高鈣型含釩石煤焙燒過(guò)程的礦相變化和釩的分配規(guī)律研究.pdf

1、釩以其眾多優(yōu)異的物理化學(xué)性能，用途十分廣泛，有“金屬維生素”之稱。石煤在我國(guó)的儲(chǔ)量巨大，是一種重要的含釩資源。其中高鈣型含釩石煤的水浸提釩難度較大，是目前尚待解決的技術(shù)難題?，F(xiàn)有關(guān)石煤焙燒的研究大多只關(guān)注焙燒添加劑種類和焙燒工藝參數(shù)等外因?qū)︹C浸出率的影響，而對(duì)于內(nèi)因和焙燒過(guò)程的機(jī)理缺乏深入的研究。
　　本文對(duì)湖北某高鈣型含釩石煤進(jìn)行鈉化焙燒研究，分析釩的水浸率特征及原因，研究不同存在形式的鈣對(duì)鈉化焙燒過(guò)程的影響，揭示高鈣型含釩石煤

2、鈉化焙燒過(guò)程的相變機(jī)理。進(jìn)一步研究其它主要化學(xué)成分對(duì)鈉化焙燒過(guò)程的礦相變化和釩的分配規(guī)律的影響，在此基礎(chǔ)上分析焙燒后釩的賦存狀態(tài)，分析未能回收的釩存在于何種礦物及形成的原因。最后對(duì)焙燒過(guò)程的實(shí)質(zhì)進(jìn)行了探討。主要結(jié)論如下：
　?。?）對(duì)于該石煤，氯化鈉添加量為10％，焙燒溫度為850℃，焙燒時(shí)間為2h，釩的水浸率只有14.28％，總浸率為69.14％。先進(jìn)行5％的鹽酸除鈣后焙燒，釩的水浸率可達(dá)47.54％，總浸率為66.16％。對(duì)于

3、高鈣型含釩石煤，采用鹽酸除鈣–鈉化焙燒工藝，可以顯著提高釩的水浸率，降低最佳焙燒溫度。
　?。?）導(dǎo)致該石煤鈉化焙燒水浸率低的主要原因是原礦中CaO含量高。當(dāng)氯化鈉添加量為0~4％時(shí)，隨著氯化鈉添加量的增加，云母類礦物不斷向長(zhǎng)石轉(zhuǎn)化，鈣長(zhǎng)石的含量不斷增加，釩的水浸率隨著氯化鈉的增加而增加；當(dāng)氯化鈉添加量超過(guò)4％時(shí)，鈣長(zhǎng)石向鈉長(zhǎng)石轉(zhuǎn)變，同時(shí)游離氧化鈣增加，生成更多的釩酸鈣，釩的水浸率反而降低。
　?。?）不同形式的鈣對(duì)釩水浸率

4、的不利影響由大到小的順序?yàn)椋篊aCO3(CaO)>CaSiO3>CaSO4。對(duì)于高鈣型含釩石煤，在焙燒過(guò)程中可控制焙燒條件使碳酸鈣和氧化鈣生成活性小、熔點(diǎn)高的CaSO4，使鈣得到固定，抑制不溶性釩酸鹽的生成，提高釩的水浸率。
　?。?）過(guò)量的SiO2在焙燒樣中以石英的形式存在，不會(huì)導(dǎo)致釩的水浸率和總浸率降低及燒結(jié)現(xiàn)象，對(duì)鈉化焙燒過(guò)程沒(méi)有不利影響。Fe2O3在焙燒樣中以赤鐵礦的形式存在，對(duì)鈉化焙燒過(guò)程沒(méi)有不利影響。加入少量的MgO在

5、焙燒樣中以頑火輝石的形式存在，加入大量的MgO則以鎂橄欖石的形式存在，對(duì)鈉化焙燒過(guò)程沒(méi)有不利影響。Al2O3在焙燒樣中以鎂鋁尖晶石和剛玉的形式存在，加入大量的Al2O3還會(huì)生成方鈉石。Al2O3會(huì)與釩形成不溶于水的化合物AlVO4，從而造成釩的水浸率降低。KCl使鉀鈉長(zhǎng)石向透長(zhǎng)石轉(zhuǎn)化，但并沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的活化作用。
　?。?）在焙燒樣中，釩除了形成釩酸鈉和釩酸鈣以外，釩還以Ca5(VO4)3Cl的形式和磷灰石Ca5(PO4)3Cl

6、共生。在云母顆粒的內(nèi)部，由于SiO2不足而生成霞石，從而導(dǎo)致大約30％未能回收的釩大部分存在于霞石中，另外少部分釩存在于被石英包裹的釩酸鈉和白云母中。
　?。?）對(duì)于含釩石煤鈉化焙燒過(guò)程，影響釩水浸率的最主要化學(xué)成分是CaO，影響釩總浸率的最主要化學(xué)成分是Al2O3。
　?。?）石煤提釩鈉化焙燒過(guò)程的本質(zhì)是礦相變化和釩在各礦物間的重新分配。焙燒的目的是釩的氧化和轉(zhuǎn)化。石煤提釩鈉化焙燒過(guò)程可通過(guò)礦物組成、釩的賦存狀態(tài)和釩的價(jià)態(tài)