文档介绍：第 10 卷第 1 期过程工程学报
2010 年 2 月 The Chinese Journal of Process Engineering Feb. 2010
石煤灰渣酸浸提钒工艺中钒的浸出动力学
徐耀兵, 骆仲泱, 王勤辉, 周劲松, 施正伦
(浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江杭州 310027)
摘要:采用液−固多相反应的缩芯模型研究了石煤灰渣中 V2O5 的浸出动力学,考察了酸浸温度、硫酸浓度对 V2O5
浸出反应速率的影响. 结果表明,在实验温度范围内,V2O5 的浸出过程为固膜扩散控制,浸出反应的表观活化能为
kJ/mol. 当硫酸浓度小于 6 mol/L 时,浸出属化学反应控制过程;当硫酸浓度大于 6 mol/L 时,浸出过程为固膜
扩散控制,其表观反应级数为 . 提高酸浸温度可提高 V2O5 的浸出率;在硫酸浓度小于 6 mol/L 时提高硫酸浓度,
可提高 V2O5 的浸出率;而高于该值提高硫酸浓度对 V2O5 浸出率的提高无明显作用.
关键词:石煤灰渣;硫酸浸出;V2O5;动力学
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009−606X(2010)01−0060−05
1 前言致的结果. 因此,本工作在酸浸工艺条件实验的基础上,
研究了灰渣中钒的浸出动力学,从酸浸温度、硫酸浓度
石煤是一种主要存在于震旦系、寒武系等古老地层两个方面研究了钒浸出过程的控制步骤以便认识和了
中的碳质页岩[1],主要分布于我国南方各省,如湖南、解浸出过程的反应速度控制因素,对浸取理论进行重要
湖北、江西、浙江、安徽、贵州、广西等. 石煤含碳量补充,为优化酸浸工艺、提高酸浸效率打下坚实的基础.
为,热值较低,作为常规燃
10%∼20% (3000∼5500 kJ/kg) 2 实验
料利用十分困难. 但石煤中大多富含 V2O5,据统计,全
国石煤中 V2O5 总储量达亿 t,约占全国 V2O5 资源实验材料
总量的 87%. 目前国内外市场上对钒产品的需求迅速上石煤在浙江大学自行研制的热功率为 1 MW 的大
升[2],钒产品的供应量严重不足. 在此情况下,将石煤型循环流化床锅炉中燃烧,得到实验所用灰渣,粒度很
作为一种重要的钒矿资源进行开发具有重要的意义. 细, mm 以下颗粒占 %,呈粉末状,灰渣含钒
我国从石煤中提钒主要采用钠化焙烧−水浸−沉淀量为 %. 灰渣物相分析结果[10]表明,其中的主要矿
粗钒−粗钒碱溶−沉淀偏钒酸铵−偏钒酸铵热解工艺[3], 物相为云母、石英和氧化铁. 钒物相分析表明,云母类
该工艺环境污染严重,钒总回收率低. 许多研究者对传矿物中的钒占总钒量的 %. 灰渣中钒价态分析见
统的提钒工艺进行了优化和改进,提出了无盐焙烧[4]、图 1. 由图可知,三价钒和四价钒占总钒量的 %,
复合焙烧剂焙烧、钙法焙烧、石煤直接酸浸[5]、石煤碱在灰渣中为 %(ω),属典型的难浸出钒矿[11]. 因此,
[6] [7]
浸、石煤氧压酸浸等工艺,V2O5 回收率有一定的提
高. 浙江大学提出了中间盐