石煤酸浸过程中钒电化学行为及浸出机理研究

石煤是一种储量巨大的低品位钒矿资源，现有的石煤提钒工艺钒回收率低、资源利用率低、易产生污染，这与石煤提钒理论研究落后不无关系。酸浸是石煤提钒的主要方法，目前对于石煤酸浸过程中钒价态变化规律及浸出机理认识不够深入和全面。本项目围绕石煤酸浸过程钒浸出机理，研究三价、四价和五价钒在强酸性溶液中的溶液化学性质；采用动电位扫描和循环伏安法等手段研究钒在酸浸过程中的电化学行为；通过分析液、固样品价态并结合在线检测钒价态变化的方法研究酸浸过程中钒价态变化规律；研究浸出矿浆电位的调控方法，并分别在化学药剂调控和外加电极调控条件下，研究浸出矿浆电位与钒浸出率之间的相关性。通过上述研究，进一步阐明石煤酸浸钒浸出机理，该研究对于丰富和深化石煤提钒理论研究，促进石煤提钒技术发展具有重要意义。

项目着重研究了钒的代表性氧化物五氧化二钒在高浓度硫酸溶液（31.44%，64.71%，78.58%，88.00%）中的溶解行为，考查了溶解时间、硫酸浓度、溶解温度对五氧化二钒溶解度的影响，探讨了含钒石煤酸浸过程中浸出矿浆电位与钒浸出率的关系。研究结果表明，五氧化二钒溶解度随硫酸浓度增加而减小，溶解温度对五氧化二钒溶解度影响不显著，在质量分数为31.44%，64.71%，78.58%，88.00%的硫酸溶液中，五氧化二钒的溶解度分别约为3.33g，2.86g，2.67g 和2.52g。含钒石煤酸浸过程中，浸出矿浆电位先减小，后保持不变，钒浸出率达到平衡时，矿浆电位亦保持不变。项目还对含钒石煤直接酸浸进行了研究，考查了硫酸、盐酸、硝酸和磷酸直接浸出石煤中钒的浸出效果，探讨了硫酸浓度、浸出温度和浸出时间以及助浸剂氟化钙用量对钒浸出率的影响。结果表明，采用硫酸直接浸出，在硫酸质量分数30%、浸出时间为6 h、浸出温度为90 ℃、液固比（mL/g）为4∶1、搅拌转速为400 r/min 的最佳浸出条件下，钒浸出率为63.48%，添加3%（质量分数）氟化钙作为助浸剂，钒浸出率可达到90.32%，浸出时间可缩至2 h。最后，项目对自动电位滴定的方法测定含钒石煤酸浸液中钒含量进行了研究，考查了浓硫酸、浓磷酸、高锰酸钾、尿素、亚硝酸钠等试剂加入量对滴定结果的影响，该方法准确度高，操作简便，分析时间短，是一种方便可靠的分析方法。