石煤提钒环保型新工艺研究
资料包括： 论文(27页13457字)
说明：
摘 要：我国大多数石煤提钒厂都采用“钠化焙烧—水浸—酸沉粗钒—碱溶—偏钒酸铵沉钒”这一传统工艺流程。由于食盐作为钠化焙烧的添加剂，优于其他钠盐，而被广泛的应用。但是，由于其分解产生的氯气和氯化氢气体，严重影响生态平衡和生存环境。研究一种环保型新工艺，是本次毕业设计试验的主要目的。
本文针对钠盐焙烧会产生有毒有害气体，而选用加氧化钙的办法进行氧化钙化焙烧，同时废水在系统内循环，达到无废水或只有少量废水排放的环保型新工艺。通过试验，得到下列结果：当石煤与氧化钙的比为100：8时，焙烧温度950℃，焙烧时间4h，浸出温度85℃，浸出时间3h，wt10%H2SO4介质，钒转浸率为50%～51%之间。全流程钒的总收率在44%～45%之间。
关键词 钙化焙烧，酸浸，萃取-反萃，沉钒
ABSTRACT ：Most of our coal stone vanadium plant "Na-baking-flooding-acid crude vanadium-alkali - NH4VO3 Shen V" - EC process[2～3]. Because as a sodium salt of baking additives other than sodium, which were widely used. However, due to the decomposition of chlorine and hydrogen chloride gas, seriously affecting the ecological balance and survival of the environment. Research a new type of environmental technology, is the graduation of the main design goal.
This paper will produce sodium baking poisonous gases, and use of calcium oxide and calcium oxide approach to roasting, The wastewater recycling within the system to achieve no or only a small amount of wastewater effluent discharge new environmental protection technology. Through testing, results were as follows : When the stone coal and calcium oxide compared to the 100 : 8, the calcination temperature 950℃, 4 hours roasting time, leaching temperature is 85℃, leaching time 3h, wt10% H2SO4, vanadium Baptist transfer rate of 50% ~ 51% . The whole process of vanadium in the total yield of between 44% ~ 45%.
Key words Roasting calcification,acid leaching ,extraction-stripping,Shen V
1 绪论
1.1课题简介
石煤是一种存在于震旦系、寒武系、志留系等古老地层中的劣质腐泥无烟煤，系菌藻类低等生物死亡后，在浅海还原条件下形成。我国湘、鄂、豫、渝、陕、赣、黔等地富产含钒石煤，全国探明含钒石煤储量6l8.8x10 8t，其V2O5品位多在0.1％―0.5％之间，总钒量达1.18×108t，占我国V2O5总储量的87％，超过世界其他国家和地区钒的总储量，其中在现阶段有工业开采价值(V2O5含量0.8％以上)的达8×106t。
含钒石煤的物质组成复杂多变，钒的赋存状态和赋存价态变化多端，且分散细微，X―衍射一般很难清晰准确地辨明其赋存方式；而选矿的方法也不能予以富集。钒在石煤中的价态分析研究结果表明，石煤中的钒绝大部分以V3+形态存在于含钒云母、电气石、石榴石等硅酸盐矿物中，以类质同象形式部分取代硅氧四面体“复网层”和铝氧八面体“单网层”中的Al3+。石煤中的钒还可以形成钛钒石榴石、钙钒石榴石、变钒铀矿等矿物；亦可以金属有机络合物和钒叶啉的形态存在，有时也以络阴离子呈吸附形态作为混合物存在于氧化铁、粘土类矿物中。
湖南有色金属研究院冶金所是国内进行石煤提钒工艺研究最早的科研单位之一，上世纪七十年代末八十年代初即对岳阳新开、湖北通山等地的含钒石煤进行了详细的工艺研究、建厂生产。进入新世纪以来，特别是近两年，随着国际国内市场五氧化二钒价格的暴涨(含量98％的粉状V2O5国际市场价格从2003年初的3.3美元／kg涨至2005年4月最高的66美元／kg，国内市场价格也从3.5万元／t涨至最高33万元／t)，各地又掀起了建厂提钒的热潮。由于国家环保要求日益严格，严禁外排对周边环境造成严重污染的HC1、C12、SO2等腐蚀性气体超标的废气，2005年以来国家环保总局加大了对小钒厂的整治力度，关闭、炸毁了采用NaC1为添加剂的小钒冶炼厂，如湖南古丈至2005年6月底已摧毁了五家非法钒厂，湘西自治州关闭了31家小钒厂，45家整治；岳阳在7月中旬集中取缔了十几家炼钒厂；湖北、河南、陕西等省也相继开展了类似整治行动。因此，寻求无污染或污染可控、可治理的提钒新技术、新工艺就成了众多投资者的当务之急。
摘要……………………………………………………………………………………………Ⅰ
ABSTRACT……………………………………………………………………………………Ⅱ
1 绪论……………………………………………………………………………………………1
1.1 课题简介……………………………………………………………………………………1
1.2 石煤提钒传统工艺的形成…………………………………………………………………1
1.3 钙化焙烧工艺的特点………………………………………………………………………2
2 文献综述………………………………………………………………………………………3
2.1 课题背景…………………………………………………………………………………3
2.1.1历史概况………………………………………………………………………….……3
2.1.2 国内外生产概况………………………………………………………………………3
2.2 钒的应用与发展前景 ……………………………………………………………………4
2.2.1 主要应用………………………………………………………………………………4
2.2.2 发展前景………………………………………………………………………………5
3 试验条件………………………………………………………………………………………6
3.1 试验原材料………………………………………………………………………………6
3.2 试验设备…………………………………………………………………………………6
3.3 试验方案…………………………………………………………………………………6
3.3.1 目的……………………………………………………………………………………6
3.3.2 研究方法和工艺路线…………………………………………………………………6
3.3.3 试验条件………………………………………………………………………………7
3.4 试验原理…………………………………………………………………………………8
4 试验结果与分析……………………………………………………………………………12
4.1 物料的物理与化学性质…………………………………………………………………12
4.2 焙烧………………………………………………………………………………………12
4.2.1 石灰添加量……………………………………………………………………………12
4.2.2 焙烧温度………………………………………………………………………………12
4.4.3 焙烧时间………………………………………………………………………………13
4.3 浸出………………………………………………………………………………………13
4.3.1硫酸浓度对钒浸出率的影响…………………………………………………………13
4.3.2 浸出液固比对钒浸出率的影响………………………………………………………14
4.3.3 浸泡时间对钒浸出率的影响况……………………………………………………15
4.3.4 浸出温度对钒浸出率的影响………………………………………………………15
4.4 萃取与反萃……………………………………………………………………………15
4.4.1 萃取pH……………………………………………………………………………15
4.4.2 反萃剂的选择………………………………………………………….…………16
4.5 沉钒与煅烧……………………………………………………………………………16
4.6 问题与讨论……………………………………………………………………………17
结论……………………………………………………………………………………………18
参考文献………………………………………………………………………………………19
附录A：用到的公式………………………………………………………………………21
致谢……………………………………………………………………………………………22
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作者点评：
① 本次毕业设计的试验是石煤提钒环保型新工艺，采用钙化焙烧，比较传统的钠化焙烧工艺，没有HCl、C12 气体对大气环境的污染。生产中产生的废水在系统内循环利用，没有废水排出，废渣是制作水泥和建筑用砖的良好原料。
② 本工艺最佳参数如下：
添加剂最佳配入量为：石煤∶氧化钙=100∶8，在焙烧温度950℃时，焙烧时间以4h左右最佳；液固比越小，浸出效果越好，浸出温度在85℃时比较适宜，预处理浸泡时间30h左右比较理想；萃取液pH值2.5为佳，用Na2CO3作为反萃剂效果较好。
③ 全流程钒的总收率在45%左右。