辽宁某钒钛磁铁矿酸浸提钒浸出动力学研究*

董振海， 杨晓峰， 刘双安,2， 李艳军

(1.鞍钢集团北京研究院有限公司，北京 102200；2.鞍钢集团矿业设计研究院有限公司，辽宁 鞍山 114002;.东北大学 资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 110819)

0 引言

针对火法提钒产生的环境污染以及高能耗问题，利用钒钛磁铁矿直接酸浸提钒工艺的开发与应用已成为当前的研究热点[1-3]。李欣等[4]对某沉积泥质岩型含磷钒矿采用预抛尾富集后直接酸浸提钒的方法，V2O5的浸出率可以达到91%，比传统的钠化焙烧—提钒工艺提高10%以上。李仁敏[5]对陕西五洲矿业公司的钒矿进行直接酸浸提钒，在硫酸浓度较低的情况下，钒的浸出率达到80.15%。直接酸浸提钒过程中可能发生的化学反应有

V2O4+2H2SO4=2VOSO4+2H2O，

(1)

V2O2(OH)4+2H2SO4
=V2O2(SO4)2+4H2O，

(2)

2(V2O3)·X+4H2SO4+O2
=2V2O2(SO4)2+4H2O+2X。

(3)

由于V3+直接浸出难度较大，需要破坏矿物晶格才能被浸出[6]，使得浸出率及浸出速率低、浸出液杂质含量高，这些问题目前还没有得到较好的解决[7-9]。本文通过对酸浸过程的动力学研究，判断浸出过程的控制步骤，可以选择性地控制反应的速率，分析直接酸浸提钒过程中遇到的问题，并探究其机理，以期为开发利用辽西及我国其他地区的钒资源提供新思路。

1 直接酸浸提钒的动力学基础

浸出过程大致分为3个步骤[10]：浸出剂首先向矿粒表面及裂隙中扩散，浸出剂被矿粒表面吸附并发生化学反应，在矿粒表面生成的反应物向溶液内部扩散。

对于浸出过程而言，扩散过程是最慢的步骤。若浸出反应产物很快脱离矿粒的表面，或者剩下的壳层及不参与反应的矿物和脉石疏松多孔时，浸出剂的内扩散阻力则可以忽略不计。……