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
.978 北京科技大学学报 第30卷 0.045cm3g1.焙烧料的多元素分析和钒物相分 特征，大致推断浸出反应可能受何种步骤控制，然后 析分别见表1和表2. 将实验数据代入到对应的动力学方程式进行计算， 表1石煤培烧料多元素分析（质量分数） 以进一步进行判断，最后通过计算浸出反应的表观 Table I Main chemical composition of stone coal calcine 活化能来进行验证，并最终确定浸出反应的控制步 V205 Na20 Mgo Al20s Si02 P20s SO3 K20 Ca0 Ti02 骤 0.851.930.967.3971.840.755.781.651.640.35 2.2浸出过程特征 Nio Cuo ZnO As203 SrO Mo03 Ba0 Cr203 Mno Fe203 (1)浸出剂初始浓度的影响，图1为HS04初 0.050.060.380.020.070.022.880.080.023.35 始浓度对浸出率的影响.由图1可以看出，HS04 初始浓度由1.8molL一增大到6molL时，浸出 表2石煤焙烧料钒物相分析 率由44.75%提高到76.93%.在HS04初始浓度 Table 2 Phase analysis of vanadium in stone coal calcine 为8molL时，浸出率反而比6molL时低，其原 物相 V05质量分数/% 因可能是浸出了较多杂质，发生某类复杂反应，反应 铁氧化物与粘土矿物 0.165 的生成物阻碍了浸出反应的继续进行或使已浸出的 钒云母 0.670 钒产生沉淀而损失，因此，较为适宜的HS04初始 石榴石与电气石 0.015 浓度为4molL-1.在后续的实验中，H2S04初始浓 总钒 0.850 度均采用4molL-1. 1.2方法 100 焙烧：称取一定量石煤原矿，加入焙烧添加剂 80 Na2CO3,混合均匀，放入耐火瓷舟中，置入已升温到 指定温度的马弗炉中焙烧，焙烧指定时间后，取出瓷 是60 舟，自然冷却后作为浸出用样，即焙烧料 浸出：采用250mL三口烧瓶作浸出容器，机械 搅拌，水浴加热，每次称取30g焙烧料，倒入烧瓶 20 中，按照3：1的液固比(mL/g)往烧瓶中加入配制好 的H2$04溶液，然后将烧瓶放入恒温水浴中搅拌浸 8 10 出，浸出完成后，过滤，浸出渣烘干并称重，分析浸 HSO,初始浓度(mol-L) 出渣中钒含量，计算钒浸出率. 图1H2S04初始浓度与浸出率的关系.浸出温度60℃，液固比 2实验结果及讨论 3:1,浸出时间6h,搅拌速度600rmin1 Fig-1 Relationship bet ween HSO initial concentration and leach- 2.1浸出过程分析 ing rate 石煤中添加Na2CO3焙烧，其目的是将石煤原 (2)搅拌速度的影响，搅拌速度对浸出率的影 矿中三价钒氧化为高价态并转化为溶解性较好的偏 响见图2.由图2可以看出，搅拌速度由 钒酸钠，从而最大限度地浸出钒，在浸出过程中发 200rmin-1增大到800rmin-1时，浸出率几乎没有 生的主要反应有： 变化，在浸出过程属于外扩散控制时，通过搅拌，可 2NaV03+2H2s04= 以减小液膜层的厚度，使扩散速度加快，从而提高浸 (V02)2S04+Na2S04+2H20 (1) 出速度，由图2所示，搅拌速度对浸出率几乎没有 V205十H2S04—(V02)2S04十H20 (2) 影响，则可认为扩散不是浸出反应的控制步骤，在 V204+2H2S04=2V0S04+2H20(3) 后续的实验中，搅拌转速均采用600rmim1,在此 在浸出过程中，除钒酸盐和钒氧化物与HS04 搅拌条件下，可消除外扩散对浸出的影响 发生反应外，铝、铁和镁等元素均会与HSO4发生 (③)浸出温度的影响，图3为浸出温度对浸出 反应，因而会消耗一部分HS04,故实验中安排 率的影响，从图3中可以明显看出，浸出温度对浸 H2SO4浓度远远超过理论计算值.焙烧料的浸出过 出率有显著影响，随浸出温度提高，浸出率明显提 程，属于多相反应过程，可按照核收缩模型进行动力 高，浸出温度由25℃提高到95℃，浸出率由 学研究，本研究先依据核收缩模型各种控制步骤的 36.09%提高到96.33%
0∙045cm 3·g －1．焙烧料的多元素分析和钒物相分 析分别见表1和表2． 表1 石煤焙烧料多元素分析（质量分数） Table1 Main chemical composition of stone coal calcine ％ V2O5 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 K2O CaO TiO2 0∙85 1∙93 0∙96 7∙3971∙84 0∙75 5∙78 1∙65 1∙64 0∙35 NiO CuO ZnO As2O3 SrO MoO3 BaO Cr2O3 MnO Fe2O3 0∙05 0∙06 0∙38 0∙02 0∙07 0∙02 2∙88 0∙08 0∙02 3∙35 表2 石煤焙烧料钒物相分析 Table2 Phase analysis of vanadium in stone coal calcine 物相 V2O5 质量分数／％ 铁氧化物与粘土矿物 0∙165 钒云母 0∙670 石榴石与电气石 0∙015 总钒 0∙850 1∙2 方法 焙烧：称取一定量石煤原矿加入焙烧添加剂 Na2CO3混合均匀放入耐火瓷舟中置入已升温到 指定温度的马弗炉中焙烧焙烧指定时间后取出瓷 舟自然冷却后作为浸出用样即焙烧料． 浸出：采用250mL 三口烧瓶作浸出容器机械 搅拌水浴加热．每次称取30g 焙烧料倒入烧瓶 中按照3∶1的液固比（mL／g）往烧瓶中加入配制好 的 H2SO4 溶液然后将烧瓶放入恒温水浴中搅拌浸 出．浸出完成后过滤浸出渣烘干并称重分析浸 出渣中钒含量计算钒浸出率． 2 实验结果及讨论 2∙1 浸出过程分析 石煤中添加 Na2CO3 焙烧其目的是将石煤原 矿中三价钒氧化为高价态并转化为溶解性较好的偏 钒酸钠从而最大限度地浸出钒．在浸出过程中发 生的主要反应有： 2NaVO3＋2H2SO4 （VO2）2SO4＋Na2SO4＋2H2O （1） V2O5＋H2SO4 （VO2）2SO4＋H2O （2） V2O4＋2H2SO4 2VOSO4＋2H2O （3） 在浸出过程中除钒酸盐和钒氧化物与 H2SO4 发生反应外铝、铁和镁等元素均会与 H2SO4 发生 反应因而会消耗一部分 H2SO4故实验中安排 H2SO4 浓度远远超过理论计算值．焙烧料的浸出过 程属于多相反应过程可按照核收缩模型进行动力 学研究．本研究先依据核收缩模型各种控制步骤的 特征大致推断浸出反应可能受何种步骤控制然后 将实验数据代入到对应的动力学方程式进行计算 以进一步进行判断最后通过计算浸出反应的表观 活化能来进行验证并最终确定浸出反应的控制步 骤． 2∙2 浸出过程特征 （1） 浸出剂初始浓度的影响．图1为 H2SO4 初 始浓度对浸出率的影响．由图1可以看出H2SO4 初始浓度由1∙8mol·L －1增大到6mol·L －1时浸出 率由44∙75％提高到76∙93％．在 H2SO4 初始浓度 为8mol·L －1时浸出率反而比6mol·L －1时低其原 因可能是浸出了较多杂质发生某类复杂反应反应 的生成物阻碍了浸出反应的继续进行或使已浸出的 钒产生沉淀而损失．因此较为适宜的 H2SO4 初始 浓度为4mol·L －1．在后续的实验中H2SO4 初始浓 度均采用4mol·L －1． 图1 H2SO4 初始浓度与浸出率的关系．浸出温度60℃液固比 3∶1浸出时间6h搅拌速度600r·min －1 Fig．1 Relationship between H2SO4initial concentration and leaching rate （2） 搅拌速度的影响．搅拌速度对浸出率的影 响 见 图 2． 由 图 2 可 以 看 出搅 拌 速 度 由 200r·min －1增大到800r·min －1时浸出率几乎没有 变化．在浸出过程属于外扩散控制时通过搅拌可 以减小液膜层的厚度使扩散速度加快从而提高浸 出速度．由图2所示搅拌速度对浸出率几乎没有 影响则可认为扩散不是浸出反应的控制步骤．在 后续的实验中搅拌转速均采用600r·min －1在此 搅拌条件下可消除外扩散对浸出的影响． （3） 浸出温度的影响．图3为浸出温度对浸出 率的影响．从图3中可以明显看出浸出温度对浸 出率有显著影响．随浸出温度提高浸出率明显提 高浸 出 温 度 由 25℃ 提 高 到 95℃浸 出 率 由 36∙09％提高到96∙33％． ·978· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷
第9期 何东升等：石煤钠化焙烧料酸浸动力学 .979. 100 出时间.将图4中数据代入式(4)，以1一(1一)/3 对浸出时间t作图，得图5.由图5可以看出，1一 80 (1一)/和t呈直线关系，表明浸出反应服从化学 60 反应控制动力学方程， 100 宽40 80 20 860 200 400 600800 1000 搅拌速度rmin) 完40 量-60℃ 母-70℃ ▲80℃ 图2搅拌速度与浸出率的关系，H2S04初始浓度4malL-1,浸 20 95℃ 出温度60℃，液固比3：1，浸出时间6h Fig.2 Relationship between stirring speed and leaching rate 4 68101214 浸出时间h 100 图4不同浸出温度下浸出动力学曲线.HS0:初始浓度4mol· 80 L-,液固比3+1，搅拌速度600rmin-1 Fig.4 Leaching kinetics curves at different leaching temperatures °60 1.0 必40 ■60℃ 层70℃ 0.8 ▲80℃ 0 "95℃ 40 60 80 100 浸出温度/℃ 02 图3浸出温度与浸出率的关系.Hs0,初始浓度4mlL-1,液 固比3：1，浸出时间6h,搅拌速度600rmin1 00 4681012 Fig.3 Relationship between leaching temperature and leaching rate 浸出时间h 在控制步骤不同的时候，温度的影响是不同的 图5不同温度下1一(1一)3与t的关系 在受化学反应控制时，随温度升高，反应速度急剧增 Fig-5 1-(1-)1/3 vst at different temperatures 加；在受扩散控制时，反应速度正比于扩散系数，而 2.4表观活化能计算 温度对扩散系数的影响远不及对化学反应速度的影 在判断浸出反应受何种步骤控制时，表观反应 响，因而在受扩散控制时，温度对浸出率的影响没有 在受化学反应控制时显著10.因此，由图3可大致 活化能的大小是判断浸出反应控制步骤的重要依 据.扩散控制时，表观活化能一般小于12kJ· 推断浸出反应为化学反应控制， mol厂；化学反应控制时，表观活化能一般大于 2.3浸出动力学方程式 42 kJ .mol1:混合控制时，表观活化能介于二者之 浸出过程属固一液多相反应过程，浸出反应发 间10. 生在两相的界面上，其控制步骤分为三种类型，即扩 根据Arrhenius公式： 散控制、化学反应控制和混合控制，依据前面对浸 K=Aexp(-E/RT) (5) 出反应特征的分析，可大致判断石煤浸出过程为化 式中，A为频率因子，E为表观活化能，R为气体常 学反应控制，为进一步进行确认，将图4中实验数 数，T为热力学温度.式(5)可变形为： 据代入到化学反应控制的动力学方程式进行计 算， lok-Rf+8 (6) 1-(1-)/3=Kc (4) 由图5可求得各浸出温度下的表观化学反应常 式中，K为表观反应速度常数，7为浸出率，t为浸 数，将数据代入到式(6)，以lnK对1/T作图，得
图2 搅拌速度与浸出率的关系．H2SO4 初始浓度4mol·L －1浸 出温度60℃液固比3∶1浸出时间6h Fig．2 Relationship between stirring speed and leaching rate 图3 浸出温度与浸出率的关系．H2SO4 初始浓度4mol·L －1液 固比3∶1浸出时间6h搅拌速度600r·min －1 Fig．3 Relationship between leaching temperature and leaching rate 在控制步骤不同的时候温度的影响是不同的． 在受化学反应控制时随温度升高反应速度急剧增 加；在受扩散控制时反应速度正比于扩散系数而 温度对扩散系数的影响远不及对化学反应速度的影 响因而在受扩散控制时温度对浸出率的影响没有 在受化学反应控制时显著［10］．因此由图3可大致 推断浸出反应为化学反应控制． 2∙3 浸出动力学方程式 浸出过程属固－液多相反应过程浸出反应发 生在两相的界面上其控制步骤分为三种类型即扩 散控制、化学反应控制和混合控制．依据前面对浸 出反应特征的分析可大致判断石煤浸出过程为化 学反应控制．为进一步进行确认将图4中实验数 据代入到化学反应控制的动力学方程式进行计 算［11］： 1－（1－η） 1／3＝ Kt （4） 式中K 为表观反应速度常数η为浸出率t 为浸 出时间．将图4中数据代入式（4）以1－（1－η） 1／3 对浸出时间 t 作图得图5．由图5可以看出1－ （1－η） 1／3和 t 呈直线关系表明浸出反应服从化学 反应控制动力学方程． 图4 不同浸出温度下浸出动力学曲线．H2SO4 初始浓度4mol· L －1液固比3∶1搅拌速度600r·min －1 Fig．4 Leaching kinetics curves at different leaching temperatures 图5 不同温度下1－（1－η） 1／3与 t 的关系 Fig．5 1－（1－η） 1／3vs t at different temperatures 2∙4 表观活化能计算 在判断浸出反应受何种步骤控制时表观反应 活化能的大小是判断浸出反应控制步骤的重要依 据．扩 散 控 制 时表 观 活 化 能 一 般 小 于 12kJ· mol －1 ；化学反应控 制 时表 观 活 化 能 一 般 大 于 42kJ·mol －1 ；混合控制时表观活化能介于二者之 间［10］． 根据 Arrhenius 公式： K＝ Aexp（－ E／RT） （5） 式中A 为频率因子E 为表观活化能R 为气体常 数T 为热力学温度．式（5）可变形为： ln K＝ － E RT ＋B （6） 由图5可求得各浸出温度下的表观化学反应常 数将数据代入到式（6）以 ln K 对1／T 作图得 第9期 何东升等： 石煤钠化焙烧料酸浸动力学 ·979·
.980 北京科技大学学报 第30卷 图6.图6中直线的斜率即为一E/R,由此计算得表 [3]Qi MJ.The status and prospects of vanadium leaching from stone 观活化能为50.88 kJ-mol一1，大于42 kJ-mol-1,为 coal.Hydrometall Chin.1999.72(4):1 (漆明鉴.从石煤中提钒现状及前景，湿法冶金，1999,72(4)： 化学反应控制，和前面的分析结果吻合· -10.0 [4]Ma S Q,Liu S S.Review of vanadium extraction from stone -10.5 coal.Hunan Nonferrous Met.1998,14(4):21 (马士强，刘世森.石煤提钒工艺评述.湖南有色金属，1998， -11.0 14(4):21) -15 斜率-6.12×103 [5]Feng Q M.He DS,Zhang G F,et al.Effect of vanadium oxida- tion and conversion on vanadium leaching in extraction process of -12.0H vanadium from stone coal.Chin J Nonferrous Met,2007.17 (8):1349 -12.5 (冯其明，何东升，张国范，等.石煤提钒过程中钒氧化和转化 -13. 对钒浸出的影响.中国有色金属学报，2007,17(8)：1349) 2.6 2.7 2.82.9 3.0 3.1 T-/103K [6]Deng Q Y.Liu S Y.New process for extraction of vanadium from stone coal.Rare Met Cem Carbides.1993.2:27 图6浸出反应的Arrhenius图 (邓庆云，刘松英.石煤钠化培烧、酸浸、离子交换提钒新工艺 Fig.6 Arrhenius plot of leaching reaction 的试验研究稀有金属与硬质合金，1993.2：27) [7]Zou X Y,Ouyang YZ.Peng Q J.et al.Study on the process of 3结论 producing vanadium pentoxide from stone coal vanadium mine by no"salt-roasting and acid leaching.Chem World.2001.42(3): (1)H2S04浸出石煤钠化焙烧料，HS04初始 117 浓度和浸出温度对钒浸出率影响显著，搅拌速度对 (邹晓勇，欧阳玉祝，彭清净，等·含钒石煤无盐培烧酸浸生产 五氧化二钒工艺的研究.化学世界，2001,42(3)：117) 钒浸出率没有明显影响，提高H2$O4初始浓度和浸 [8]Lu Z L.Investigation and industrial practice on extraction of 出温度有利于钒浸出， V20sfrom stone coal containing vanadium by acid process.Hy- (2)石煤钠化焙烧料HS04浸出过程符合核收 drometall Chin.2002.21(4):175 缩模型，浸出动力学方程可用K=1一(1一)3描 (鲁兆伶.用酸法从石煤中提取五氧化二钒的试验研究与工业 述，浸出反应的表观活化能为50.88 kJ-mol-1,浸出 实践湿法治金，2002,21(4)：175) 过程受化学反应步骤控制 [9]Zhang X Y.Tian X D.Leaching kinetics of extraction of vanadi- um pentoxide from stone coal.Nat Sci JXiangtan Unio,2005. 参考文献 27(2):104 (张小云，田学达·石煤提钒湿法工艺的动力学研究、湘潭大学 [1]Bin Z Y.Progress of the research on extraction of vanadium pen- 自然科学学报，2005,27(2)：104) toxide from stone coal and the market of the V205.Hunan Non- [10]Li HG.Hydrometallurgy.Changsha:Central South Universi- ferrous Met,2006,22(1):16 ty Prese5,2002.74 (宾智勇.石煤提钒研究进展和五氧化二钒的市场状况，湖南 (李洪桂.湿法冶金学.长沙：中南大学出版社，2002：74) 有色金属，2006,22(1)：16) [11]Abali Y,Bayca S U.Mistincik E.Kinetics of oxalic acid leach- [2]Lan Y Z,Liu J.Review of vanadium processing in China.Eng ing of tineal.Chem Eng J.2006.123(1/2):25 Sci,2005,3(3):58
图6．图6中直线的斜率即为－ E／R由此计算得表 观活化能为50∙88kJ·mol －1大于42kJ·mol －1为 化学反应控制和前面的分析结果吻合． 图6 浸出反应的 Arrhenius 图 Fig．6 Arrhenius plot of leaching reaction 3 结论 （1） H2SO4 浸出石煤钠化焙烧料H2SO4 初始 浓度和浸出温度对钒浸出率影响显著搅拌速度对 钒浸出率没有明显影响提高 H2SO4 初始浓度和浸 出温度有利于钒浸出． （2） 石煤钠化焙烧料 H2SO4 浸出过程符合核收 缩模型浸出动力学方程可用 Kt＝1－（1－η） 1／3描 述浸出反应的表观活化能为50∙88kJ·mol －1浸出 过程受化学反应步骤控制． 参 考 文 献 ［1］ Bin Z Y．Progress of the research on extraction of vanadium pentoxide from stone coal and the market of the V2O5．Hunan Nonferrous Met200622（1）：16 （宾智勇．石煤提钒研究进展和五氧化二钒的市场状况．湖南 有色金属200622（1）：16） ［2］ Lan Y ZLiu J．Review of vanadium processing in China．Eng Sci20053（3）：58 ［3］ Qi M J．The status and prospects of vanadium leaching from stone coal．Hydrometall Chin199972（4）：1 （漆明鉴．从石煤中提钒现状及前景．湿法冶金199972（4）： 1） ［4］ Ma S QLiu S S．Review of vanadium extraction from stone coal．Hunan Nonferrous Met199814（4）：21 （马士强刘世森．石煤提钒工艺评述．湖南有色金属1998 14（4）：21） ［5］ Feng Q MHe D SZhang G Fet al．Effect of vanadium oxidation and conversion on vanadium leaching in extraction process of vanadium from stone coal．Chin J Nonferrous Met200717 （8）：1349 （冯其明何东升张国范等．石煤提钒过程中钒氧化和转化 对钒浸出的影响．中国有色金属学报200717（8）：1349） ［6］ Deng Q YLiu S Y．New process for extraction of vanadium from stone coal．Rare Met Cem Carbides19932：27 （邓庆云刘松英．石煤钠化焙烧、酸浸、离子交换提钒新工艺 的试验研究．稀有金属与硬质合金19932：27） ［7］ Zou X YOuyang Y ZPeng Q Jet al．Study on the process of producing vanadium pentoxide from stone coal vanadium mine by no-salt-roasting and acid leaching．Chem World200142（3）： 117 （邹晓勇欧阳玉祝彭清净等．含钒石煤无盐焙烧酸浸生产 五氧化二钒工艺的研究．化学世界200142（3）：117） ［8］ Lu Z L．Investigation and industrial practice on extraction of V2O5from stone coal containing vanadium by acid process．Hydrometall Chin200221（4）：175 （鲁兆伶．用酸法从石煤中提取五氧化二钒的试验研究与工业 实践．湿法冶金200221（4）：175） ［9］ Zhang X YTian X D．Leaching kinetics of extraction of vanadium pentoxide from stone coal．Nat Sci J Xiangtan Univ2005 27（2）：104 （张小云田学达．石煤提钒湿法工艺的动力学研究．湘潭大学 自然科学学报200527（2）：104） ［10］ Li H G．Hydrometallurgy．Changsha：Central South University Press2002：74 （李洪桂．湿法冶金学．长沙：中南大学出版社2002：74） ［11］ Abali YBayca S UMistincik E．Kinetics of oxalic acid leaching of tincal．Chem Eng J2006123（1／2）：25 ·980· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷