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第 10 卷第 4 期过程工程学报
2010 年 8 月 The Chinese Journal of Process Engineering Aug. 2010
石煤灰渣二次焙烧稀酸浸出提钒工艺条件
余德麒 1, 施正伦 1, 肖文丁 2, 李戈跃 2, 骆仲泱 1, 岑可法 1
(1. 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江杭州 310027;2. 上海中电绿科集团公司,上海 201204)
摘要:为获得石煤灰渣二次焙烧稀酸浸出提钒工艺的优化条件,对该工艺钒浸出率的影响因素进行了实验研究. 结
果表明,二次焙烧温度、二次焙烧时间、熟料粒径、酸浸温度、硫酸浓度 5 种因素对钒浸出率的影响较大,酸浸液固
体积质量比、酸浸时间的影响较小. 最佳工艺条件为:二次焙烧温度 850℃,二次焙烧时间 1 h,熟料粒径 180 µm 以
下,常温(18℃)酸浸,硫酸浓度 mol/L,液固比 2∼ mL/g,浸出时间 h. 在此条件下,石煤灰渣钒浸出率可
达 81%以上.
关键词:石煤灰渣;二次焙烧;稀酸浸出;影响因素;钒;综合利用
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009−606X(2010)04−0673−06
1 前言也较无盐焙烧提高,但对矿物有一定选择性,对难浸出
矿物存在转化率偏低、成本偏高等问题,不适于大批量
石煤是形成于早元古代和早古生代的呈黑色或黑[10]
生产. 徐耀兵等提出了中间盐法石煤灰渣直接酸浸
灰色的沉积可燃有机岩[1],大多具有高灰、高硫、低发
提钒工艺,整个过程为石煤循环流化床锅炉燃烧发电−
热量和硬度大的特点我国湖南、湖北、浙江、广西、[11]
. 灰渣直接酸浸−酸浸液结晶铵明矾−结晶中间盐−溶剂
贵州、安徽、江西、河南、陕西、广东等省区石煤
10 萃取反萃取−氨法沉钒−热解脱氨. 该工艺充分利用石
[2,3]
的总储量达 亿 t ,石煤中钒的总储量达 亿煤热量、钒转化率高、环境友好,对云母类难浸出矿物
,占我国总储量的我国大多数石煤中含钒
t V2O5 87%. 亦有较高钒浸出率,但缺点是硫酸消耗较大.
矿物有含钒云母、含钒高岭土、含钒氧化铁、含钒电气
浙江大学热能工程研究所提出了石煤循环流化床
石和含钒石榴石等[4,5]. 钒在云母类、电气石类、石榴石
锅炉燃烧发电−灰渣复合添加剂二次焙烧−稀酸浸出−离
类矿物中以价钒替代价铝等进入硅酸盐矿物晶格
3 3 子交换−铵化沉钒−热解脱氨的提钒新工艺. 该工艺解
中,即类质同相置换,这些矿物结构非常稳定难被水、决了钠化焙烧、无盐焙烧、钙化焙烧等一般提钒工艺对
酸或碱溶解,属难浸出矿石. 因此,要浸出这部分钒必难浸出含钒矿物转化率偏低的问题,同时又解决了中间
须先破坏含钒矿物的晶体结构,使赋存在晶体结构中的盐法石煤灰渣直接酸浸提钒工艺中硫酸消耗较大的问
钒释放出来,再使其氧化和转化. 而在氧化铁和高岭土题. 经实验证明,该二次焙烧工艺对广西上林地区难浸
矿物等粘土类矿物中,钒是以混合物状态存在,赋存形出石煤矿有较高转化回收率. 该工艺技术可行,生产成
式以吸附为主,属