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从钒页岩中提取冶炼钒对于促进我国钒资源的综合利用和钒工业的发展具有重要意义。钒页岩中的钒大部分以类质同象的形式取代Al(Ⅲ)而稳定存在于云母类矿物晶格中,难以被提取。一般采用的是火法、湿法相结合的方式破坏含钒矿物的结构,将钒释放出来。在页岩提钒的焙烧阶段加入添加剂是强化焙烧效果、提高钒浸出率的有效方法;而PVC废塑料则是没有得到很好回收利用的大宗废弃物。针对这一状况,本文以PVC为页岩提钒的焙烧添加剂,研究了PVC的加入对页岩提钒过程的影响及强化钒浸出的机理,主要研究结论如下: PVC作为焙烧添加剂能在焙烧阶段产生HCl,HCl气体的生成能有效破坏含钒矿物结构,且能降低云母分解反应的标准吉布斯自由能;同时PVC热值高,可为焙烧过程提供热量,从而降低焙烧能耗、促进钒的氧化。因此,选用PVC作为焙烧添加剂能显著提高钒的浸出率。另一方面,HCl能与钒页岩中的钒氧化物发生氯化反应生成易挥发的VOCl3,因而选用PVC作为焙烧添加剂时,应综合考虑钒浸出率和钒挥发率,选取合适的工艺参数,在获得高浸出率的同时使钒的损失率降到最低。 在焙烧过程中加入与钒页岩质量比为10%的PVC,在焙烧温度为800℃,焙烧时间为60min,升温速率为10℃/min,液固比为1.5mL/g,硫酸的浓度为15vol%,浸出温度为95℃,浸出时间为4h情况下,钒浸出率可达94.90%,与空白焙烧—酸浸工艺相比,钒浸出率可提高88个百分点。 PVC焙烧后没有固体灰渣,焙烧过程中产生的尾气可以用蒸馏水吸收制取盐酸;焙烧样经浸出后不会产生高盐废水,浸出液中亦不会产生新的杂质离子。因此,PVC的加入并不会给后续提钒工艺带来不利的影响。