石煤中的钒以三价为主，三价钒以类质同像办法存在于粘土矿藏的硅氧四面体结构中，结合巩固且不溶于酸碱，只要在高温文添加剂的作用下，才干转变为可溶性的五价钒，因而焙烧是从石煤中提钒不行短少的进程。
实验室中提钒进程的高温氧化焙烧多选用马弗炉电加热等办法，因为炉内温度散布不均匀，导致部分矿样温度偏低然后氧化不充沛；一起也存在焙烧温度较高、时刻较长、能耗较高级缺陷。针对以上问题，考虑在焙烧进程中添加适量的无烟煤，既不影响氧化气氛，又能使其焚烧时与石煤点对点触摸传热，进步部分矿样温度，加快氧化反响进程，然后下降焙烧温度、缩短反响时刻。因而，研讨石煤配煤氧化焙烧对进步转化率、改进焙烧条件、下降焙烧能耗及优化提钒出产有必定指导意义。
一、实验部分
（一）实验质料
本实验所用矿样取自江西某地钒矿，其首要化学成分见表1。
表1 石煤化学成分（质量分数）/%
V2O5
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
C
挥发份
灰分
0.82
66.14
6.46
3.49
2.96
1.43
1.65
0.69
9.38
4.59
85.98
（二）实验试剂及仪器
实验质料为钠盐复合添加剂（MX）、无烟煤（山西晋城）；实验仪器为SXZ-10-B马弗炉、101-3型干燥箱、XZM-100振动磨样机、SHB-Ⅲ循环水真空泵等。
（三）实验办法
在前期实验已断定的最佳脱碳、磨矿及复合添加剂用量条件卞，取必定量原矿破碎至0～5mm，700℃下脱碳30min，将原矿或脱碳样磨至0～0.125mm，配加12%复合添加剂，配煤实验时配加必定量的无烟煤，混合均匀后，置于马弗炉中于必定温度（焙烧温度指焙烧设备外表设定温度）进行焙烧。熟料在液固比为2.5︰1，90℃下水浸40min；水浸渣在40℃下用1%HCl酸浸60min。选用亚铁容量法测定浸出液中钒浓度，核算钒的浸出率。浸出率核算式为：
（四）实验原理
碳钒氧化物自由能一温度联系如图1所示。
由图1可知，碳焚烧比钒氧化的吉布斯自由能小，因而在焙烧进程中，第一个反响是碳的焚烧；当碳量较低时，三价钒的氧化进程才开端。石煤在氧化焙烧前，原矿一般要通过预先脱碳处理。石煤与复合钠盐添加剂高温氧化焙烧时，首要的化学反响有：
C＋1/202====CO
CO＋1/202====CO2
V203＋O2====2V02
2V02＋1/202====V205
2NaCl====2Na＋Cl2
2Na＋1/202====Na2O
xNa20＋yV2O5====xNa20·yV2O5
石煤钠化氧化焙烧首要分为碳的氧化、钒从贱价转化成高价、盐的分化和氧化、与五氧化二钒的结合4个进程。
二、实验成果与评论
（一）石煤原矿和脱碳样氧化焙烧比照实验
在复合添加剂为12%，焙烧时刻为1.5h时，不同焙烧温度对浸出率的影响如图2所示。脱碳样的焙烧温度为850℃及原矿的焙烧温度为790℃时，不同焙烧时刻对浸出率的影响如图3所示。
由图2、图3可知，原矿经脱碳后再氧化焙烧比原矿直接氧化焙烧作用好。这是因为原矿经脱碳后，部分有机质、碳及一些还原性矿藏发作氧化，使其不影响钒在高温氧化焙烧时的转价反响；另脱碳可进步钒的档次并使原矿结构松懈，脱碳样更易与氧化气体充沛触摸然后发作氧化反响。因而原矿需经脱碳后再氧化焙烧。
焙烧温度及时刻是氧化焙烧的首要影响要素。当焙烧温度小于760℃时，首要是其他还原性物质的氧化按捺了钒的氧化反响，导致钒转化率不高；温度升高，硅氧四面体结实的晶格结构被损坏，钒脱节捆绑，大部分Ⅴ（Ⅲ）和Ⅴ（Ⅳ）转化为Ⅴ（Ⅴ）；温度大于850℃时，高价钒发作二次反响，生成不溶性钒酸盐，石煤组分之间亦发作反响，尤其是SiO2参加反响，构成杂乱难溶的硅酸盐，影响钒的浸出率。氧化焙烧时刻小于1.5h时，反响不充沛，浸出率低；焙烧时刻大于2.5h后，导致副反响发作，且影响出产周期。由实验成果可知：原矿通过脱碳，在850℃下焙烧1.5h，浸出率可达80.12%；原矿直接在790℃下焙烧1.5h，浸出率最高为68.41%。
（二）配煤焙烧实验
无烟煤具有煤化程度高、挥发份低、密度大、燃点高、无粘结性等特色，因而选用无烟煤作为配煤焙烧实验的煤种。本实验选用无烟煤的含碳量为92.61%，挥发份为3.28%，灰分为4.11%，热值为31500kJ/kg。
1、石煤原矿配煤焙烧实验
配加必定量无烟煤焙烧，可使石煤与无烟煤充沛触摸并点对点传热，有利于钒氧化，但焚烧需很多氧气，会按捺钒的氧化；因而调查石煤配煤焙烧是否可行。
将原矿与必定量的无烟煤及12％复合添加剂混合，790℃下焙烧1.5h，不同无烟煤添加量对浸出率的影响成果见图4。
由图4可知，原矿配加无烟煤氧化焙烧，浸出率较未配煤时下降起伏较大。因为焙烧进程先发作碳的氧化反响，然后是钒的氧化，虽然添加无烟煤可为焙烧供给必定的热量，但原矿及无烟煤中的碳焚烧需求很多氧气，影响钒转价的氧化气氛。此进程中无烟煤的还原性是主导要素。因而，原矿不宜配煤氧化焙烧。
2、脱碳样配煤焙烧实验
将脱碳样与必定量的无烟煤及12%复合添加剂混合，820℃下焙烧1h，不同无烟煤添加量对浸出率的影响成果见图5。
由图5可知，跟着无烟煤用量的添加，浸出率略有上升趋势，当无烟煤用量为5%时，总浸率最高为81.96%，阐明无烟煤与石煤点对点触摸传热有利于钒氧化，且不影响钒氧化所需的氧化气氛；持续添加煤量，浸出率下降，阐明无烟煤用量过多，焚烧放热所需氧量添加，损坏了焙烧的氧化气氛，且煤量过多，简单形成部分温度过高，使矿样部分烧结。因而，无烟煤的最佳参加量为5%。
将脱碳样与5%无烟煤及12%复合添加剂混合，在不同温度下焙烧1h，焙烧温度对浸出率的影响成果见图6。
由图6可知，脱碳样配加5%的无烟煤在820℃下焙烧1h浸出率可达81.96%，比照图2，脱碳样不配煤在850℃下焙烧1.5h浸出率为80.12%。配加必定量的无烟煤后，可为氧化焙烧供给热量，下降外部环境温度，且不影响钒转价作用。因而，配加5%的无烟煤后，焙烧温度可下降30℃，且总浸出率略有升高。
将脱碳样与5%无烟煤及12%复合添加剂混合，在820℃下焙烧，焙烧时刻对浸出率的影响成果见图7。
由图7可知，脱碳样配加5%无烟煤在820℃下焙烧1.5h，浸出率为82.08%；焙烧时刻为1h时，浸出率为81.96%。脱碳样配加无烟煤高温焙烧，这种点对点触摸传热有利于钒氧化，加快钒的转价进程。脱碳样配加无烟煤后不只能够下降焙烧温度30℃，亦可缩短焙烧时刻0.5h，且不影响浸出率，大起伏下降了焙烧能耗。
三、定论
（一）原矿经脱碳后氧化焙烧浸出率可达80.12%，较原矿直接氧化焙烧浸出率高11.71个百分比。因而石煤原矿需经脱碳再氧化焙烧。
（二）原矿以无烟煤作为添加煤种氧化焙烧时，浸出率低，因而石煤原矿不适宜配煤焙烧。
（三）脱碳样配加5%无烟煤氧化焙烧，焙烧温度由850℃下降为820℃，焙烧时刻由1.5h缩短为1h，浸出率为81.96%，浸出率较不配煤焙烧时略有添加，且大起伏下降了焙烧能耗。
实验室中提钒进程的高温氧化焙烧多选用马弗炉电加热等办法，因为炉内温度散布不均匀，导致部分矿样温度偏低然后氧化不充沛；一起也存在焙烧温度较高、时刻较长、能耗较高级缺陷。针对以上问题，考虑在焙烧进程中添加适量的无烟煤，既不影响氧化气氛，又能使其焚烧时与石煤点对点触摸传热，进步部分矿样温度，加快氧化反响进程，然后下降焙烧温度、缩短反响时刻。因而，研讨石煤配煤氧化焙烧对进步转化率、改进焙烧条件、下降焙烧能耗及优化提钒出产有必定指导意义。
一、实验部分
（一）实验质料
本实验所用矿样取自江西某地钒矿，其首要化学成分见表1。
表1 石煤化学成分（质量分数）/%
V2O5
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
C
挥发份
灰分
0.82
66.14
6.46
3.49
2.96
1.43
1.65
0.69
9.38
4.59
85.98
（二）实验试剂及仪器
实验质料为钠盐复合添加剂（MX）、无烟煤（山西晋城）；实验仪器为SXZ-10-B马弗炉、101-3型干燥箱、XZM-100振动磨样机、SHB-Ⅲ循环水真空泵等。
（三）实验办法
在前期实验已断定的最佳脱碳、磨矿及复合添加剂用量条件卞，取必定量原矿破碎至0～5mm，700℃下脱碳30min，将原矿或脱碳样磨至0～0.125mm，配加12%复合添加剂，配煤实验时配加必定量的无烟煤，混合均匀后，置于马弗炉中于必定温度（焙烧温度指焙烧设备外表设定温度）进行焙烧。熟料在液固比为2.5︰1，90℃下水浸40min；水浸渣在40℃下用1%HCl酸浸60min。选用亚铁容量法测定浸出液中钒浓度，核算钒的浸出率。浸出率核算式为：
（四）实验原理
碳钒氧化物自由能一温度联系如图1所示。
由图1可知，碳焚烧比钒氧化的吉布斯自由能小，因而在焙烧进程中，第一个反响是碳的焚烧；当碳量较低时，三价钒的氧化进程才开端。石煤在氧化焙烧前，原矿一般要通过预先脱碳处理。石煤与复合钠盐添加剂高温氧化焙烧时，首要的化学反响有：
C＋1/202====CO
CO＋1/202====CO2
V203＋O2====2V02
2V02＋1/202====V205
2NaCl====2Na＋Cl2
2Na＋1/202====Na2O
xNa20＋yV2O5====xNa20·yV2O5
石煤钠化氧化焙烧首要分为碳的氧化、钒从贱价转化成高价、盐的分化和氧化、与五氧化二钒的结合4个进程。
二、实验成果与评论
（一）石煤原矿和脱碳样氧化焙烧比照实验
在复合添加剂为12%，焙烧时刻为1.5h时，不同焙烧温度对浸出率的影响如图2所示。脱碳样的焙烧温度为850℃及原矿的焙烧温度为790℃时，不同焙烧时刻对浸出率的影响如图3所示。
由图2、图3可知，原矿经脱碳后再氧化焙烧比原矿直接氧化焙烧作用好。这是因为原矿经脱碳后，部分有机质、碳及一些还原性矿藏发作氧化，使其不影响钒在高温氧化焙烧时的转价反响；另脱碳可进步钒的档次并使原矿结构松懈，脱碳样更易与氧化气体充沛触摸然后发作氧化反响。因而原矿需经脱碳后再氧化焙烧。
焙烧温度及时刻是氧化焙烧的首要影响要素。当焙烧温度小于760℃时，首要是其他还原性物质的氧化按捺了钒的氧化反响，导致钒转化率不高；温度升高，硅氧四面体结实的晶格结构被损坏，钒脱节捆绑，大部分Ⅴ（Ⅲ）和Ⅴ（Ⅳ）转化为Ⅴ（Ⅴ）；温度大于850℃时，高价钒发作二次反响，生成不溶性钒酸盐，石煤组分之间亦发作反响，尤其是SiO2参加反响，构成杂乱难溶的硅酸盐，影响钒的浸出率。氧化焙烧时刻小于1.5h时，反响不充沛，浸出率低；焙烧时刻大于2.5h后，导致副反响发作，且影响出产周期。由实验成果可知：原矿通过脱碳，在850℃下焙烧1.5h，浸出率可达80.12%；原矿直接在790℃下焙烧1.5h，浸出率最高为68.41%。
（二）配煤焙烧实验
无烟煤具有煤化程度高、挥发份低、密度大、燃点高、无粘结性等特色，因而选用无烟煤作为配煤焙烧实验的煤种。本实验选用无烟煤的含碳量为92.61%，挥发份为3.28%，灰分为4.11%，热值为31500kJ/kg。
1、石煤原矿配煤焙烧实验
配加必定量无烟煤焙烧，可使石煤与无烟煤充沛触摸并点对点传热，有利于钒氧化，但焚烧需很多氧气，会按捺钒的氧化；因而调查石煤配煤焙烧是否可行。
将原矿与必定量的无烟煤及12％复合添加剂混合，790℃下焙烧1.5h，不同无烟煤添加量对浸出率的影响成果见图4。
由图4可知，原矿配加无烟煤氧化焙烧，浸出率较未配煤时下降起伏较大。因为焙烧进程先发作碳的氧化反响，然后是钒的氧化，虽然添加无烟煤可为焙烧供给必定的热量，但原矿及无烟煤中的碳焚烧需求很多氧气，影响钒转价的氧化气氛。此进程中无烟煤的还原性是主导要素。因而，原矿不宜配煤氧化焙烧。
2、脱碳样配煤焙烧实验
将脱碳样与必定量的无烟煤及12%复合添加剂混合，820℃下焙烧1h，不同无烟煤添加量对浸出率的影响成果见图5。
由图5可知，跟着无烟煤用量的添加，浸出率略有上升趋势，当无烟煤用量为5%时，总浸率最高为81.96%，阐明无烟煤与石煤点对点触摸传热有利于钒氧化，且不影响钒氧化所需的氧化气氛；持续添加煤量，浸出率下降，阐明无烟煤用量过多，焚烧放热所需氧量添加，损坏了焙烧的氧化气氛，且煤量过多，简单形成部分温度过高，使矿样部分烧结。因而，无烟煤的最佳参加量为5%。
将脱碳样与5%无烟煤及12%复合添加剂混合，在不同温度下焙烧1h，焙烧温度对浸出率的影响成果见图6。
由图6可知，脱碳样配加5%的无烟煤在820℃下焙烧1h浸出率可达81.96%，比照图2，脱碳样不配煤在850℃下焙烧1.5h浸出率为80.12%。配加必定量的无烟煤后，可为氧化焙烧供给热量，下降外部环境温度，且不影响钒转价作用。因而，配加5%的无烟煤后，焙烧温度可下降30℃，且总浸出率略有升高。
将脱碳样与5%无烟煤及12%复合添加剂混合，在820℃下焙烧，焙烧时刻对浸出率的影响成果见图7。
由图7可知，脱碳样配加5%无烟煤在820℃下焙烧1.5h，浸出率为82.08%；焙烧时刻为1h时，浸出率为81.96%。脱碳样配加无烟煤高温焙烧，这种点对点触摸传热有利于钒氧化，加快钒的转价进程。脱碳样配加无烟煤后不只能够下降焙烧温度30℃，亦可缩短焙烧时刻0.5h，且不影响浸出率，大起伏下降了焙烧能耗。
三、定论
（一）原矿经脱碳后氧化焙烧浸出率可达80.12%，较原矿直接氧化焙烧浸出率高11.71个百分比。因而石煤原矿需经脱碳再氧化焙烧。
（二）原矿以无烟煤作为添加煤种氧化焙烧时，浸出率低，因而石煤原矿不适宜配煤焙烧。
（三）脱碳样配加5%无烟煤氧化焙烧，焙烧温度由850℃下降为820℃，焙烧时刻由1.5h缩短为1h，浸出率为81.96%，浸出率较不配煤焙烧时略有添加，且大起伏下降了焙烧能耗。
