石煤釩礦浸出過程研究與動力學分析

趙明輝，成寶海

（長春師范大學工程學院，吉林 長春 130000）

釩作為一種高熔點的稀有金屬，作為一種非常寶貴的戰略性資源［1］，有著很好的物化性質，廣泛應用于航空航天、汽車和機械制造等領域［2］。我國釩礦資源主要有兩種形式，即釩鈦磁鐵礦和含釩石煤［3］，石煤釩礦提釩為我國釩資源開發的重要方向，并且為此展開了深入研究。

1 試驗部分

1.1 試驗原理

石煤釩礦焙燒之后釩的價態多以V（Ⅴ）和V（Ⅳ）為主，在進行酸浸出過程中，硫酸中的氫離子將其晶體結構破壞，在使用硫酸直接浸出時候主要發生的反應有：

1.2 試驗方法

將礦粉破碎焙燒之后置于燒杯當中，通過使用不同濃度的硫酸、改變硫酸用量、設置浸出時間、浸出溫度，進行浸出試驗，待浸出試驗完畢后，將浸出得到的渣液混合溶液進行抽濾，將所得到的溶液采用硫酸亞鐵銨滴定法進行分析，計算浸出率。

2 結果與討論

2.1 浸出時間對釩浸出率的影響

設置浸出溫度為90℃，當液固比為3∶1時，在使用硫酸濃度為4 mol/L的條件下進行浸出，探討浸出時間的不同對釩浸出率的影響，結果如圖1所示。由圖1可知，釩浸出率隨浸出時間呈現正相關關系，這是因為增加時間使浸出液與焙燒礦粉充分反應，因此提高了釩浸出率。

圖1 浸出時間對浸出率的影響

2.2 浸出溫度對釩浸出率的影響

溫度是試驗進行的重要因素，在硫酸濃度為4 mol/L、液固比為3∶1的條件下浸出8 h，探討溫度對釩浸出率的影響，結果如圖2所示。升高溫度通常會加快化學反應速率［4］，由圖2可知，浸出率隨著溫度的升高顯著增加，試驗選擇95℃作為最佳浸出溫度。……