究现状[J];四川有色金属;2011年02期
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1 王腾飞;文田耀;王少丽;张平丽;;分光光度法测定镍钼矿中的磷[A];河南地球科学通报2011年卷(下册)[C];2011年
2 吕显智;唐朝纲;刘彬;张国建;徐中伦;;辨识黄磷危险特性的实验研究[A];2010中国消防协会科学技术年会论文集[C];2010年
3 刘荣丽;易师;崔益新;范会涛;;铝钇合金中钇的测定[A];第十三届全国稀土化学分析学术研讨会论文集[C];2011年
4 孙红英;王津;唐维学;施平;;ICP-AES测定中低含量复杂稀土矿稀土总量的快速分析方法[A];第十三届全国稀土化学分析学术研讨会论文集[C];2011年
5 符永际;;铝片还原-硫酸铈无汞滴定法测定铁矿石中全铁的改进[A];中国有色金属学会安全学术委员会2011年年会、中国有色金属工业安全生产职业健康学术交流会论文集[C];2011年
6 刘荣丽;;镁锆合金中锆的测定[A];全国有色金属理化检验学术报告会论文集[C];2011年
7 符永际;;火试金法测定冰铜中金配料方法的探讨[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
8 张靖;王鹏;李孟洁;沈欣;李瑄;;应急抢险救援烟火切割技术试验研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C];2009年
9 汤李缨;范少群;;R_2O-CaO-SiO_2系统晶质玻璃组成对物化性能的影响[A];2010全国玻璃技术交流研讨会论文集[C];2010年
10 屠伟龙;;用膜回收炼厂瓦斯气中氢气存在的问题及解决方法[A];炼厂制氢、废氢回收与氢气管理学术交流会论文集[C];2008年
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1 徐耀兵;中间盐法石煤灰渣酸浸提钒工艺的试验研究[D];浙江大学;2009年
2 李社锋;低挥发份劣质燃料循环流化床燃烧特性研究[D];浙江大学;2010年
3 刘秉国;弱吸波物料的微波煅烧新工艺及理论研究[D];昆明理工大学;2010年
4 叶国华;从含钒钢渣中提取V_2O_5的新工艺与机理研究[D];昆明理工大学;2010年
5 王胜民;机械镀锌无结晶形层的研究[D];昆明理工大学;2010年
6 梁杰;从含锗烟尘浸出与萃取锗研究[D];昆明理工大学;2009年
7 徐松林;PTFE/A1含能反应材料力学性能研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 牛艳霞;栲胶脱硫工艺副产物生成机理及影响因素的研究[D];太原理工大学;2010年
9 王庆伟;铅锌冶炼烟气洗涤含汞污酸生物制剂法处理新工艺研究[D];中南大学;2011年
10 石文堂;低品位镍红土矿硫酸浸出及浸出渣综合利用理论及工艺研究[D];中南大学;2011年
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1 梁静;钛合金精密腐蚀加工工艺及机理研究[D];南昌航空大学;2010年
2 刘鸣;PTFE微孔膜物理亲水改性研究[D];浙江理工大学;2010年
3 马晓芳;超细氢氧化镁制备的研究[D];郑州大学;2010年
4 杨用龙;石煤湿法提钒工艺及其溶液化学研究[D];湘潭大学;2010年
5 杨康;石煤湿法提钒新工艺与机理研究[D];湘潭大学;2010年
6 綦鹏飞;锂吸附材料的制备及其吸附性能研究[D];中国海洋大学;2010年
7 李宗坤;QCM气体传感器的研究及其在安全检测中的应用[D];天津理工大学;2010年
8 柳青松;S公司水龙头除铅清洗工序质量控制研究[D];华南理工大学;2011年
9 范进军;铬(Ⅲ)的萃取及其碱反萃试验研究[D];江西理工大学;2010年
10 汪银梅;固定化细胞移动床浸出高硫高铁低铜难选铜矿中铜的研究[D];江西理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 王金超;钙对钒渣提钒的影响[J];四川有色金属;2004年04期
2 锡淦,雷鹰,胡克俊,席歆;国外钒的应用概况[J];世界有色金属;2000年02期
3 文喆;国内外钒资源与钒产品的市场前景分析[J];世界有色金属;2001年11期
4 李宇展,任慢慢,吴青端,魏进平,阎杰;锂离子蓄电池钒系正极材料的研究进展[J];电源技术;2005年02期
5 崔艳华,孟凡明;钒电池储能系统的发展现状及其应用前景[J];电源技术;2005年11期
6 朱燕;贺慧琴;邓方;刘大银;;钒渣中钒的浸出特性[J];环境科学与技术;2006年12期
7 张在海;王淀佐;邓吉牛;林大泽;;黄铜矿细菌转化与浸出机理探讨[J];中国工程科学;2005年S1期
8 王维熙;罗建平;李利军;;矿浆电解法浸出多金属硫化矿中银的工艺条件探讨[J];桂林工学院学报;2006年03期
9 曹兰花,潘新明;高级氧化法处理难降解有机废水技术[J];甘肃科技;2003年10期
10 程亮;;五氧化二钒生产工艺的进展[J];甘肃冶金;2007年04期
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1 李宏煦;硫化矿细菌浸出过程的电化学机理及工艺研究[D];中南大学;2001年
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1 黄劲松;碳酸铜矿中钴的选择性浸出实验研究[D];南昌大学;2008年
【二级参考文献】
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1 李春,何良惠,李升章;镍锌铁氧体粉体合成新方法[J];四川有色金属;2000年02期
2 陈远强,林娟;黄钠铁矾法除铁在钴系统中的应用[J];四川有色金属;2002年01期
3 王金超;钙对钒渣提钒的影响[J];四川有色金属;2004年04期
4 杨静翎;金鑫;;酸浸法提钒新工艺的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2007年03期
5 许国镇,夏华,李权;湖北崇阳石煤中钒的价态分配[J];北京钢铁学院学报;1988年02期
6 蒋引珊,金为群,权新君,王玉洁,董振亮;粘土矿物酸溶解反应特征[J];长春科技大学学报;1999年01期
7 张云,范必威,彭达平,陈细发;从石煤酸浸液中萃取钒的工艺研究[J];成都理工学院学报;2001年01期
8 林海玲,范必威,庾化龙,张云;石煤中影响钒转浸率的主要因素研究[J];成都理工学院学报;1999年03期
9 温守东,丁玉兴;影响钒渣焙烧转化率的因素探讨[J];承德石油高等专科学校学报;1999年04期
10 贾定先,李栋藩,张盈珍;硅锆层柱蒙脱石的合成及热稳定性[J];催化学报;1997年01期
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1 戴文灿;石煤资源清洁利用及固废资源化研究[D];广东工业大学;2001年
2 郑祥明;石煤提钒新工艺研究[D];湘潭大学;2003年
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7 周敬元;用预中和法提高铟锗镓的浸出率[J];有色金属(冶炼部分);1980年06期
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5 李荣兴;谢刚;杨棣;杨大锦;张皓东;;低品位硫化锌矿细菌浸出实验研究[A];2008年全国冶金物理化学学术会议专辑(下册)[C];2008年
6 魏莉;屈战龙;朴慧京;;微波焙烧预处理难浸金矿物[A];第十二届冶金反应工程学术会议论文集[C];2008年
7 张海青;刘存兄;肖才锦;张贵英;黄东辉;王平生;田伟之;孙红超;赵常军;刘超;高思泽;;中国不同品牌茶中的微量元素研究[A];第十二届全国活化分析学术交流会论文摘要汇编[C];2010年
8 蔡东联;胡同杰;苏峰;童本德;李荣杰;徐庆华;;茶叶中微量元素和蛋白质含量测定[A];饮茶与富裕型疾病防治专题学术研讨会论文汇编[C];2000年
9 陈会全;谢刚;袁明华;阎江峰;杨大锦;李荣兴;;低品位硫化铜矿细菌浸出试验研究[A];第八届全国冶金工艺理论学术会议论文专辑[C];2005年
10 郭志猛;高峰;杨珂;张瑞珠;李艳;;自蔓延高温合成法固化高放核废料的研究[A];2006全国核材料学术交流会论文集[C];2006年
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1 封进华;尾矿利用,让石英滩金矿延寿六年[N];地质勘查导报;2007年
2 丁晨;甘肃研发生物提铜新技术铜浸出率达50.52%[N];现代物流报;2008年
3 本报记者 刘兰宁 本报特约记者 白文起 本报通讯员 呙亚冬;马脑壳金矿——从公斤到吨的“神话”[N];地质勘查导报;2008年
4 魏忠民 赵莽;承钢80钒铁合格率居国内领先[N];中国冶金报;2009年
5 宦建新;食品安全到底怎样评价[N];科技日报;2005年
6 汪志;生物堆浸提铜新技术在甘肃研发成功[N];中国有色金属报;2008年
7 谈琳徐兰山;打开行业绿色发展之门[N];科技日报;2008年
8 鸿志茶庄 刘冬生;饮茶,科学泡茶是关键[N];中华合作时报;2003年
9 本报记者 江南;我们可以放心饮茶吗?[N];人民日报;2005年
10 本报首席记者 包斯文;红土镍矿成为“香饽饽”[N];中国冶金报;2007年
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1 李昌林;难处理石煤提钒工艺及相关理论研究[D];中南大学;2011年
2 叶国华;从含钒钢渣中提取V_2O_5的新工艺与机理研究[D];昆明理工大学;2010年
3 单志强;广西栗木矿区多金属尾矿中铷资源回收工艺研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
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1 葛怀文;从含钒尾渣中浸取钒新工艺研究[D];昆明理工大学;2008年
2 王娜;石煤矿提钒绿色工艺的基础研究[D];重庆大学;2010年
3 郑琍玉;安徽池州地区石煤提钒工艺研究[D];合肥工业大学;2010年
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5 肖彩霞;石煤钠化焙烧提钒新工艺研究[D];中南大学;2011年
6 李晓军;钒渣中尖晶石生长规律及钒渣钙化焙烧机理的研究[D];重庆大学;2011年
7 邓志敢;石煤氧压酸浸萃取提钒新工艺研究[D];昆明理工大学;2008年
8 曹继;石煤中五氧化二钒的提取新工艺研究[D];湖南大学;2011年
9 熊学权;硫化镍铜矿浸出体系中菌群组成及浸出效果研究[D];昆明理工大学;2010年
10 李义兵;分银渣综合回收利用工艺研究[D];中南大学;2003年
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