一种碳质石煤与生物质混合焙烧提钒的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石煤焙烧提钒的方法，特别是一种碳质石煤与生物质混合焙烧提钒的 方法。
【背景技术】
[0002] 石煤是特有的一种含钒资源，虽然石煤资源丰富，但石煤属于不可再生的自然资 源，而且石煤内部结构复杂，蕴藏在石煤中的钒在含量上不同地区相差很大，钒的含量通常 在0. 1% -1.2%之间。而石煤分为碳质石煤与氧化型石煤，大部分的石煤为处于地表下的 碳质石煤，钒处于石煤中云母类矿物晶格里，大多是以三价钒为主，四价钒为辅。要从碳质 石煤中提钒，首先要打破云母类矿物晶格使低价钒脱离晶格的束缚，从而与氧气反应生成 高价钒，再与适当的添加剂反应形成稳定的含钒化合物，最后提供合理的浸取条件，使含钒 化合物从固体形态中转移到溶液中，与残渣分离。
[0003] 目前，对于碳质石煤提钒方法大多是钠化焙烧浸出工艺，此工艺使用大量优质煤， 资源浪费非常严重，而且焙烧过程中产生大量(：1 2和HCl气体，对环境造成严重污染，V2O5回 收率较低，一般只能达到50 %左右。对于石煤氧化焙烧提钒工艺，只针对特定类型的石煤， 且后续的浸出工序和设备要求较苛刻，钒转化率较低，不能得以普遍应用。因此，为有效的 节约优质煤，减少在生产过程中对环境造成的污染，提高五价钒的转化率，需要一种全新地 碳质石煤焙烧提钒生产方法。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种碳质石煤与生物质混合焙烧提钒的方法，达到节能环保的目 的。
[0005] 本发明提供的一种碳质石煤与生物质混合焙烧提钒的方法包括以下步骤：
[0006] a.采用钒的质量百分比含量为0. 1-0. 5%的碳质石煤，碳质石煤经人工破矿和密 封式粉碎机磨矿，研磨后粒度5 〇. 6_，将粉碎的碳质石煤分别按0-0. 15mm、0. 15-0. 3mm和 0. 3-0. 6mm三种不同粒径进行筛分，三种不同粒径的碳质石煤分别放入105°C电热鼓风干 燥箱里恒温保持干燥g 2h，将不同粒度的石煤，按照质量百分比的比例混合，混合的比例： 0-0· 15mm 粒度的为 25%，0· 15-0. 3mm 粒度的为 60%，0· 3mm-0. 6mm 粒度的为 15% ;
[0007] b.选用的生物质为玉米杆，剪成段后放进105°C电热鼓风干燥箱中恒温干燥保持 2h，再用粉碎机制粉，制成的粉末粒度5 0. 15mm;
[0008] c.选用的添加剂为Na2CCVFP CaCO 3，两种药剂分别研磨，研磨的粒度兰0. 15mm ;
[0009] d.按质量百分比计，进行配料，其配比如下：碳质石煤70%，玉米杆粉末30% ;额 外加入添加剂，加入的添加剂为Na2C03或 CaCO 3，或Na2C03与 CaCO 3混合的添加剂，混合的比 例为Na2C0360%，CaC0 340%，添加剂加入量占碳质石煤与生物质总质量的4%，得到混合物 料；
[0010] e.开启高温电阻炉程序控制装置，设定参数：升温速率f 8°C /min，终点温度为 750-1000°C，焙烧时间为I. 5-4. Oh，将步骤d所配制的混合物料放入石英管中，再将石英管 放入高温电阻炉中，在石英管的一端通入氧气，流量为f l.OL/min，反应的同时不停的旋转 石英管，反应结束后，冷却至700°C时，抽出石英管，使石英管内部物料隔绝空气，并冷却至 室温；
[0011] f.采用硫酸亚铁铵滴定法测定熟样中五价钒的含量，经计算后得出：五价钒的转 化率为55% -60%。
[0012] 本发明与现有的石煤提钒技术相比，其显著的有益效果体现在：
[0013] 1.本发明利用生物质清洁的可再生能源代替优质煤，在碳质石煤焙烧过程中提供 热量，促进石煤的热解燃烧，而且在节约优质煤资源的同时，还能充分利用生物质资源。
[0014] 2.在混合物料的焙烧过程中利用旋转移动床的原理让物料能充分的反应，对石煤 试样进行不同的配比，增加物料间的孔隙率，使其反应更加充分。
[0015] 3.通过选择合理的添加剂和最佳复合添加剂的配比，来帮助钒的转价与浸取，最 终提高钒的回收率。本发明操作简单，节省处理工艺占地，具有节能、高效环保、有效提高五 价钒转化率的优势。
【附图说明】
[0016] 图1是一种碳质石煤与生物质混合焙烧提钒的方法工艺流程图。
[0017] 图2是本发明实施例采用的实验室小型焙烧试验装置示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图，以实验室小型试验为实施例进一步描述本发明。
[0019] 如图1所示，一种碳质石煤与生物质混合焙烧提钒的方法，该方法的步骤如下：
[0020] a.碳质石煤经人工破矿和密封式化验制样粉碎机磨矿，研磨后粒度g 0. 6_ ;
[0021] b.将加工后的石煤分别按0-0· 15謹、0· 15-0. 3謹和0· 3-0. 6謹三种不同粒径进行 筛分，分别放入l〇5°C电热鼓风干燥箱里恒温保持干燥f 2h ;
[0022] c.将不同粒度的碳质石煤，按质量百分比的比例混合，0-0. 15mm粒度的石煤为 25%，0. 15-0. 3mm粒度的石煤为60%，0. 3mm_0. 6mm粒度的石煤为15% ;
[0023] d.选用生物质为玉米杆，经人工剪碎放进105°C电热鼓风干燥箱中，恒温干燥2h， 再用粉碎机制粉，制成粉末的粒度5 〇. 15mm ;
[0024] e.添加剂为Na2COjP CaCO 3，将两种药品分别研磨，研磨后的粒度兰0. 15mm ;
[0025] f.将混合的碳质石煤、玉米杆粉末和添加剂混合，得到混合物料，具体配比情况如 表1所示；
[0026] 表1物料配比情况
[0027]
【主权项】
1. 一种碳质石煤与生物质混合焙烧提钒的方法，其特征是该方法包括以下步骤： a. 采用钒的质量百分比含量为0. 1-0. 5%的碳质石煤，碳质石煤经人工破矿和密封 式粉碎机磨矿，研磨后粒度< 0· 6mm，将粉碎的碳质石煤分别按〇-〇· 15mm、0. 15-0. 3mm和 0. 3-0. 6mm三种不同粒径进行筛分，三种不同粒径的碳质石煤分别放入105°C电热鼓风干 燥箱里恒温保持干燥< 2h，将不同粒度的石煤，按照质量百分比的比例混合，混合的比例： 0-0· 15mm 粒度的为 25%，0· 15-0. 3mm 粒度的为 60%，0· 3mm-0. 6mm 粒度的为 15% ; b. 选用的生物质为玉米杆，剪成段后放进105°C电热鼓风干燥箱中恒温干燥保持2h， 再用粉碎机制粉，制成的粉末粒度< 〇. 15mm ; c. 选用的添加剂为Na2OVFP CaCO 3，两种药剂分别研磨，研磨的粒度< 0. 15mm ; d. 按质量百分比计，进行配料，其配比如下：碳质石煤70%，玉米杆粉末30% ;额外加 入添加剂，加入的添加剂为Na2C03或 CaCO 3，或Na2C03与 CaCO 3混合的添加剂，混合的比例为 Na2C0360%，CaC0340%，添加剂加入量占碳质石煤与生物质总质量的4%，得到混合物料； e. 开启高温电阻炉程序控制装置，设定参数：升温速率< 8 °C /min，终点温度为 750-1000°C，焙烧时间为1. 5-4. 0h，将步骤d所配制的混合物料放入石英管中，再将石英管 放入高温电阻炉中，在石英管的一端通入氧气，流量为< I. 〇L/min，反应的同时不停的旋转 石英管，反应结束后，冷却至700°C时，抽出石英管，使石英管内部物料隔绝空气，并冷却至 室温； f. 采用硫酸亚铁铵滴定法测定熟样中五价钒的含量，经计算后得出：五价钒的转化率 为 55% -60%。
【专利摘要】本发明公开了一种碳质石煤与生物质混合焙烧提钒的方法。该方法的步骤包括：选石煤、研磨、按粒度分级、干燥和石煤混合；选用生物质为玉米秆，剪成段后放进干燥箱中恒温干燥，再用粉碎机制粉；选用的添加剂为Na2CO3和CaCO3，将两种药剂分别研磨；将碳质石煤、玉米杆粉末、添加剂混合，得到混合物料；开启高温电阻炉程序控制装置，将混合物料放入高温电阻炉中反应，反应物冷却至室温；采用硫酸亚铁铵滴定法测定熟样中五价钒的含量。本发明利用生物质清洁的可再生能源代替优质煤，在碳质石煤焙烧过程中提供热量，促进石煤的热解燃烧，而且在节约优质煤资源的同时，还能充分利用生物质资源；本发明操作简单、高效环保，五价钒转化率高。
【IPC分类】C22B1-02, C22B34-22
【公开号】CN104561608
【申请号】CN201510016852
【发明人】刘坤, 刘广强, 张硕, 谢国威, 李强生, 戴蔚
【申请人】辽宁科技大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月13日