含钒页岩浸出槽搅拌速度优化的数值模拟

含钒页岩浸出槽是钒页岩湿法提钒浸出段的主要操作单元,存在固相分布不均、槽底矿物易沉积等问题。通过数值模拟研究来对比分析搅拌桨叶双层同速以及异速方案下对搅拌浸出槽内固液两相流搅拌功率和效率的影响。结果表明,当搅拌桨叶双层同速由1.3 r/s改变至1.7 r/s时,死区由5.02 m³减少至2.03 m³,混匀时间由1 501 s降低至1 116 s,近自由液面平均速度也由0.32 m/s增大至0.56 m/s,因此搅拌桨转速选择1.7 r/s更为合适;搅拌桨叶双层异速可以得到与双层同速情况下基本一致的搅拌效果,当上层桨叶转速由1.5 r/s改变至1.7 r/s时,死区由2.95 m³减少至2.33 m³,混匀时间由1 261 s降低至1 146 s,近自由液面平均速度也由0.44 m/s增大至0.54 m/s。因此搅拌桨转速选择上层1.7 r/s、下层1.5 r/s能在保持较低的搅拌功率同时能得到较好的搅拌效率。     

黑色页岩型黏土钒矿的硫酸直接湿法浸出试验研究

黏土钒矿是典型的难处理钒矿资源之一。以选矿富集的黑色页岩型黏土钒精矿为研究对象,研究硫酸配加助浸剂、氧化剂直接浸出黏土钒矿的工艺,并对酸浸影响因素条件进行优化。研究表明:高浓度硫-氟酸性溶液体系可以很好地破坏云母、黏土矿物、褐铁矿的结构,直接浸钒可行。在黏土钒矿粒度-74μm比例≥85%,浸出温度80~90℃、硫酸(含量98%)加入量54%、搅拌速度400 r/min,液固比L/S=2.5~4.0∶1,氧化剂NaClO3用量1.25%,助浸剂CaF2用量12%、酸浸时间11 h的浸出优化条件下,V2O5的浸出率可达到90%以上,优于传统焙烧法。采用扩散渗析器回收硫酸和氟离子效果良好。     

含钒硅质岩焙烧-酸浸提钒工艺原矿磨矿因素对钒浸出率影响试验研究

文章首次提出原矿磨矿因素是含钒硅质岩焙烧-酸浸提钒工艺影响钒浸出率的主要因素之一,采用单因素条件试验方法对此进行了实验研究论证。结果表明,采用不同磨矿方式,钒浸出率有较大差别;不论采用何种磨矿方式,细磨后的矿粉筛分,-0．074mm矿粉具有较好的钒浸出率指标。     

炭质页岩型钒矿热压氧化浸出钒新工艺研究

研究了采用热压氧化浸出新方法从贵州某炭质页岩型钒矿石中提取钒.试验结果表明:在矿石细度为-0.15 mm占70％、浸出剂GZ-1#用量为矿石质量的15％、液固体积质量比1∶1、浸出温度180℃、浸出氧气压力0.8 MPa、浸出时间3h条件下,钒浸出率达90.83％.该新方法不需对矿石进行焙烧,浸出剂用量低,浸出时间短,无环境污染和资源浪费等问题.     

搅拌方式对多级钒页岩浸出槽内多相流行为的影响

钒页岩湿法提钒是一个多级浸出过程,现有的研究多将浸出槽视为单一的封闭容器,与现实情况不符,且作为新工艺的吹气搅拌机理和效果未有详细报道。采用数值模拟的方法,对比分析有无进出料口搅拌槽内流场与相分布,并研究搅拌方式对有进出料口搅拌槽内的多相流动行为的影响。结果表明：有无进出料口的搅拌浸出槽内流场有明显区别,同等机械搅拌条件下,有进出料口的近自由液面区域的死区由3.3%降低至1.8%,底部的死区则由1.07%降低至0.46%。当搅拌方式由仅吹气搅拌改变至仅机械搅拌时,顶层搅拌桨上部的区域流速由0.16 m/s增大至0.28 m/s,近自由液面的死区由8.5%降低至1.8%,底部死区的比例由2.68%降低至0.46%。而采用机械和吹气联合搅拌时,反而可能会削弱钒页岩的悬浮效果。     

从含钒磁铁矿精矿中浸出钒的试验研究

研究了从某含钒(V2O5)0.3％～0.5％的磁铁矿精矿中采用复合强氧化剂预氧化—低温焙烧—加温搅拌水浸钒,考察了复合强氧化剂KL用量、预氧化时间、焙烧温度、焙烧时间、浸出温度、浸出时间、液固体积质量比、搅拌速度等因素对钒浸出率的影响.试验结果表明,在KL用量0.2 mL/g、预氧化时间24 h、焙烧温度140℃、焙烧时间2h、浸出温度70℃、浸出时间3h、液固体积质量比3∶1、搅拌速度400 r/min的最佳条件下,钒浸出率可达89％.     

搅拌器参数对钒页岩浸出罐流场的影响优化

搅拌浸出罐是钒页岩湿法提钒浸出段主要操作单元,但在工业生产中因浸出罐流场状态的差异存在固相分布不均、罐底矿物易沉积等问题。通过改变桨叶层数、双层桨的层间距和下层桨距底高度等手段,结合计算流体力学软件FLUENT,模拟分析不同径向测点位置与轴向测点位置颗粒的速度场与浓度场分布特点。结果表明,增加桨叶层数能够有效降低浸出罐内存在的浓度梯度,促使固液两相充分混合;双层桨层间距的增大能够缓解浸出罐上方流体速度较小问题,以"合并流"为主的层间距在0.33D～0.53D时,更有利于加强桨叶间区域的固液两相接触碰撞和充分混合;双层桨的下层桨叶距底高度为0.13D～0.23D时,强化了罐底颗粒的轴向速度,有效缓解矿物颗粒在罐底沉积问题。     

含钒石煤微波焙烧提钒试验研究

以某含钒石煤为原料进行微波焙烧提钒研究,并与常规焙烧提钒进行对比,主要考察微波焙烧温度、微波焙烧时间、硫酸体积浓度、浸出时间、液固比、浸出温度对钒浸出率的影响。结果表明,在微波焙烧温度550℃、焙烧时间20min、硫酸体积浓度15%、浸出时间6h、液固比1.5∶1(mL/g)、浸出温度95℃的条件下,钒浸出率为86.64%,在相同浸出条件下,常规马弗炉700℃焙烧1h钒的浸出率为84.22%。微波焙烧相对常规焙烧能在更低温度、更短时间内达到相同的提钒效果。     

钙化焙烧含钒熟料硫酸浸出工艺研究

针对钒渣钙化焙烧硫酸浸出工业化生产中存在的钒浸出率低的问题,对熟料粒度、磁性物,以及浸出温度对钒浸出率的影响进行了研究。结果表明:+178μm熟料比例达到20%、熟料中磁性物含量达到2%、低温浸出是影响钒浸出率的主要原因;优化后参数为:熟料粒度-178μm比例≥98%、熟料中磁性物含量小于0.2%、浸出终了温度高于50℃,钒浸出率可达92.46%以上。     

微波强化石煤提钒酸浸工艺的研究

在空白焙烧酸浸工艺的基础上考查微波加热浸出和常规加热浸出对某含钒石煤钒浸出率的影响。结果表明,在浸出温度98℃、焙烧样粒度-0.074mm占75%、硫酸体积分数20%、浸出时间90min、液固比1.5∶1(mL/g)时,微波加热的钒浸出率为88.2%,比相同条件下常规加热浸出高9个百分点。     

微波焙烧对石煤钒矿浸出的影响

研究了微波焙烧预处理石煤钒矿,考察了微波功率、微波焙烧时间等因素对钒浸出率的影响。结果表明,微波焙烧预处理钒矿石12min,然后在搅拌条件下用硫酸浸出2h,钒浸出率达69.04%,与相同浸出时间内未焙烧矿样相比,提高了近20%。微波焙烧预处理后浸出效率明显提高,浸出时间缩短50%以上,而且能耗和污染也大幅度降低。     

红土矿的微波浸出研究

本文研究了红土矿的微波加热浸出,采用X射线衍射分析和原子吸收分光光度法研究了红土矿物相和组成,主要物质为二氧化硅、蛇纹石和针铁矿,镍主要存在于蛇纹石及针铁矿中.研究了微波辐射加热条件下,红土矿的浸出过程.考察了微波辐射功率、H2SO4浓度、液固比、加热时间、铜离子浓度等因素对氧化镍矿浸出的影响,结果表明,镍、铁浸出率和反应体系的温度随着微波辐射功率的提高而增加;在微波功率为955W,H2SO4浓度为0.90mol/L,液固比为6∶1,反应时间40 min的条件下,镍的浸出率为99%,实验证明矿浆中少量的铜离子,即可起到较强的催化作用.以收缩未反应核模型为基础,建立了红土矿的微波浸出的动力学模型.对实验数据进行多相反应动力学处理,用1-2α/3-(1-α)2/3～t作图得到近似直线.     

某难浸银精矿强化浸出试验研究

针对某难浸银精矿铜含量高,嵌布特性复杂,常规工艺浸出率低的特点,提出石灰＋硫酸铵预处理-一段不磨-二段再磨强化浸出工艺,并对强化浸出机理进行了研究.试验结果表明在不增加磨矿成本和氰化物用量的条件下,该工艺能获得74%以上的浸出率,比现场指标提高了9%,具有实际指导意义.     

钙化焙烧-微波酸浸对钢渣中钒铁浸出的影响

为研究含钒钢渣钙化焙烧参数对提钒效率的影响,以来自河北承德的含钒钢渣为原料、CaO为焙烧添加剂,利用微波设备加热酸浸,考察了焙烧温度、时间及配钙比对V、Fe元素浸出的影响规律,并揭示了其作用机制。热力学计算表明,在700～1 100℃范围内,尖晶石相已经氧化分解。试验结果表明,在不同的焙烧温度下,V元素的浸出率从36.96%提高到40.56%;当延长焙烧时间至5 h后,浸出率反而下降,这是因为随着长时间的氧化焙烧,生成了难溶解的硅酸盐相;当焙烧温度为1 000℃、时间为3 h、配钙比为8%时,V元素的浸出率最高可达50.06%,同条件下Fe元素的溶出率为19.89%。试验不仅有效回收了钒资源,而且抑制了杂质元素的溶出。     

含钒石煤钒钾镁硫酸浸出相关性研究

对某云母型含钒石煤硫酸浸出过程中钒、钾、镁的浸出相关性进行研究来揭示钒的浸出机理。结果表明,钒、钾、镁具有很好的共生关系,主要赋存于云母类矿物中,部分镁赋存于方解石中。低温下,以游离态的高价钒浸出为主,钒—钾、钒—镁的浸出相关性均较差,而高温下,以晶格束缚态的低价钒浸出为主,钒—钾、钒—镁均呈现出很好的浸出相关性。硫酸浓度对钒、钾、镁的浸出相关性影响较小,95℃时,不同硫酸浓度下钒—钾、钒—镁均具有很好的浸出相关性。含镁方解石在硫酸中的溶解速率较快,同等条件下,镁的浸出率高于钒和钾。     

氰化磨矿浸出工艺优化试验研究

为了打破现有氰化生产中传统磨矿、分级及浸出工艺,达到提高磨矿效率、氰化回收率和降低生产能耗的目标,金翅岭金矿进行氰化磨矿浸出工艺的优化试验研究,通过对矿物进行一次性磨矿浸出试验与分段磨矿浸出试验对比发现,矿物一次性磨矿至合格细度-400目细度达到90%,浸出12 h时,氰化回收率可达到99.5%;分段磨矿分段浸出一次磨矿细度为-400目占75%,一次浸出时间为16 h,分级后+400目再磨细度为91%,浸出时间为12 h时,总回收率可达99.64%。分段磨矿浸出磨机节约能耗约15%,氰化回收率提高0.14%。     

用P204从某含钒浸出液中萃取钒试验研究

研究了用P204从铁钒渣钙化焙烧后的酸浸液中萃取钒,考察了有机相组成、相比、混合时间、萃原液pH对萃取钒的影响及硫酸溶液对负载有机相反萃取的影响。结果表明:以15%P204+10%TBP+75%磺化煤油为有机相,经过5级逆流萃取,V_2O_5萃取率达97%;用硫酸溶液对负载有机相进行反萃取,经过5级逆流反萃取,V_2O_5反萃取率达99%,钒得到有效回收。     

钒和铝在含钒页岩草酸浸出液中的赋存状态研究

以某含钒页岩草酸浸出液为对象,研究了钒和铝在含钒页岩草酸浸出液中的赋存状态。首先采用Medusa软件初步确定了钒和铝在草酸体系中的存在形式,然后对钒和铝的负载有机相分别进行红外光谱和质谱研究。结果表明:钒负载有机相萃合物化学式为[(R_4N)_2·VO(C_2O_4)_2],铝负载有机相萃合物的化学式分别为[(R_4N)·Al(C_2O_4)_2]和[(R4N)3·Al(C_2O_4)_3],因此可以确定含钒页岩草酸浸出液中钒主要以VO(C_2O_4)_2~(2-)络合阴离子存在,而铝主要以Al(C_2O_4)_2~-和Al(C_2O_4)_3~(3-)形式同时存在。     

微波强化焙烧一水硬铝石矿浸出效果的研究

将一水硬铝石矿和过饱和NaOH溶液及Ca(OH)2混合均匀后在微波炉中焙烧;熟料在稀碱性溶液、常压条件下进行浸出,研究配料比、微波焙烧和浸出条件对熟料浸出的影响。结果表明,升高微波焙烧温度、增加NaOH添加量或延长保温时间都可以增加熟料中铝的浸出率。增加Ca(OH)2添加量可以减少溶液中硅的溶解率,但过量添加Ca(OH)2反而导致铝的浸出效果下降。适当的浸出温度和浸出时间有助于减少二次反应发生,提高铝硅分离效果。在最优试验条件下,熟料中铝、钠、硅的浸出率分别达到96.7%、98.2%和7.05%,赤泥颗粒较大,利于过滤过程。     

钛白废酸浸出钢渣提钒试验研究

以攀钢钢渣和硫酸法钛白废酸为原料,利用正交试验方法,进行了钢渣湿法提钒酸浸工艺试验研究。研究结果表明,利用硫酸法钛白废酸浸出钢渣提钒的最佳工艺参数为：酸浸温度常温,酸浸时间1h,液固比5：I。在该条件下的钒浸出率可达76．43％～83．42％。