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氟化钙参与石煤提钒过程的浸出行为研究

王非  张一敏  黄晶  刘涛  赵杰  张国斌  
【摘要】:研究了氟化钙参与石煤提钒过程的浸出行为,浸出条件为95℃,4 h,1 ml·g-1,15%(体积分数)硫酸和5%(质量分数)氟化钙。在此条件下钒的浸出率可达到92.39%。通过对石煤原矿进行电感耦合等离子体原子发射光谱分析(ICP-AES)、钒价态分析和X射线衍射(XRD)分析,对浸出液进行ICP-AES、X射线光电子能谱(XPS)、19F液相核磁共振(NMR)以及对浸出渣进行XRD和扫描电镜(SEM)分析,整个浸出过程可总结为:氟化钙与硫酸反应生成氢氟酸,氢氟酸对含钒矿物的强破坏性促进钒浸出过程;方解石消耗部分硫酸而生成石膏并释放出二氧化碳;绿泥石和含钒矿物金云母均被完全破坏而释放出V,Al,K,Mg,Si等。氟离子参与钒浸出反应后生成[AlF5]2-和[SiF6]2-络合离子而存在于浸出液中。在强烈搅拌过程中释放出的V(III)被空气中的氧气氧化为VO2+而存在于浸出液中。释放出的Al部分以Al3+存在于浸出液中,另一部分与F生成[AlF5]2-。释放出的Si部分以石英(SiO2)形式留存于浸出渣中,另一部分与F生成[SiF6]2-。正是因为生成的Al-F和Si-F比原有Al-O和Si-O的键能大,钒浸出过程最终会趋向于生成稳定的[SiF6]2-和[AlF5]2-,从而使得整个浸出体系更为稳定,钒浸出更为容易。

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