石煤脫碳樣浸出過程離子行為及體系熱力學分析.pdf

1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringtheIonsBehaviorandThermodynamicsAnalysisofSolutionSystemduringLeachingProcessingofRoastedStoneCoalMasterCandidate：Major：Supervis

2、or：LiDaoMiningEngineeringAssociateProfLiuTaoWuhanUniversityofScienceandTechnologyWuhan，Hubei430081，PRChinaMay242016摘要浸出過程是石煤提釩的關鍵環(huán)節(jié)，但釩被浸出的同時，鐵、鋁等雜質元素也會大量進入浸出液中，從而影響后續(xù)凈化富集和沉釩工序的正常進行。查明釩、鐵、鋁等在石煤提釩浸出過程中的離子行為，以及浸出液中主要離子的存在形式

3、，對于優(yōu)化浸出液處理工藝具有重要意義。本文以湖北某石煤脫碳樣為研究對象，在確定適宜浸出體系的基礎上，結合熱力學方法研究了酸浸提釩過程中V、Fe、Al的浸出行為，并計算分析了浸出液中V、Fe、A1離子的存在形態(tài)。結果表明，酸浸過程中石煤脫碳樣的釩浸出率達到8105％，但同時鐵、鋁浸出率分別為4274％幣U8544％。熱力學分析發(fā)現，在氟化鈣硫酸浸出體系中，白云母(主要的含釩礦物)溶解的同時，赤鐵礦和鉀長石等亦會發(fā)生溶解反應。硫酸濃度、浸出

4、溫度、浸出時間、液固比等參數對V、Fe、A1的浸出率影響有相同趨勢，Al浸出率高于V和Fe；酸浸過程中主要礦物溶解的難易順序為：赤鐵礦、白云母、鉀長石，且赤鐵礦達到溶解平衡所需時間較長：要減少酸浸提釩過程中Fe的溶出，可在保證釩浸出率的前提下適當縮短浸出時間。以最佳試驗條件下獲得的酸浸液中各離子濃度為基準，計算分析了硫酸溶液體系、含氟離子的硫酸溶液體系以及實際酸浸液體系中V、Fe、A1的存在形式隨pH變化的熱力學平衡分布，發(fā)現體系中氟離

5、子、硫酸根離子對V、Fe、A1的存在形式有較大影響。在酸浸液體系下，釩主要以V02和VOS04的形式存在，亞鐵離子主要以Fe2和FeS04形式存在，鐵離子主要以FeS04和Fe(S04)2‘的形式存在，鋁離子主要以A1F2、AIF2、ALS04和AI(S04)2一的形式存在。由于氟離子會優(yōu)先與鐵鋁離子絡合，其引入不會導致浸出液中釩的存在形態(tài)復雜而影響后續(xù)萃取過程。研究確定的酸浸液中不同離子組分及其存在形式，對優(yōu)化后續(xù)凈化富集和沉釩工藝有