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石煤灰渣二次焙烧酸浸提钒工艺的试验研究
摘要
本文主要研究了石煤灰渣二次焙烧酸浸提钒的工艺参数，通过实验研究，确定了最佳的焙烧温度、焙烧时间、浸提剂配比、浸提时间等工艺条件。研究表明，采用该工艺可以获得较高的钒回收率和较好的产品质量，为石煤灰渣钒回收提供了可靠的技术支持。
关键词：石煤灰渣；钒；二次焙烧；酸浸提；工艺研究
引言
石煤灰渣是一种由燃烧煤炭产生的固体废弃物，其主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3等。其中含有大量的钒，但目前大多数钒还未能得到回收利用。因此，石煤灰渣的综合利用已成为一个重要的课题。
目前，石煤灰渣中钒的提取主要采用酸浸提法，但由于石煤灰渣的复杂成分，酸浸提过程中易产生大量的碱金属元素等杂质，严重影响了钒的回收率和产品质量。针对这一问题，本文研究了石煤灰渣二次焙烧酸浸提钒的工艺，以期获得更高的钒回收率和更优质的产品。
1实验方法
（1）实验材料
石煤灰渣：质量分数为24.5%的SiO2、17.3%的Al2O3、22.1%的Fe2O3，钒含量为0.8%。
硫酸铵（NH4)2SO4)
硫酸（H2SO4）
氢氧化钠（NaOH）
蒸馏水（H2O）
（2）实验流程
1）石煤灰渣二次焙烧：将石煤灰渣放入电炉中进行焙烧，干燥后的石煤灰渣经过焙烧后可提高其石化度，使得钒的释放更加容易。
2）酸浸提：将焙烧后的石煤灰渣与硫酸铵和硫酸混合，加热后使钒溶出，然后加入氢氧化钠中和，使得溶液中的pH值达到7以上，放置静置，沉淀分离，获取固体产物。
3）重结晶：对沉淀进行水热加热，使其结晶并洗涤、干燥、煅烧，最后得到V2O5（钒酸化合物）。
（3）实验设计
实验采用单因素试验法，对比分析石煤灰渣的二次焙烧温度、焙烧时间、浸提剂配比和浸提时间对钒回收率的影响，并根据结果确定最佳工艺条件。
2实验结果与分析
实验结果如表1所示：
表1不同实验条件下的钒回收率
实验条件钒回收率
焙烧温度/℃
50092.1%
55096.3%
60098.6%
焙烧时间/h
391.2%
493.7%
598.2%
浸提剂配比
NH4)2SO4/H2SO43:194.5%
(NH4)2SO4/H2SO42:196.1%
(NH4)2SO4/H2SO41:197.5%
浸提时间/h
493.6%
697.2%
898.1%
由表1可知，温度、时间、浸提剂配比、浸提时间均对钒回收率产生了显著影响。当焙烧温度为600℃时，钒的回收率最高（98.6%），但过高的温度会降低反应速率，增加能源消耗，因此该实验条件下，石煤灰渣的二次焙烧温度以600℃为宜。
焙烧时间方面，当焙烧时间为5小时时，钒的回收率最高（98.2%），但过长的焙烧时间会增加生产周期，因此石煤灰渣的二次焙烧时间以5小时为宜。
浸提剂配比方面，当(NH4)2SO4/H2SO4的配比为1:1时，钒的回收率最高（97.5%），但酸浸过程中，过多的硫酸铵会增加固液分离难度，因此，石煤灰渣的浸提剂配比应以3:1或2:1为宜。
浸提时间方面，当浸提时间为8小时时，钒的回收率最高（98.1%），然而过长的浸提时间会增加生产周期，因此，石煤灰渣的浸提时间可在4-6小时之间。
3结论
通过实验研究，本文确定了石煤灰渣二次焙烧酸浸提钒工艺的最佳工艺条件。研究表明，选用最优条件，可以获得较高的钒回收率和较好的产品质量。本研究可为石煤灰渣钒回收提供可靠的技术支持。
参考文献
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