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D0I:10.13374/1.issm100103.2008.09.0B 第30卷第9期 北京科技大学学报 Vol.30 No.9 2008年9月 Journal of University of Science and Technology Beijing Sep.2008 石煤钠化焙烧料酸浸动力学 何东升冯其明张国范欧乐明卢毅屏 中南大学资源加工与生物工程学院，长沙410083 摘要研究了石煤钠化焙烧料硫酸浸出过程中，浸出剂初始浓度、搅拌速度和浸出温度对浸出率的影响，并对浸出过程动 力学进行了分析·结果表明：浸出剂初始浓度和浸出温度对钒浸出率有显著影响，搅拌速度对钒浸出率影响不大；该浸出过程 符合核收缩模型，与化学反应控制动力学方程式相吻合，浸出反应的表观活化能为50.88kJml一，浸出过程控制步骤为化学 反应控制， 关键词石煤：焙烧：浸出：动力学：表观活化能 分类号TF803.2:TF841.3 Kinetics of leaching vanadium with acid from sodium roasting calcine of stone coal HE Dongsheng.FENG Qiming.ZHA NG Guofan.OU Leming.LU Yiping School of Minerals Processing and Bioengineering.Central South University.Changsha 410083,China ABSTRACT The effects of initial sulfuric acid concentration.stirring speed.and leaching temperature on leaching rate in the process of leaching vanadium with sulfuric acid from sodium roasting calcine of stone coal were investigated.The results show that initial sul- furic acid concentration and leaching temperature affect vanadium leaching rate apparently,and stirring speed nearly have no effect on the leaching rate.The leaching process can be modeled with the shrinking core model.and the kinetics of the reaction is successfully described by the kinetics equation of chemical reaction control.The kinetic apparent activation energy E has been calculated as about 50.88kJmol,which indicates that the leaching process is controlled by surface chemical reaction. KEY WORDS stone coal:roasting:leaching:kinetics:apparent activation energy 石煤是我国除钒钛磁铁矿外又一种重要钒矿资 碳后硫酸浸出过程的动力学问题：考虑到焙烧是石 源，在我国储量巨大，总钒量1.18×103t,占我国 煤提钒过程中的一个关键环节，本文采用石煤原矿 Vz05总储量的87%叮.国内从20世纪60年代起 钠化焙烧料来进行研究， 已开始对石煤提钒进行研究]，但总体来说，现有 1实验 石煤提钒技术水平比较落后，钒总回收率较低[3. 提高钒总回收率是石煤提钒技术发展急需解决的问 1.1样品 题，而提高钒浸出率是其前提)，酸浸是石煤提钒 浸出实验所采用的样品为石煤原矿添加 应用较多的浸出方法，关于石煤酸浸提钒的研究很 Na2C03焙烧后的焙烧料，石煤原矿中主要矿物为 多]，但大多侧重于浸出工艺的研究，对浸出过程 石英，还含有高岭石、伊利石、黄铁矿、方解石等矿 中的一些基本理论问题研究较少，尤其对钒在浸出 物，含碳量（质量分数）为18%左右，通过焙烧条件 过程中的行为及浸出机理缺乏足够的认识，为探讨实验，确定了相对适宜的原矿焙烧条件，即添加质量 浸出过程中钒浸出规律，查明浸出过程中浸出反应 分数3%的Na2C03,在750℃下焙烧3h,得到的焙 的控制步骤，本文对石煤提钒酸浸过程中的动力学 烧料即为浸出实验用样，测定焙烧料的细度为 问题进行了研究，文献[9]探讨了石煤原矿浮选脱 -0.15mm占54.14%（质量分数），孔隙率为 收稿日期：2007-08-06修回日期：2007-10-31 作者简介：何东升(1979一)，男，博士研究生，Email:cshy@126.com:冯其明(1962-)，男，教授，博士生导师石煤钠化焙烧料酸浸动力学 何东升 冯其明 张国范 欧乐明 卢毅屏 中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 摘 要 研究了石煤钠化焙烧料硫酸浸出过程中浸出剂初始浓度、搅拌速度和浸出温度对浸出率的影响并对浸出过程动 力学进行了分析．结果表明：浸出剂初始浓度和浸出温度对钒浸出率有显著影响搅拌速度对钒浸出率影响不大；该浸出过程 符合核收缩模型与化学反应控制动力学方程式相吻合浸出反应的表观活化能为50∙88kJ·mol －1浸出过程控制步骤为化学 反应控制． 关键词 石煤；焙烧；浸出；动力学；表观活化能 分类号 TF803∙2；TF841∙3 Kinetics of leaching vanadium with acid from sodium roasting calcine of stone coal HE DongshengFENG QimingZHA NG Guof anOU LemingLU Y iping School of Minerals Processing and BioengineeringCentral South UniversityChangsha410083China ABSTRACT T he effects of initial sulfuric acid concentrationstirring speedand leaching temperature on leaching rate in the process of leaching vanadium with sulfuric acid from sodium roasting calcine of stone coal were investigated．T he results show that initial sulfuric acid concentration and leaching temperature affect vanadium leaching rate apparentlyand stirring speed nearly have no effect on the leaching rate．T he leaching process can be modeled with the shrinking core modeland the kinetics of the reaction is successfully described by the kinetics equation of chemical reaction control．T he kinetic apparent activation energy E has been calculated as about 50∙88kJ·mol －1which indicates that the leaching process is controlled by surface chemical reaction． KEY WORDS stone coal；roasting；leaching；kinetics；apparent activation energy 收稿日期：2007－08－06 修回日期：2007－10－31 作者简介：何东升（1979－）男博士研究生E-mail：csuhy＠126．com；冯其明（1962－）男教授博士生导师 石煤是我国除钒钛磁铁矿外又一种重要钒矿资 源在我国储量巨大总钒量1∙18×108 t占我国 V2O5 总储量的87％［1］．国内从20世纪60年代起 已开始对石煤提钒进行研究［2－3］但总体来说现有 石煤提钒技术水平比较落后钒总回收率较低［3－4］． 提高钒总回收率是石煤提钒技术发展急需解决的问 题而提高钒浸出率是其前提［5］．酸浸是石煤提钒 应用较多的浸出方法关于石煤酸浸提钒的研究很 多［6－8］但大多侧重于浸出工艺的研究对浸出过程 中的一些基本理论问题研究较少尤其对钒在浸出 过程中的行为及浸出机理缺乏足够的认识．为探讨 浸出过程中钒浸出规律查明浸出过程中浸出反应 的控制步骤本文对石煤提钒酸浸过程中的动力学 问题进行了研究．文献［9］探讨了石煤原矿浮选脱 碳后硫酸浸出过程的动力学问题；考虑到焙烧是石 煤提钒过程中的一个关键环节本文采用石煤原矿 钠化焙烧料来进行研究． 1 实验 1∙1 样品 浸出 实 验 所 采 用 的 样 品 为 石 煤 原 矿 添 加 Na2CO3焙烧后的焙烧料．石煤原矿中主要矿物为 石英还含有高岭石、伊利石、黄铁矿、方解石等矿 物含碳量（质量分数）为18％左右．通过焙烧条件 实验确定了相对适宜的原矿焙烧条件即添加质量 分数3％的 Na2CO3在750℃下焙烧3h得到的焙 烧料即为浸出实验用样测定焙烧料的细度为 －0∙15mm 占 54∙14％ （质 量 分 数）孔 隙 率 为 第30卷 第9期 2008年 9月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．9 Sep．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．09．003