中南大学 硕 位论文 石煤酸浸提钒及焙烧料浸出动力学研究 姓名：曾孟祥 申请学位级别：硕士 专业：物理化学 指导教师：李元高 20090401
摘要
针对石煤焙烧料酸浸提钒的处理问题，本文对该焙烧料酸浸萃取 提钒过程及其动力学过程进行研究，可为工业上石煤焙烧料酸浸提钒 工艺与综合利用提供依据。实验研究得出主要结论如下： １．经过对焙烧工艺的研究，最终 最佳焙烧工艺条件为：矿石 粒度为Ｏ．１８—０．２５ｍｍ；焙烧温度为８５０℃左右；充分氧化下焙烧时间 为２．５小时。经过对浸出工艺的研究，最终 最佳浸出工艺条件为： 液固比为３：１，浸出温度为８０℃，硫酸溶液酸度为３０％，在３００ ｒｐｍ 搅拌速度下浸出２小时，渣计钒的浸出率可达８１．４％。 ２．经过对用Ｎ２６３从石煤酸浸液中萃取钒的研究，萃取的最佳ｐＨ 值为４．５左右；萃取过程在常温下进行；有机相与水相之比为ｌ：３； 澄清时间为５ ｍｉｎ；萃取次数为５次萃取；萃取率可达９２．４％。按实 验所给的工艺条件操作，最终得到Ｖ２０５总收率为６９．６％。 ３．用钒离子指示电极，使用在线监测的实验方法，跟踪石煤中钒 的浸出过程具有可行性。 ４．石煤焙烧料酸浸提钒溶出过程中（１．４ｍｉｎ）的表观活化能高温下 为Ｅａ＝１．５６ｘ ｌ ０３ｊ／ｔｏｏｌ，受扩散步骤控制；在低温段区的表观活化能为
Ｅａ＝３．９９×１ ０３Ｊ／ｔｏｏｌ，受化学反应步骤控制。
关键词石煤，钒，酸浸，萃取，指示电极
ＡＢ ＳＴＲＡ
Ｆｏｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｖａｎａｄｉｕｍ ｆｒｏｍ ｓｔｏｎｅ ｃｏａｌ ｖｉａ ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｓ ａｉｍｅｄ ａｔ ｓｔｕｄｙｉｎｇ
ｏｎ
ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏａｓｔｉｎｇ，ｌｅａｃｈｉｎｇ，
ｃａｎ
ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ａｎｄ ｋｉｎｅｔｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎ ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅ
ａ
ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｌｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ
ｍａｉｎ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ
ｖａｎａｄｉｕｍ ｒｅｓｉｄｕｅ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｂｅｌｏｗ．
１．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
ｏｆ ｔｈｅ
ｓｔｏｎｅ
ｃｏａｌ
ｈａｓ
ｂｅｅｎ
ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ ａｓ：０．１ ８－０．２５ｍｍ ｉｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ ａｔ ８５０℃ｆｏｒ ２．５ ｈｏｕｒ ｕｎｄｅｒ
ｔｈｏｒｏｕｇｈ ｏｘｉｄｉｚａｔｉｏｎ．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
ａｓ
ｏｆ ａｃｉｄ
ｌｅａｃｈ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
ｃａｎ
ｂｅ
ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ
ｆｏｌｌｏｗｓ：ｌｉｑｕｉｄ ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ３：１，ｌｅａｃｈｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ７５”Ｃ，
ｌｅａｃｈｉｎｇ ｔｉｍｅ ２ ｈｏｕｒ，ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ａｃｉｄｉｔｙ ３０％，ｓｔｉｒｒｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ３００ ｒｐｍ， ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｒａｔｅ ｃｏｕｌｄ ｒｅａｃｈ ８ １．４％ａｂｏｖｅ． ２．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｖａｎａｄｉｕｍ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｆｒｏｍ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｓｔｏｎｅ ｃｏａｌ
ｗｉｔｈ Ｎ２３６，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｂｙ
ａｒｅ
ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｂｅｌｏｗ： ｐＨ ｔｏ ４．５，
ａｄｊｕｓｔｉｎｇ
ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈａｓｅ ａｎｄ ａｑｕｅｏｕｓ ｐｈａｓｅ ｒａｔｉｏ ｉｓ １：３ ｂｙ ｃｌａｒｉｆｙｉｎｇ ５ ｍｉｎ ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ５ ｔｉｍｅｓ，ｔｈｅ ｒａｔｅ ｉｓ ９２．４％．Ａｓ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｓｔｒｉｃｔｌｙ ｕｎｄｅｒ ａｂｏｖｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａ ｈｉｇｈ ｙｉｅｌｄ ｏｆ Ｖ２０５ ｉｓ ６９．６％． ３．Ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｏｎｓ

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