谈谈石煤的联产综合利用

我国南方下寒武统石煤伴生有用元素十分丰富,是一种宝贵的多矿种矿产资源,不仅可利用其热量作为能源,还可利用其中伴生的多种稀散有益元素。初步查明在煤中赋存有近六十多种元素。石煤中达边界品位或工业利用品位的有益元素有20余种,其中品位富,储量大,分布广,形成工业性矿床的元素以钒为最重要,其次是钼、镍、铀、磷、镉,此外银、金、铜、钴、锌、硒、锗、镓、钪、钛、钾、钇、稀土、铂及铂族     

浅议安康石煤地质特征及“十二五”开发设想

石煤是形成于早元古代和早古生代的深变质的可燃有机岩,呈黑色或黑灰色,大多具有含炭少、高灰分(一般大於60%)、高硫、低发热量和硬度大的特点,是一种低热值燃料。一般生成于古老地层中,由菌藻类等生物遗体在浅海、泻湖、海湾条件下经腐泥化作用和煤化作用转变而成。外观像石头,肉眼不易与石灰岩或炭质页岩相区别。其成分除含有机碳外,还有氧化硅、氧化钙和少量的氧化铁、氧化铝和氧化镁等。石煤在中国分布广泛,南秦岭区储量最为丰富。石煤按发热量划分为高热值石煤、优质石煤和劣质石煤三类。安康石煤以高灰、高硫低发热量为特点,规模小,伴生有益组分多,是安康重要的民用燃料。     

南秦岭早古生代石煤的微量元素

对南秦岭早古生代石煤的微量元素含量、分布规律等进行了详细系统的研究。发现该区早古生代石煤，特别是北大巴山下寒武统的石煤是一潜在的矿源体，其中的硒、镉、银、钼、钡均已达到工业开采品位或综合利用品位。     

陕南石煤砷的赋存形态研究

研究石煤砷的赋存形态,有助于评价石煤砷向环境中释放的程度和能力,本文利用连续化学浸提法对陕南石煤砷进行连续浸提,并以贵州兴仁地区无烟煤进行对照.结果表明,石煤砷主要以硫化物结合态存在,石煤中有机结合态砷要高于贵州兴仁地区的无烟煤.     

石煤提钒中钠盐的作用

含钒石煤是我国的一种新型钒矿资源。本文研究了ＮａＣｌ在石煤提钒中的作用。结果表明，ＮａＣｌ可将束缚在粘土矿物晶体结构中的钒解离出来。并能提高Ｖ（Ⅲ）向Ｖ（Ｖ）的价态转化率和焙烧转化率（可溶性钒／全钒）。钒的价态转化率与焙烧转化率存在着内在联系。在石煤提钒过程中，只有钒的价态转化率提高了，钒的焙烧转化率才能相应提高     

复合焙烧添加剂从石煤中提取钒的研究

以石煤为原料，加入碳酸钠和碳酸钙组成的复合添加剂，经焙烧、酸浸后提取石煤中的钒．实验显示，加入4％碳酸钠，1．5％的碳酸钙混合焙烧、酸浸后．钒的转化率提高至70％．结果表明，该方法可得到较高的浸出率，并能减少对环境的污染，具有一定的应用前景．     

碳质石煤与生物质混合焙烧过程的热分析研究

以湖北襄樊的碳质石煤为原料,通过热力学理论分析和热分析实验对石煤与生物质混合共焙烧过程进行研究。结果发现：混合焙烧过程中,各种物质反应的先后顺序为有机质的氧化反应→黄铁矿的氧化反应→钒的氧化反应;生物质的加入为打破石煤中的云母晶格提供了大量的热量,使石煤中的还原性物质反应温度降低且反应时间缩短,对石煤的脱碳与焙烧起相应的促进作用。     

强化氧化对石煤钙化焙烧提钒的影响

研究石煤钙化焙烧参数对提钒效果的影响,确定合理的焙烧参数:当焙烧温度为950℃,焙烧时间3 h,碳酸钙添加量为质量分数6%时,石煤焙烧料中钒的浸出率为63%。在此基础上研究增强氧化对提钒效果的影响,比较通空气和添加MnO2这2种情况下提钒的效果。用化学物相分析和钒价态分析等技术探讨加强氧化提高钒浸出率的原因。空气通入速度为0.48 L/h时,钒的浸出率为69%;MnO2添加量(质量分数)为3%时,钒浸出率为68%。研究结果表明,加强氧化后矿石的结构被破坏,V5+含量提高,生成更多易溶于酸的钒酸钙类物质。     

浙西,皖南石煤及其建材制品中的放射性元素对人体的影响

在石煤资源丰富的浙西、皖南地区测试结果表明,部分石煤渣砖含有的铀等放射性辐射强度,已超过了非职业辐射工作人员的容许值。部分石煤渣砖和水泥中的当量镭比活度和有效镭浓度也超过了国家对非职业辐射工作人员的安全限量,因此应对石煤建材制品的生产和应用持慎重态度。铀等放射性元素在石煤层中仅是局部富集,含量高的石煤层限于个别地段。因而,对辐射强度大、放射性核素含量高的个别富集地段应放弃开采。同时,对生产工人要按国家有关辐射防护条例,采取有效防范和劳保措施。     

在压力场下从石煤中提取五氧化二钒的工艺

对贵州某地石煤进行加压酸浸提钒实验研究。在压力场条件下考察几种主要因素对钒浸出率的影响。得到的最佳技术条件为:反应时间3 h,硫酸质量浓度200 g/L,浸出温度180℃,搅拌转速580 r/min;在此条件下,钒浸出率(质量分数)为76%。两段逆流浸出实验结果表明:钒浸出率可达90%以上。浸出液经过废酸回收、还原、调整pH等预处理后,采用溶剂萃取的方法能够有效地分离和富集钒,钒萃取率可达98.1%,反萃率为99.14%;用氨水沉淀反萃液中的钒,沉淀物(多聚钒酸铵)在550℃煅烧3 h即可产出纯度为99%V2O5;全流程钒回收率为85%左右。     

石煤钠化焙烧料酸浸动力学

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.     

碱法浸出石煤中的钒和硅

在石煤提钒工艺中,为了充分利用石煤中的有价元素硅,采用碱浸提钒工艺提取石煤中的钒和硅.经过预焙烧后,可以有效地破坏石煤结构,提高钒硅浸出率.在焙烧温度850℃、焙烧时间2h、浸出温度95℃、浸出时间4h、固液比(g∶mL)1∶1.4、矿碱质量比1.2∶1的条件下,钒的浸出率为86.6%,硅的浸出率为61.4%.     

钒离子指示电极在石煤焙烧料浸出动力学研究中的应用

以湘西吉首某地石煤矿为原料,在850℃焙烧6 h后,采用酸浸法从焙烧料提取钒,用钒离子指示电极在线跟踪石煤浸出过程中五价钒浓度的变化,研究浸出过程中的动力学;考察矿石粒径、pH值和浸出温度对浸出过程E--t曲线的影响.研究结果表明:钒离子指示电极电势测定结果受杂质Fe3+的影响很小,可以用于跟踪石煤焙烧料浸出过程中钒离子浓度的变化;硫酸浸出后,矿石粒度越小,溶液的酸度越大,浸出温度越高,五价钒离子越容易浸出.采用等高线法求算出石煤焙烧料浸出过程在高温段区的表观活化能Ea为1.56 kJ/mol,受扩散步骤控制;在低温段区的表观活化能Ea为3.99 kJ/mol,受化学反应步骤控制.     

复合焙烧添加剂从石煤中提取钒的研究

以石煤为原料,加入碳酸钠和碳酸钙组成的复合添加剂,经焙烧、酸浸后提取石煤中的钒.实验显示,加入4%碳酸钠,1.5%的碳酸钙混合焙烧、酸浸后,钒的转化率提高至70%.结果表明,该方法可得到较高的浸出率,并能减少对环境的污染,具有一定的应用前景.     

石煤氧化焙烧-酸溶液浸出提钒工艺

针对某地石煤原料组成特点,为提高石煤中钒的浸出率本试验采用氧化焙烧-酸溶液浸出提钒的工艺,研究了焙烧温度,添加剂氯化钠的用量,焙烧时间,酸浸出液用量及浸出温度时间对钒浸出率的影响.结果表明:,焙烧水浸后渣再用稀酸浸出的方法,钒的浸出率可提高10 %左右,钒的浸出率可达到75 %~80 %.     

从石煤酸浸液中萃取钒的工艺研究

研究了三正辛胺从石煤酸浸液中萃取钒的工艺过程 ,从萃取和反萃的 p H值、相比、有机相组成、澄清时间等方面进行了详细试验。研究表明 :用三正辛胺萃取钒时 ,其萃取率可达98%以上 ;而且易反萃 ,用 0 .5 M Na2 CO3反萃时 ,反萃率为 99.9%。经萃取后 ,浸出液中的钒可由每升几克富集到每升数十克以上 ,有利于后续的提钒工艺。     

石煤中影响钒转浸率的主要因素研究

通过对石煤提钒焙烧阶段焙烧温度和添加剂作用、配比的研究，得出了焙烧阶段最适宜的焙烧温度、入炉温度和添加剂配比范围。实验结果表明，采用焙砂水浸后渣再用稀酸浸出的方法，钒的转浸率平均可提高１０％左右。     

岚皋县横沟石煤型钒矿选矿工艺试验及开发利用设想

选择钙法氧化焙烧一酸浸工艺流程从石煤型钒矿石中酸浸提钒,克服了钠化焙烧过程中H2S、Cl2等有毒有害气体的产生。试验表明,焙烧温度、酸的浓度、浸出温度、浸出时间、液固比是影响钒浸出率的重要因素。通过矿石物料粒度、氧化钙添加量、焙烧温度、焙烧时间、浸出温度、浸出时间、酸的浓度、浸出液固比等条件实验,获得了钒79％的浸出率。在此基础上提出了安康市石煤型钒矿综合开发利用的框架思路。     

无盐焙烧法提取石煤钒矿中V2O5新工艺研究

本实验主要采用无盐焙烧法对暮石煤钒矿石进行焙烧和浸出研究。在700-900℃高温下焙烧．然后用硫酸做浸出分解试羽，在80-90℃条件下从舍钒石煤矿石中钢得硫酸钒酰溶液（浸出液），得到最佳焙烧和浸出工艺参数。     

胶质芽孢杆菌对含钒石煤的生物浸出及其吸附行为

微生物浸出含钒石煤中金属钒具有绿色、经济等优势。本文以典型硅酸盐细菌—胶质芽孢杆菌作为浸钒菌种,采用浸出和吸附试验,系统研究了胶质芽孢杆菌对含钒石煤的浸出行为及其在矿物表面的吸附特性和相关机理。研究发现,胶质芽孢杆菌在30°C条件下浸出含钒石煤28 天后,金属钒的累积浸出率达到了60.2%,表现出较好的浸钒效果。在众多影响浸出效果的因素中,含钒石煤表面的生物吸附行为至关重要,当浸出体系的pH值为5.0时,菌体与含钒石煤之间的强静电引力可有效促进生物吸附作用,处于对数生长期的胶质芽孢杆菌更具有优良的生物吸附特性,当初始菌体浓度为3.5 × 108 CFU/mL时,吸附量达到3.6 × 107 CFU/g,吸附率为38.9%。机理研究发现,胶质芽孢杆菌在含钒石煤表面的生物吸附过程符合Freundlich等温吸附模型和准二级吸附动力学模型,该过程属于非均质的多层吸附,且主要受化学反应控制。菌体表面的–CH₂、–CH₃、–NH₂等官能团参与了吸附过程,生物吸附作用改变了含钒石煤的表面性质,导致其等电点（IEP）向胶质芽孢杆菌的等电点靠近。