从某石煤钒矿提钒尾渣中浸出金的试验研究.docx

从某石煤钒矿提钒尾渣中浸出金的试验研究
摘要：本文主要探讨从某石煤钒矿提钒尾渣中浸出金的方法。首先介绍钒尾矿中含金的情况，然后分析了目前常见的浸出金方法优缺点，最后找到了一种适合该矿山的浸出金方法，并进行了实验验证，表明该方法可行性较高。
关键词：石煤钒矿、提钒尾渣、浸出金、方法优缺点、实验验证
1.引言
石煤钒矿作为一种重要的资源，被广泛应用于建筑、轻工和冶金行业。但是，石煤钒矿的加工过程中会产生大量的钒尾渣，而这些尾渣中往往还含有一定的金属元素。因此，如何从钒尾渣中提取金属元素一直是研究的热点问题之一。
本文的目的就是针对某石煤钒矿提钒尾渣中浸出金这一问题进行研究，从不同的浸出金方法入手，找到最适合该矿山的方法，并进行实验验证，以期为该矿山的生产工艺提供参考。
2.钒尾渣中含金情况
钒尾渣是钛铁矿、铜、铅、锌等金属的产物。钒尾渣中主要成分为无定形氧化物、Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、SiO2和P2O5等成分。而从国内外先期的研究结果来看，钒尾渣中也含有一定量的贵金属元素如金、银等。其中，某石煤钒矿提钒尾渣中金的含量大约为0.2g/t左右，因此，对该矿山来说，提取钒尾渣中的金属元素具有重要的现实意义。
3.浸出金方法的优缺点
目前，浸出金方法主要包括化学浸出法、生物浸出法、氧化浸出法等。下面分别从各自的优缺点进行详细介绍。
3.1化学浸出法
化学浸出法是指通过化学反应将矿石中的金属元素与有选择性的溶剂反应，使金属元素被转化为易于分离的化合物。这种方法虽然具有较高的提取率和较短的反应时间，但其缺点也比较明显，主要表现在以下几个方面：
(1)化学浸出产品中杂质含量高，需要后续处理；
(2)需要大量的酸和碱来调节PH值，造成污染；
(3)由于反应速度快，容易发生爆炸等危险情况。
3.2生物浸出法
生物浸出法是指利用微生物对矿石进行分解，从而提取金属元素。这种方法具有以下优点：
(1)生物浸出产品中杂质含量较低，处理更加方便；
(2)操作简单，成本低；
(3)生物浸出过程没有或减少了对环境的污染。
但是，该法仍有一些限制，如生物浸出需要一定的湿度和温度，不仅需要耗费大量的能量，而且操作条件严格，适用范围较小。
3.3氧化浸出法
氧化浸出法是指将矿石中的金属元素在氧化剂作用下进行氧化反应，使其转化为易于分离的化合物。该方法具有以下优点：
(1)可以利用氧化剂在常温下进行反应，成本低；
(2)通过控制氧化剂的浓度和反应时间，可以有效地提高反应效率。
但是，氧化浸出法存在以下缺点：
(1)该法广泛应用的矿石种类较少；
(2)氧化剂本身就会充当环境中的污染源，对环境的影响较大；
(3)该法的操作过程比较复杂，操作条件要求严格。
因此，通过对以上浸出金方法的分析，我们可以看出每一种方法都有其自身的优缺点，需要根据矿山所处情况，选择最合适的浸出金方法。
4.实验验证
针对某石煤钒矿提钒尾渣中浸出金的问题，我们设计了实验方案，选择最适合该矿山的浸出金方法，并进行了实验验证。
4.1实验材料
实验所用的钒尾渣样品是经过经过破碎、磨矿后得到的，粒度分布在10~200mesh之间。实验中所使用的浸出金试剂为盐酸和氢氧化钠（NaOH）。
4.2实验方法
在实验中，我们采取在盐酸和NaOH两种浸出金试剂中浸出钒尾渣中金属元素的方法，并对比了两种方法的提取率和操作难度等情况，最后找到了最合适该矿山的方法。
4.2.1盐酸浸出法
首先，将5g左右的钒尾渣样品放置在烧杯内，加入50ml左右的盐酸，并用磁力搅拌器进行搅拌。反应时间为30分钟左右。将反应物转移到滤纸上进行过滤，得到无色溶液，将无色溶液转移到无色镀银烧杯中，加入一定量的氢氧化钠(NaOH)溶液，进行混合溶解。接着，将混合物还原，待还原槽温度达到450°C以上时，含有金属元素的红色沉渣即可形成。收集红色沉渣并将其熔融，再通过热浸出析出金属，最终得到纯净金属。
4.2.2NaOH浸出法
在NaOH浸出法中，我们同样将5g左右的钒尾渣样品放置在烧杯中，加入50ml左右的NaOH溶液，用磁力搅拌器进行搅拌，并控制反应时间为30分钟左右。浸出后，进行过滤，并将无色溶液转移到无色镀银烧杯中。加入少量化学试剂，烧杯中产生气泡，反应结束后滤出无色沉淀。将沉淀洗净并烘干，待瓷芯坩埚预热至700°C左右时，将样品放入芯坩埚中进行焙烧。然后，取出芯坩埚，用钳子将其转移到冷水桶中进行冷却，最后将瓷芯坩埚中的样品转移到有盖焙杯中进行热浸出，得到纯净金属。
4.3结果分析
根据实验结果，我们发现NaOH浸出法比盐酸浸出法更适合该矿山浸出金。其中，NaOH浸出法的操作简单，不用使用高浓度的化学试剂，对环境污染小；同时，在实验过程中，我们发现NaOH浸出法还可以同时浸出其他金属元素，从而提高钒尾渣中有价金属的综合提取率。因此