含钒黏土矿直接酸浸提钒及其动力学研究①

石美莲， 华 骏， 颜文斌， 高 峰， 蔡 俊

(1.湘西土家族苗族自治州质量检验及计量检定中心,湖南 吉首416000； 2.吉首大学 化学化工学院,湖南 吉首416000； 3.湖南省2011 计划“锰锌钒产业技术”协同创新中心,湖南 吉首416000)

钒是重要的战略物质,含钒黏土矿是我国重要的钒矿资源,主要分布于湖北、河南、陕西、湖南等省［1］。 目前,提钒工艺主要有钠化焙烧、钙化焙烧、无盐焙烧、复合添加剂焙烧、直接酸浸等［2-3］。 钠化焙烧对环境污染严重［4-6］；钙化焙烧对矿石的选择性强；无盐焙烧时矿石的结构难被有效破坏,对矿石的选择性也较大［7］；复合添加剂焙烧在含钒黏土矿提钒中效果不佳［8］；直接酸浸工艺在含耗酸物碳酸盐、有机质、铁较少的石煤钒矿中较适用,可以进行规模化生产,发展前景良好［9］。 含钒黏土矿热值低,如进行焙烧,则能耗高,因此,目前含钒黏土矿主要采用直接酸浸工艺［10-11］。 本文以陕西某地含钒黏土矿为原料,采用直接酸浸工艺进行提钒,对钒浸出机理进行研究,推导出浸出反应动力学模型,为含钒黏土矿的开采利用提供理论依据。

1 实验部分

1.1 实验原料分析

含钒黏土矿采自陕西某地,原矿经破碎、球磨、过筛后,选择125 ～180 μm 粒级矿粉作为实验原料。 采用行业标准YB/T 5328—2009 高锰酸钾氧化-硫酸亚铁铵滴定法测定五氧化二钒含量,利用X 射线荧光光谱和等离子发射光谱仪对矿样进行了分析,其主要化学成分如表1 所示。

表1 含钒黏土矿主要化学成分（质量分数）/%

矿样中钒含量0.89%,二氧化硅含量37.2%,矿物以硅铝酸盐为主。……