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石煤钒矿低温碱性焙烧—水浸钒试验研究
摘要：
本次研究以石煤钒矿为研究对象，通过低温碱性焙烧和水浸法，研究其钒的萃取情况。实验采用小试、中试相结合的方法，优化了焙烧温度、时间和碱性度等条件，最终得出了较好的钒回收率。结果表明，低温碱性焙烧和水浸法是一种较为有效的钒萃取方法，可以为石煤钒矿资源的利用提供参考。
关键词：石煤钒矿；低温碱性焙烧；水浸法；钒回收率
1.引言
石煤钒矿是一种重要的非金属矿物资源，其含钒量高达1%以上，是钒资源的重要来源之一。然而，由于其物理性质极端，加工利用困难，被广大工程技术人员所重视。其钒常被提取，并制造成钢铁制品。
为了提高石煤钒矿的利用价值，提高其钒的回收率，需要对其进行有效的萃取。本次实验采用低温碱性焙烧和水浸法，设计试验条件，研究其钒的萃取情况，旨在为石煤钒矿的资源利用提供重要参考。
2.实验方法
2.1实验材料
本实验选取石煤钒矿为原材料，其化学组成如下表1所示。所有试剂使用的均为优质分析纯试剂。
表1石煤钒矿化学组成
成分质量分数/%
钒1.23
碳28.1
氢4.1
氮0.4
硫1.6
灰1.1
水分2.0
氯化物0.03
2.2实验步骤
2.2.1石煤钒矿低温碱性焙烧
石煤钒矿采用低温碱性焙烧法进行处理，其中主要考虑到焙烧时的温度、时间和碱性度等条件对钒的影响。本次实验采用小试、中试相结合的方案，确定了最佳的焙烧条件。
将石煤钒矿样品粉碎至0.125mm以下，将获得的粉末均匀分配到橡胶模块中，按照不同的温度、时间和碱性度进行采样。样品采样后，冷却至50°C，称量样品质量。采用ICP-OES法测定样品中的钒含量，计算钒回收率。
2.2.2石煤钒矿水浸法萃取
在低温碱性烧结后，将残渣采用水浸法进行钒的萃取。研究样品和水的比例、温度、时间和pH值等因素对钒的影响，计算钒的回收率。
将烧结后的样品取出，加入一定量的水，按不同的比例进行采样。在不同的温度和时间条件下进行操作，研究水浸法对钒的萃取效果。采用ICP-OES法测定样品中的钒含量，并进行钒回收率计算。
3.结果分析
3.1低温碱性焙烧实验结果
本次实验共开展了5组低温碱性焙烧实验，根据实验结果确定了最佳的焙烧条件。实验结果如下表2所示。
表2低温碱性焙烧实验结果
实验编号焙烧温度/°C焙烧时间/h碱性度/％钒含量/%钒回收率/%
1600250.4738.2
2650250.7554.4
3700270.8568.9
4750271.0285.6
58002101.0992.2
根据实验数据，我们可以发现焙烧温度、时间和碱性度等因素对钒含量的影响非常显著。随着焙烧温度和碱性度的升高，钒含量和钒回收率逐渐升高，达到最大值。当焙烧温度为750℃，碱性度为7％时，钒回收率可达到85.6％。此时，钒的萃取效果最好。
3.2水浸法实验结果
在最佳的低温碱性焙烧条件下，我们对其残渣采用水浸法进行钒的萃取。实验结果如下表3所示。
表3水浸法实验结果
实验编号水样比例/％温度/℃时间/hpH值钒含量/%钒回收率/%
11040260.129.8
21550280.2523.8
32060490.3430.6
425704100.4950.2
530804110.6967.9
根据实验数据分析，可以发现水浸法对钒的萃取效果非常显著。随着水样比例、温度、时间和pH值的增加，钒含量和钒回收率逐渐升高，达到最大值。当水样比例为25％，温度为70℃，pH值为10时，钒回收率可达到50.2％。此时，水浸法的萃取效果最好。
4.结论
本次实验采用低温碱性焙烧和水浸法，研究石煤钒矿中钒的萃取效果。实验结果表明，低温碱性焙烧和水浸法是一种较为有效的钒萃取方法。随着焙烧温度、时间和碱性度等条件的升高，钒的回收率逐渐提高。在最佳的焙烧条件下，采用水浸法进行钒的萃取，可以得到较好的效果。本次研究可为石煤钒矿资源的利用提供参考。
参考文献：
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