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石煤中硅钒资源综合利用的研究

闫继武  
【摘要】:石煤中主要有用元素为硅和钒,现行的工艺只提取石煤中钒,很少关注硅且钒的提取率不高。本实验针对湖南岳阳某石煤矿,研发了石煤中硅钒资源综合提取利用的工艺,并制备出高品质的白炭黑和V205产品。我们对该工艺中各环节进行考查,确定了最优条件,主要研究内容和结果如下: 新工艺可以实现硅和钒的分步高效浸出。石煤添加钠盐熔融水淬后,硅生成为硅酸钠,为无定形态,在碱性溶液中可溶性很好;钒被液相包裹,并未被氧化,仍以+3价存在,可溶于酸性溶液而不溶于碱性溶液。通过熔融水淬后,先碱浸,再酸浸就可以实现碱浸将硅浸出,钒仍留在固相中,酸浸再将钒浸出。 选用浸硅液制备白炭黑可以获得高比表面积的白炭黑。浸硅液中有害金属含量很低,可以直接用于沉淀法制备白炭黑,调控好各个条件后白炭黑比表面积可达360m2/g。在生成白炭黑的过程中可以直接对白炭黑进行改性,制备出疏水白炭黑。 钒是本工艺最主要产品,通过对钒浸出过程进行热力学和动力学试验分析及计算,钒可以以+4价浸出,并找出了钒浸出控制环节和反应活化能。 确立了石煤烧渣钠盐熔融水淬—硅和钒的提取—制备白炭黑和V205产品的工艺。整个流程实现了硅、钒的综合利用,并减少了尾渣排放量,可实现资源和环境的双重效益。


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