包申旭
,
张一敏
,
刘涛
,
陈铁军
中国有色金属学报
采用循环式电渗析器处理石煤提钒过程中产生的大量高盐度、富含重金属的酸性废水.结果表明:在不同电压条件下,淡水箱中的盐度在脱盐开始时变化显著,随着脱盐的进行,盐度变化逐渐趋于平缓;55 V时的平均脱盐速率为19.84 mg/(L-s),约为25V时脱盐速率的3倍;电流随时间都表现出先上升再下降的变化趋势,55 V时的单位能耗为25 V时的2倍.脱盐过程中,阴离子的脱除顺序为Cl-、SO42-.试验中单台循环式电渗析的最大淡水产率为78%,淡水可回收用于工业生产或排放.
关键词:
电渗析
,
高盐废水
,
钒
,
石煤
史伟
,
张一敏
,
刘涛
,
陈铁军
,
包申旭
硅酸盐通报
石煤酸浸提钒尾渣是一种富含硫酸盐的硅铝材料,含硫高达16％.研究了以石煤酸浸提钒尾渣和熟石灰为主要原料制备蒸压砖,考察了添加粉煤灰对蒸压砖性能的影响,并采用XRD、DSC以及SEM形貌分析对其机理进行了探讨.结果表明:添加粉煤灰能很好的提高蒸压砖的抗压强度,添加量为25％时,砖坯强度达到GB11945-1999《蒸压灰砂砖》规定的MU15的要求；蒸压砖的主要矿物组成为CSH和钙矾石,以及部分托勃莫来石,硫酸盐以二水石膏的形式存在；粉煤灰在蒸压过程中提供活性的SiO2和Al2 O3,在增加水化产物的同时促使二水石膏向钙矾石的转变,减少样品中的石膏含量,增加砖坯的稳定性.
关键词:
粉煤灰
,
蒸压砖
,
二水石膏
,
钙矾石
刘翔
,
张一敏
,
包申旭
,
边颖
,
任浏祎
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2015.10.012
含钒石煤是我国特有的一种优势含钒资源,分布广泛且蕴藏量极其丰富,从含钒石煤中提取V2O5已经成为我国获得钒资源的一种重要途径,具有十分重要的研究意义.早在20世纪60年代,已有研究者对石煤提钒进行了相关研究,但由于其矿石性质复杂,钒赋存状态多样,不同地区不同性质的含钒石煤需采用不同的提钒方法,因此查明有价金属钒在石煤中的赋存状态对提钒工艺的选择具有重要指导意义.本文针对湖北某典型含钒石煤进行了详细的工艺矿物学研究,查明了石煤矿的化学成分、矿物组成及矿物的嵌布特征,通过结晶矿物学分析、钒价态分析、化学物相分析和能谱分析,探明了钒在石煤中的赋存状态.结果表明,该石煤中V2 O5品位为0.71％,是唯一具有回收利用价值的元素,原矿主要由石英、白云母、黄铁矿、方解石、煤和少量高岭石等粘土矿物组成,钒主要以V3+,V4+的形式类质同象赋存于白云母晶格中.该矿石属于典型的云母型含钒石煤.
关键词:
石煤钒矿
,
工艺矿物学
,
嵌布特征
,
类质同象
胡芳芳
,
张一敏
,
陈铁军
,
包申旭
,
刘涛
硅酸盐通报
石煤提钒尾渣的主要化学成分为SiO2和Al2O3,主要矿物为石英、钙长石、钠长石、斜长石等硅酸盐、铝硅酸盐矿物,属于硅酸盐类尾矿.在研究石煤提钒尾渣的特性基础上,以石煤提钒尾渣为主要原料,偏高岭土为辅助原料,以NaOH为碱激发剂,制备了石煤提钒尾渣地聚合物.考察了硅铝基质原料的配比,碱激发剂掺量,成型水固比以及成型压力对材料抗压强度的影响.试验结果表明:最佳基质原料配比尾渣/偏高岭土为7∶3,碱激发剂最佳掺量为13％,成型水固比为0.16,成型压力为15 MPa时,试样28 d抗压强度可以达到17.4 MPa.XRD和SEM分析表明:石煤提钒尾渣地聚合物的主要产物为无定型硅铝凝胶,还有少量的类沸石矿物(CaAl2 Si2 O8·4H2O)以及钙沸石CaAl2Si3O10· 3H2O.
关键词:
石煤提钒尾渣
,
地聚合物
,
无定型类沸石
边颖
,
张一敏
,
任浏祎
,
包申旭
,
赵云良
,
刘翔
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.04.024
湖北某高钙、高碳型含钒石煤CaO品位为6.26％,C品位为13.44％,钒赋存在白云母中,V2O5品位为0.71％,碳质对矿物的浸染严重.针对高含量的方解石会提高湿法提钒酸耗,增加生产成本的问题,在原有湿法提钒的基础上,利用浮选预先抛除方解石,降低了酸耗,提高了湿法提钒入料的钒品位.对比了浮选脱碳和焙烧脱碳对油酸钠浮选方解石的影响,通过实验探索出了一种浮选方解石的新工艺.实验结果表明,焙烧脱碳可以消除碳质对药剂的优先吸附,提高药剂的选择性,浮选效果优于浮选脱碳;选用等可浮流程,以2#油为捕收剂浮选出部分可浮性好的方解石和白云母作为钙钒混合精矿,可浮性较差的矿物与钙钒混合精矿再分别浮选分离方解石,降低了浮选的难度和药剂的用量,提高了浮选指标,确定了焙烧脱碳-分散脱泥-2#油等可浮选-强化选钙-混合精矿钙钒分离的新工艺,通过闭路实验获得了产率为22.3％、品位为36.66％、回收率为81.8％的钙精矿,V2O5损失率为16.6％,原矿的V2O5品位由0.71％提高至0.87％的浮选指标,实现了方解石的有效抛除和钒的富集,为后续湿法提钒创造了较好的条件.
关键词:
高钙
,
高碳
,
含钒石煤
,
脱碳
,
方解石浮选
刘春
,
张一敏
,
包申旭
,
任浏祎
,
刘翔
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2016.08.011
湖北某高钙云母型含钒石煤中矿物被碳质深度浸染,浮选前需要焙烧脱碳.通过热重-差示扫描量热(TG-DSC)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)等分析测试手段对原矿及不同温度焙烧脱碳样进行了表征分析,探讨了不同温度脱碳对浮选行为的影响.结果表明,该含钒石煤随着焙烧温度的升高,依次发生黄铁矿氧化、碳质的燃烧、方解石的分解等反应.600 ～ 700 ℃,碳质和黄铁矿基本消失,云母八面体结构未被破坏,方解石部分分解,固硫后剩余的CaO使浮选矿浆pH值升高,Ca2浓度增大.浮选试验结果表明,随焙烧温度的提高,碳质逐渐脱除,矿物表面性质差异扩大,脱碳样的浮选效果比原矿有明显改善.650℃脱碳样浮选,由于Ca2的活化作用,石英被油酸钠捕收,可得产率为21.10％,V2O5品位为0.36％的尾矿产品,钒损失率仅为10.05％,精矿的V2O5品位为0.95％.700℃脱碳时,矿浆过高的pH值和Ca2含量使微细颗粒发生无选择性聚沉,消耗大量的油酸钠,不利于浮选的进行.
关键词:
高钙
,
含钒石煤
,
焙烧脱碳
,
浮选
,
Ca2+活化
谌纯
,
张一敏
,
包申旭
,
黄晶
,
杨晓
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.XY15110303
研究了用叔胺N235从石煤硫酸浸出液中萃取钒工艺,考察了萃取剂组成、萃原液pH值、萃取时间,反萃取剂组成、反萃时间等因素对萃取率及反萃率的影响,并探究了萃取与反萃过程中钒离子与杂质离子的分离效果.试验结果表明:对于钒质量浓度为1.89 g·L-1的含钒酸浸液,用20％N235 +5％ TBP+75％磺化煤油作萃取剂,在pH为1.7、相比O/A=1∶3条件下萃取2 min,钒单级萃取率在90％以上,经过两级逆流萃取,钒的总萃取率达到98％以上;对于负载9.92 g·L-1钒的有机相,用6％ Na2CO3溶液作反萃剂反萃钒,控制相比O/A =3∶1,反萃时间4 min,钒的单级反萃率达58％,经过两级反萃取,钒的反萃率达到99％以上,同时与杂质离子有较好的分离效果,其中对铁、铝、镁的总去除率达到99％以上,对磷、硅的总去除率达到60％以上.该反萃液通过铵盐沉钒后所得五氧化二钒产品质量达到YB/T 5304-2011冶金98级标准.
关键词:
钒
,
N235
,
溶液萃取
,
石煤
韩诗华
,
张一敏
,
包申旭
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2013.05.019
对湖北某高钙型含钒石煤进行钠化焙烧-水浸-稀酸浸提钒研究,当氯化钠添加量为10％,850℃下焙烧2h,钒的水浸率很低,仅为14.28％,总浸率为69.14％.为提高水浸率,研究除钙和固钙后再焙烧提钒.将脱碳样先用5％(体积分数)的盐酸除钙和2％(体积分数)的硫酸固钙后,在相同的条件下进行钠化焙烧,水浸率分别达47.54％和35.01％,总浸率分别为66.16％和60.81％.XRD分析表明,盐酸除钙后的样品中石灰的衍射峰消失,从而使得水浸率得到明显的提高,并可降低最佳焙烧温度;硫酸固钙后的样品中石灰的衍射峰消失,同时半水石膏开始出现,CaSO4的生成可以抑制不溶于水的钒酸钙等物质的生成,从而可以小幅度提高水浸率,提高焙烧的烧结温度、减轻物料烧结,但会造成总浸率小幅度降低,且在加入一定量的氯化钠后CaSO4会发生分解,导致水浸率降低.在相同的焙烧条件下,采用盐酸除钙后焙烧比硫酸固钙后焙烧得到的钒的水浸率高.
关键词:
高钙
,
石煤
,
盐酸除钙
,
硫酸固钙
,
钠化焙烧
,
浸出率
刘祥
,
张一敏
,
包申旭
硅酸盐通报
本研究采用机械活化、化学活化和机械-化学活化三种方法活化提钒尾渣制备地聚物,考察不同活化方法对提钒尾渣地聚物性能的影响,并采用XRD、FTIR、SEM对地聚物试样进行微观表征.结果如下:最佳活化方法为机械-化学活化,最佳活化条件为:掺入8％的Ca(OH)2并振磨1 min,制得的地聚物试样有较好的抗压性能,微观分析表明:与其它活化方式相比,最佳活化条件下制得的地聚物的矿物组成中沸石相最多,试样中Si-O-T(T=Si或A1)的不对称伸缩振动峰向低波数迁移的趋势比较明显,地聚合程度最高,而且其微观形貌主要是成片的凝胶相,孔隙较少,结构致密,具有很好的抗压性能.
关键词:
提钒尾渣
,
地聚物
,
活化
,
性能
罗力
,
张一敏
,
包申旭
硅酸盐通报
利用铁尾矿作为作硅铝质原料进行生料配料(熟料率值KH =0.97,SM =2.5,IM =1.5),其中C3S含量超过70％.在此空白生料的基础上分别掺入氟、硫和氟硫复合阴离子,各试样分别在1300℃,1350℃,1400℃和1450℃下煅烧30 min,然后测定熟料中f-CaO的含量,并计算C3S的形成活化能.通过差热分析和XRD分析,研究高C3S熟料的烧成过程.结果表明:氟、硫的掺入能够显著改善生料的易烧性,大幅降低C3S的活化能,促进熟料的烧成.单掺时硫比氟的效果要好,氟硫复掺比单掺效果好.生料的差热分析表明,氟、硫能够使石灰石的分解温度降低10 ～20℃,同时能促进熟料的液相烧结.在1450℃时复掺氟硫熟料的主要矿相是C3S,还有少量的C2S,C3A和C4AF,表明高C3S水泥熟料已经烧成.
关键词:
C3S
,
杂质离子
,
易烧性
,
活化能
,
动力学
