石煤流态化焙烧机理研究

摘要

石煤是我国重要的含钒资源，储量极为丰富，从石煤中提钒是开发利用钒资源最为重要的手段。现阶段较为常见的石煤提钒工艺尚存在着许多问题，较为突出的主要有成本高、回收率低和环境污染等，为进一步提高提钒的效率、降低提钒的成本以及实现清洁提钒，本文基于湖北某地石煤原矿性质，对其进行了流态化焙烧，研究了焙烧过程的反应机理，并对比了静态焙烧对焙烧效果的影响。
　　研究表明：对于试验所用的流态化焙烧中试系统而言，0~6 mm的石煤原矿粒度范围较为合适。该石煤最佳的焙烧提钒工艺参数为：流态化焙烧时间为10 min，焙烧温度为800℃，焙烧样在助浸剂CaF2用量为5％，硫酸浓度为15%(v/v)，浸出温度98℃，液固比（mL/g）为1.5:1条件下浸出6 h，钒的浸出率较高，达到75.18%。同时流态化焙烧过程钒的损失率仅为1.23%。
　　焙烧过程中碳的存在会抑制钒的氧化，但碳燃烧产生的热量促进了焙烧过程的进行。且流态化焙烧过程碳的脱除时间较短，钒的氧化所需时间也较短。流态化焙烧能够在相对较短的焙烧时间，较低的焙烧温度条件下，对含钒云母结构的破坏程度不低于长时间、高温度的静态焙烧。流态化焙烧过程中有机质中的钒转变为游离氧化物中的钒，大部分的钒仍存在于云母类硅酸盐矿物中，焙烧过程使硅酸盐矿物结构得以破坏，在酸浸出的作用下钒被浸出到浸出液中，但由于云母结构并未完全破坏，少量的钒在酸浸后仍存在于云母类硅酸盐矿物中难以回收。

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第1章 文献综述

1.1 我国含钒石煤资源特点

1.2 我国石煤提钒工艺现状及进展

1.3 石煤一步法提钒关键技术

1.4 论文的选题、意义及研究内容

第2章 试验原料及方法

2.1 试验原料

2.2 试验试剂、仪器及设备

2.3 试验方法

第3章 石煤流态化焙烧工艺试验研究

3.1 试验设备

3.2 冷态模拟试验研究

3.3 不同粒度范围对钒浸出率的影响

3.4 流态化焙烧试验研究

3.5 本章小结

第4章 流态化焙烧样酸浸及焙烧方式对比试验研究

4.1 浸出工艺参数试验研究

4.2 静态焙烧对比试验研究

4.3 酸浸渣物相与结构分析

4.4 本章小结

第5章 焙烧过程反应机理研究

5.1 流态化焙烧过程中碳的反应及其对提钒的影响

5.2 静态焙烧过程含钒矿物物相及结构变化

5.3 流态化焙烧过程含钒矿物物相及结构变化

5.4 本章小结

第6章 结论、创新点及展望

6.1 结论

6.2 创新点

6.3 展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间主要研究成果

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目