钒页岩资源全产业链利用研究现状及发展 被引量：6

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作者 张一敏 薛楠楠 +3 位作者 郑秋实 刘涛 王露瑶 张刘洪 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2023年第5期2-17,共16页

由于钒页岩组分的复杂多变性特点,在分选预处理方面仍存在效率低、适应性差等问题;在高纯钒提取及深加工方面,降耗、增效、减少金属损失率等仍有较大上升空间。本文以产业链视角,系统综述钒页岩资源分选预处理、钒提取主体工艺(包括:高... 由于钒页岩组分的复杂多变性特点,在分选预处理方面仍存在效率低、适应性差等问题;在高纯钒提取及深加工方面,降耗、增效、减少金属损失率等仍有较大上升空间。本文以产业链视角,系统综述钒页岩资源分选预处理、钒提取主体工艺(包括:高温氧化、湿法浸出、单金属分离等)、高端钒材链接适配等方面开展的研究工作,重点介绍了钒页岩资源利用最新技术进展,并展望了今后技术发展方向。通过源头高效提取、过程精细控制和高端钒材制造的全产业链技术研发,推动钒页岩利用产业化集成建设,支撑钒页岩资源绿色可持续发展。 展开更多

关键词 钒页岩 高效提取 高端钒材 全产业链利用 分选 分离富集 富钒液 钒电解液

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钒浸出液单金属分离回收技术进展 被引量：1

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作者 张一敏 胡鹏程 +3 位作者 薛楠楠 何野 谭利平 王宇霆 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第7期94-109,共16页

钒作为国家关键矿产,关乎战略资源保障与安全,我国关键钒资源矿产湿法工艺所得钒浸出液为高浓差多组元的复杂溶液体系,钒浸出液单金属深度分离创新技术已成为推动钒基材料高端化与高纯化应用的重要着力点和前沿方向。系统总结了钒溶液... 钒作为国家关键矿产,关乎战略资源保障与安全,我国关键钒资源矿产湿法工艺所得钒浸出液为高浓差多组元的复杂溶液体系,钒浸出液单金属深度分离创新技术已成为推动钒基材料高端化与高纯化应用的重要着力点和前沿方向。系统总结了钒溶液单金属分离回收技术进展,包括钒溶液选择性萃取深度分离技术、专属功能化钒基离子交换树脂适配技术和多场耦合钒杂定向分离驱动技术以及膜分离钒浸出液余酸循环利用技术,通过开展复杂钒溶液单金属源头深度分离和富集工艺精细控制的技术攻关,全面支撑高端钒产品制备,未来将持续进行技术迭代,筛选具有特殊功能化的钒专属萃取与吸附基团,建立钒离子选择性分离矩阵关联数据平台,助力钒产业链融通创新和绿色可持续发展。 展开更多

关键词 钒溶液 溶剂萃取 离子交换树脂 电容去离子 膜分离

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钒渣富氧碱浸液除硅试验 被引量：1

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作者 叶世雨 万骞 +4 位作者 刘涛 张一敏 郑秋实 何野 白志刚 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第2期95-101,共7页

针对高铬钒渣经亚熔盐法浸出后的碱浸液中硅浓度过高(4~8 g/L),而硅的存在会对后续钒铬分离造成较大影响的问题,对河北省某厂生产的钒渣富氧碱浸液进行了除硅试验,重点考察了沉淀剂种类和用量、浸出液碱度、反应时间、沉淀温度、静置时... 针对高铬钒渣经亚熔盐法浸出后的碱浸液中硅浓度过高(4~8 g/L),而硅的存在会对后续钒铬分离造成较大影响的问题,对河北省某厂生产的钒渣富氧碱浸液进行了除硅试验,重点考察了沉淀剂种类和用量、浸出液碱度、反应时间、沉淀温度、静置时间对除硅效果和钒铬损失的影响。结果表明:使用NaAlO_(2)作为除硅剂,在摩尔比n(Al)/n(Si)=1.8、浸出液氢氧根离子(OH^(-))浓度7.5 mol/L、反应温度85℃,反应时间1 h,静置时间2 h的条件下,碱浸液中硅的去除率可达93.33%,浓度降至0.29 g/L,钒与铬的损失均小于1%。该方法除硅效果较好,所需时间短,且钒铬损失少,除硅后的浸出液满足后续提钒铬要求。 展开更多

关键词 钒铬溶液 除硅 碱浸液 化学沉淀

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水解沉钒——超声洗涤制备高纯五氧化二钒研究

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作者 孙冰洁 黄晶 +2 位作者 张一敏 胡鹏程 刘涛 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第6期154-161,181,共9页

针对V_(2)O_(5)制备工艺中产品纯度低、铵耗高,产生大量高浓度氨氮废水等问题,以陕西某厂生产的富钒液为原料,采用水解沉钒—超声洗涤工艺制备高纯V_(2)O_(5),考察了溶液pH、沉钒温度、沉钒时间对沉钒过程的影响,以及加铵系数、超声功... 针对V_(2)O_(5)制备工艺中产品纯度低、铵耗高,产生大量高浓度氨氮废水等问题,以陕西某厂生产的富钒液为原料,采用水解沉钒—超声洗涤工艺制备高纯V_(2)O_(5),考察了溶液pH、沉钒温度、沉钒时间对沉钒过程的影响,以及加铵系数、超声功率、超声时间、超声温度、洗涤次数对铵盐洗涤过程的影响。结果表明:在溶液pH为1.8、沉钒温度95℃、沉钒时间1.5 h的条件下,沉钒率达到98.98%;在加铵系数为0.5、超声功率400 W、超声时间5 min、超声温度25℃的条件下洗涤两次,产品纯度达到99.05%以上。与同一溶液体系下的铵盐沉钒工艺相比,铵耗量降低91.6%,且产品纯度更高,产品平均粒度更小,分布更均匀。超声的引入增加了洗涤过程NH4+与Na+的碰撞频率,缩短了反应时间,提高了铵盐利用率。 展开更多

关键词 超声 水解沉钒 五氧化二钒 铵耗量

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高固含体系涡轮组合桨强化含钒冶炼渣固液悬浮的研究

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作者 黄江 张一敏 +1 位作者 郑秋实 薛楠楠 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第7期120-129,共10页

湿法浸出过程中,含钒冶炼渣与浸出介质形成高固含、高密度特性的黏性浆体,颗粒团聚和固相沉积等问题对搅拌反应器的性能提出了更高要求。基于计算流体力学(CFD)方法,采用多重参考系法(MRF)和欧拉双流体模型,进行了固液两相流的数值模拟... 湿法浸出过程中,含钒冶炼渣与浸出介质形成高固含、高密度特性的黏性浆体,颗粒团聚和固相沉积等问题对搅拌反应器的性能提出了更高要求。基于计算流体力学(CFD)方法,采用多重参考系法(MRF)和欧拉双流体模型,进行了固液两相流的数值模拟。选择了两种涡轮桨型:开启式弯叶涡轮桨(CBT)与圆弧叶圆盘涡轮桨(CD-6),并构建了四种组合方案,研究了各方案在固含率为40%条件下的流场分布与混合性能。结果表明:采用涡轮组合桨,在反应器内形成了轴向-径向复合流场,使得各方案的轴向平均固相均匀度为0.02,确保了固体颗粒的均匀分散;其中方案Ⅲ(上CBT-下CD-6)主要形成以轴向流为主导的流型。其局部剪切速率、湍流动能分布情况及颗粒悬浮性能优于其他方案;液相速度峰值达2 m/s,低速区占比最小;底部颗粒平均运动速度提升至0.5 m/s,悬浮高度可达0.52 m,颗粒团聚体积比方案Ⅳ减少了约81.25%。在高固含体系下,方案Ⅲ的桨叶组合可使悬浮性能得到显著改善的同时,有效抑制颗粒团聚并减少固相沉积。 展开更多

关键词 高固含体系 含钒冶炼渣 颗粒沉积 固液悬浮 数值模拟

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钒碱浸出液中钒、硅、铝、铬的梯级分离回收

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作者 胡玥 蔡震雷 +2 位作者 张一敏 郑秋实 沈洋 《化工环保》 北大核心 2025年第4期571-578,共8页

采用梯级分离回收工艺(主要流程为硅铝共沉淀—酸洗分离硅铝—萃取分离钒铝—萃取分离钒铬)处理高碱多杂含钒浸出液,钒、硅、铝、铬的回收率分别可达95.88%、99.10%、88.43%和90.41%。在pH 8.0、温度70℃、时间1.5 h的硅铝共沉淀工艺条... 采用梯级分离回收工艺(主要流程为硅铝共沉淀—酸洗分离硅铝—萃取分离钒铝—萃取分离钒铬)处理高碱多杂含钒浸出液,钒、硅、铝、铬的回收率分别可达95.88%、99.10%、88.43%和90.41%。在pH 8.0、温度70℃、时间1.5 h的硅铝共沉淀工艺条件下,可实现钒硅分离。在pH 1.8、有机相组成5.0%(体积分数)N263+15.0%仲辛醇+80.0%磺化煤油、相比1∶3、时间3 min的萃取分离钒铝工艺条件下,可实现钒铝分离,钒以H_(2)V_(10)O_(28)^(4-)的形式被N263萃取。在pH 8.0、有机相组成12.5%N263+7.5%仲辛醇+80.0%磺化煤油、相比1∶4、时间3 min的钒铬共萃取工艺条件下,可实现钒铬共萃取。在硫酸浓度2.0 mol/L、相比3∶1、时间20 min的钒铬分步反萃工艺条件下,可实现钒铬分步反萃分离。 展开更多

关键词 钒硅分离 N263 萃取 钒铝分离 钒铬分离 梯级分离

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聚乙烯亚胺改性生物炭吸附五价钒

7

作者 周佳琪 樊涌 +1 位作者 张一敏 刘红 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第7期110-119,共10页

开发一种高效且环境友好的生物炭吸附剂,用于从页岩矿浸出液中吸附五价钒。采用聚乙烯亚胺对木屑生物炭进行改性,通过调整聚乙烯亚胺-甲醇溶液的质量分数、浸渍时间和温度,优化改性条件;研究不同吸附条件对吸附量和吸附率的影响,并采用... 开发一种高效且环境友好的生物炭吸附剂,用于从页岩矿浸出液中吸附五价钒。采用聚乙烯亚胺对木屑生物炭进行改性,通过调整聚乙烯亚胺-甲醇溶液的质量分数、浸渍时间和温度,优化改性条件;研究不同吸附条件对吸附量和吸附率的影响,并采用等温线吸附模型进行分析。结果表明,聚乙烯亚胺-甲醇溶液质量分数为10%、浸渍时间为20 min且温度为25℃时,改性生物炭的吸附性能达到最佳。在pH为2、吸附时间8 h、初始浓度1~2 g/L和液固比50∶1 mL/g的条件下,改性生物炭对钒(Ⅴ)的吸附效果最佳。改性生物炭对钒(Ⅴ)的吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,饱和吸附量约为145 mg/g。此外,改性生物炭在吸附酸浸液中的钒(Ⅴ)时表现出优异的吸附选择性。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)进行表征,分析了吸附机理,揭示了其主要包括多孔吸附、静电作用、络合作用以及络合-还原作用。 展开更多

关键词 生物炭改性 吸附钒 聚乙烯亚胺 酸浸液

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钒铝合金可溶性阳极法熔盐电解制备高纯金属钒

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作者 张琪雯 樊涌 +1 位作者 张一敏 刘红 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第7期130-137,共8页

针对熔盐电解制备金属钒过程流程长、能耗高、电解沉积效率低等问题,以钒铝(V-Al)合金为阳极、钨片为阴极、KCl-LiCl为熔盐,研究可溶性阳极V-Al合金熔盐电解制备高纯金属钒。分析阳极电流密度、电解温度和电解时间对钒离子浓度和电解沉... 针对熔盐电解制备金属钒过程流程长、能耗高、电解沉积效率低等问题,以钒铝(V-Al)合金为阳极、钨片为阴极、KCl-LiCl为熔盐,研究可溶性阳极V-Al合金熔盐电解制备高纯金属钒。分析阳极电流密度、电解温度和电解时间对钒离子浓度和电解沉积效率的影响,优化电解条件,最大限度提升电解沉积效率。结果表明,在阳极电流密度0.3 A/cm^(2)、电解温度500℃、电解时间6 h条件下电解,电解沉积效率最高可达到89%。分析熔盐电解过程中离子的电化学行为,存在三个氧化还原峰,分别转移3个、2个和1个电子,分别对应Al(Ⅲ)→Al、V(Ⅱ)→V和V(Ⅲ)→V(Ⅱ)反应过程。探究电解过程反应机理,阳极V-Al合金失电子释放V^(2+)、V^(3+)和Al^(3+)进入熔盐,与Cl^(-)成键向阴极移动并沉积,得到产物。通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)分别对电解后阴极沉积产物的微观结构和物相组成进行研究,确定产物为高纯枝晶状的金属钒。 展开更多

关键词 熔盐电解 钒铝合金 金属钒 电化学行为

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耐氟嗜酸性氧化亚铁硫杆菌的驯化及强化提钒

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作者 王越 蔡震雷 +2 位作者 张一敏 郑秋实 佘依洹 《化工环保》 北大核心 2025年第4期564-570,共7页

通过NaF驯化获得了耐氟嗜酸性氧化亚铁硫杆菌菌株,在此基础上研究了K^(+)、F-强化生物浸出钒,并考察了生物浸出钒页岩过程中KF·2H_(2)O对细菌菌体吸附特性的影响。结果表明:嗜酸性氧化亚铁硫杆菌通过连续转接方法驯化后,耐氟浓度达... 通过NaF驯化获得了耐氟嗜酸性氧化亚铁硫杆菌菌株,在此基础上研究了K^(+)、F-强化生物浸出钒,并考察了生物浸出钒页岩过程中KF·2H_(2)O对细菌菌体吸附特性的影响。结果表明:嗜酸性氧化亚铁硫杆菌通过连续转接方法驯化后,耐氟浓度达到950 mg/L;细菌驯化后对铁离子的吸附以及转运能力增强,铁离子由浸出液转运至细菌内部,有效削弱了Fe钝化阻溶作用,促进了钒的浸出;F-的参与使得云母晶格结构发生破坏,促进了细菌侵蚀过程中钒的释放;KF·2H_(2)O的添加显著提高了细菌在钒页岩矿物表面的吸附能力,从而增强了其对矿物表面的侵蚀作用,浸出30 d后,钒浸出率可达75.55%,比空白组提高29.02个百分点。 展开更多

关键词 钒页岩 耐氟性 吸附 生物浸出

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钒页岩浸出及离子分离过程界面溶液化学反应基础理论研究 被引量：1

10

作者 张一敏 郑秋实 +4 位作者 薛楠楠 刘涛 谭利平 段国庆 何野 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2024年第11期165-176,共12页

基于分离化学冶金理论,采用第一性原理模拟计算研究方法,开展了钒页岩界面溶液化学反应基础研究,发展出湿法提取矿物结构弛豫机制、多元溶液体系竞争配位机理、有机官能团选择性富集原理等理论成果,厘清了钒从晶格溶解释放到溶液调控迁... 基于分离化学冶金理论,采用第一性原理模拟计算研究方法,开展了钒页岩界面溶液化学反应基础研究,发展出湿法提取矿物结构弛豫机制、多元溶液体系竞争配位机理、有机官能团选择性富集原理等理论成果,厘清了钒从晶格溶解释放到溶液调控迁移全过程的核心反应机制,为新一代全湿法提取技术开发提供指导和支撑。 展开更多

关键词 钒页岩 湿法提取 界面溶液化学 矿物结构弛豫 竞争配位 选择性富集

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液态烃碱渣耦合离子液体废催化剂协同中和处置利用工艺研究 被引量：2

11

作者 张学勉 刘涛 +2 位作者 张一敏 蔡震雷 万骞 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2022年第5期129-137,共9页

为实现液态烃碱渣和离子液体废催化剂的协同中和处置,采用化学沉淀—絮凝法工艺对液态烃碱渣进行预处理以去除硫化物与COD。系统考察了影响化学沉淀法的主要因素,选择硫酸铜为沉淀剂、在投加量为34 g/L、反应时间为20 min条件下,液态烃... 为实现液态烃碱渣和离子液体废催化剂的协同中和处置,采用化学沉淀—絮凝法工艺对液态烃碱渣进行预处理以去除硫化物与COD。系统考察了影响化学沉淀法的主要因素,选择硫酸铜为沉淀剂、在投加量为34 g/L、反应时间为20 min条件下,液态烃碱渣中硫化物去除率为96.88%,COD去除率为74.68%。进一步采用絮凝法处理反应体系,选择阳离子聚丙烯酰胺、在絮凝反应时间20 min、沉降时间90 min、投加量15 mg/L的条件下,液态烃碱渣中硫化物总去除率提升至97.13%,COD去除率达到81.67%。再将化学沉淀—絮凝法处理后的碱渣与离子液体水解液在20℃以体积比14∶100进行中和调控,反应后中和液中COD、硫化物、油类指标达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中污水三级排放标准,实现了液态烃碱渣与离子液体废催化剂的协同中和处置利用。 展开更多

关键词 液态烃碱渣 化学沉淀法 絮凝 硫化物 离子液体水解液

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溶液配位环境对P204萃取钒(Ⅳ)的影响研究 被引量：2

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作者 王忆平 薛楠楠 +2 位作者 张一敏 刘红 胡鹏程 《湿法冶金》 CAS 北大核心 2024年第1期53-59,共7页

研究了溶液配位环境对P204萃取钒(Ⅳ)的影响,考察了氯离子、氟离子和硫酸根离子在不同pH条件下对钒萃取效果的影响及其与钒的配位情况。结果表明:在有机相组成为20%P204+5%TBP+75%磺化煤油、相比VO/VA=1/2、萃取时间8 min条件下,氯离子... 研究了溶液配位环境对P204萃取钒(Ⅳ)的影响,考察了氯离子、氟离子和硫酸根离子在不同pH条件下对钒萃取效果的影响及其与钒的配位情况。结果表明:在有机相组成为20%P204+5%TBP+75%磺化煤油、相比VO/VA=1/2、萃取时间8 min条件下,氯离子可有效强化钒的萃取;在pH=1.0、[Cl^(-)]=5 mol/L条件下,钒萃取率达87.93%;pH=1.4~2.2时,一定浓度范围内的氟离子能促进萃取,[F^(-)]=0.05 mol/L时促进萃取效果最佳,[Cl^(-)]大于0.2 mol/L会抑制萃取;pH=1.8、2.2时,[SO_(4)^(2-)]对钒萃取效果影响不大,但pH=1.0、[SO_(4)^(2-)]=1.5 mol/L时,钒萃取率仅为52.22%,高浓度SO_(4)^(2-)会明显抑制钒的萃取;热力学研究表明,VOCl^(+)和VOF^(+)配位阳离子可强化钒萃取过程,[F^(-)]高于0.2 mol/L时,VO2+与多个F^(-)形成配位阴离子VOF3阻碍了P204阳离子交换反应的进行。 展开更多

关键词 钒 溶剂萃取 配位调控 P204 热力学

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离心萃取分离钒页岩酸浸液中钒铁的研究 被引量：1

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作者 王露瑶 张一敏 +2 位作者 薛楠楠 胡鹏程 陈亚宝 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2024年第4期41-47,共7页

离心萃取法是通过高速转动提高两相间的传质,并利用离心力场来实现两相快速分离的萃取方法。为提高萃取剂对钒(V)的萃取效率,强化V(IV)与Fe(II)的分离效果,本研究将离心萃取法应用于钒页岩酸浸液中钒的净化富集工艺。结果表明,在萃原液... 离心萃取法是通过高速转动提高两相间的传质,并利用离心力场来实现两相快速分离的萃取方法。为提高萃取剂对钒(V)的萃取效率,强化V(IV)与Fe(II)的分离效果,本研究将离心萃取法应用于钒页岩酸浸液中钒的净化富集工艺。结果表明,在萃原液初始pH值2.0、有机相组成15 vol.%P204+85 vol.%磺化煤油、相比(O/A)1∶4、萃取时间4 min、萃取温度45℃、转速1 400 r/min的离心萃取条件下,V萃取率为87.67%。与常规萃取相比,离心萃取使V/Fe分离系数由41.78提升至127,钒的萃取饱和容量由52.63 g/L提升至70.45 g/L,表明离心萃取可有效强化钒铁分离效果,并提高钒的萃取饱和容量。 展开更多

关键词 钒页岩酸浸液 离心萃取 常规萃取 钒 V/Fe分离

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钒页岩晶格特性及钒迁移配位转化机理研究 被引量：2

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作者 郑秋实 张一敏 +1 位作者 薛楠楠 胡方尧 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2023年第5期18-24,共7页

页岩钒以类质同象的形式受到了铝硅酸盐矿物的强晶格束缚,提取释放非常困难,其转化释放规律已成为困扰钒页岩行业技术开发的重要科学问题之一。本论文聚焦这一科学问题,采用了密度泛函理论从原子尺度深入研究了页岩钒的晶格特性和钒迁... 页岩钒以类质同象的形式受到了铝硅酸盐矿物的强晶格束缚,提取释放非常困难,其转化释放规律已成为困扰钒页岩行业技术开发的重要科学问题之一。本论文聚焦这一科学问题,采用了密度泛函理论从原子尺度深入研究了页岩钒的晶格特性和钒迁移配位转化过程,确定了钒原子的占位取代规律,模拟分析了湿法酸浸过程阴阳离子对云母界面的作用过程,阐明了氢氟离子协同强化云母四面体和八面体溶解破坏机制;同时对比火法焙烧过程高温活化钒原子释放差异,揭示了云母脱羟基结构畸变强化结构氧骨架脱除和钒原子配位溶出机制。研究成果将为钒页岩新一代全湿法技术的开发提供一定的理论指导。 展开更多

关键词 钒页岩 钒占位 云母溶解 高温畸变 钒迁移释放 酸浸 焙烧 湿法冶炼

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液相氧化法改性碳纳米管复合电极对钒电池性能的影响 被引量：2

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作者 魏莲 刘涛 +2 位作者 张一敏 刘红 潘东 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2023年第11期96-105,共10页

为提升钒电池负极侧电极的电化学活性,采用液相氧化法对碳纳米管进行改性,并将其引入石墨毡表面制备复合电极。首先对碳纳米管与石墨毡的电化学性能进行对比,再通过液相氧化改性对碳纳米管的电化学活性进一步优化,最后制备了碳纳米管石... 为提升钒电池负极侧电极的电化学活性,采用液相氧化法对碳纳米管进行改性,并将其引入石墨毡表面制备复合电极。首先对碳纳米管与石墨毡的电化学性能进行对比,再通过液相氧化改性对碳纳米管的电化学活性进一步优化,最后制备了碳纳米管石墨毡复合电极,并采用充放电测试考察其性能表现。结果表明:在浓H_(2)SO_(4)与浓HNO_(3)体积比为1∶3,温度80℃,改性时间2 h条件下得到的碳纳米管电化学活性最佳。在120 mA cm 2的电流密度下,以复合电极为负极的电池电压效率和能量效率分别为87.96%、83.47%,分别比石墨毡(82.08%、77.31%)提高了5.88和6.16个百分点,具有良好的倍率性能。 展开更多

关键词 碳纳米管 全钒液流电池 液相氧化法 负极材料

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羟肟类萃取剂高效选择性分离高酸多杂钒页岩酸浸液研究 被引量：2

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作者 何野 张一敏 +1 位作者 黄晶 郑秋实 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2023年第5期34-41,共8页

为积极响应国家“双碳”目标,开发高效选择性钒页岩酸浸液净化分离工艺对页岩提钒行业意义重大。在本研究中,从溶液pH值、杂质离子(铁、铝和镁)浓度和反萃剂3个因素对比了新型羟肟类萃取剂Mextral 984H和有机磷类萃取剂P204的萃取行为... 为积极响应国家“双碳”目标,开发高效选择性钒页岩酸浸液净化分离工艺对页岩提钒行业意义重大。在本研究中,从溶液pH值、杂质离子(铁、铝和镁)浓度和反萃剂3个因素对比了新型羟肟类萃取剂Mextral 984H和有机磷类萃取剂P204的萃取行为。结果表明,Mextral 984H的最佳萃取pH值在0.5-1.5,P204的最佳萃取pH值在1.5-2.4,相比于P204,Mextral 984H与钒形成的钒萃合物结构更稳定,钒氧键键长值更小,分子间隙更大,钒萃合物在酸性环境中更容易稳定存在。Fe(Ⅲ)、Al(Ⅲ)和Mg(Ⅱ)对Mextral 984H萃取V(Ⅴ)的影响较小,而在P204中,Fe(Ⅲ)对V(Ⅳ)的萃取影响较大,将Al(Ⅲ)和Mg(Ⅱ)的浓度控制在10 g/L以下,可降低Al(Ⅲ)和Mg(Ⅱ)的共萃率。碳酸钠和草酸对Mextral 984H负载有机相的单级反萃率均超过80%。 展开更多

关键词 页岩钒 酸浸液 溶剂萃取体系 GAUSSIAN Mextral 984H P204 反萃剂

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微波强化含钒页岩磨矿-浸出试验研究 被引量：2

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作者 李胜 张一敏 +2 位作者 袁益忠 胡鹏程 叶禹 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2023年第5期25-33,共9页

微波介入含钒页岩磨矿和浸出环节对降低磨矿能耗和提高浸出效率和浸出率,具有积极作用。本研究进行了常规磨矿-浸出和微波磨矿-浸出条件试验对比,并通过微观形貌分析技术和COMSOL电磁热应力模拟研究了微波强化机制。条件试验表明,微波... 微波介入含钒页岩磨矿和浸出环节对降低磨矿能耗和提高浸出效率和浸出率,具有积极作用。本研究进行了常规磨矿-浸出和微波磨矿-浸出条件试验对比,并通过微观形貌分析技术和COMSOL电磁热应力模拟研究了微波强化机制。条件试验表明,微波介入磨矿和浸出后,磨矿时间可缩短33.33%,节省约31.06%的磨矿能耗,钒回收率提高6.18%并且浸出时间缩短79.17%。COMSOL模拟结果表明,微波辐射下磨矿,当钒页岩颗粒彼此接触时,将发生电场极化,产生300-2 500℃的高温热点,高温热点破坏矿物结构;同时,由于矿物组分间介电性质不同,其升温速率也不同,这将会在云母-碳间产生74.2-792 MPa以及云母-黄铁矿间产生4.87-78.5 GPa的热应力,导致异相解离,从而增加钒页岩的可磨性。微波辅助浸出过程中同样存在高温热点,局部高温破坏了矿物结构,细化了矿物的粒度,随着含钒矿物暴露表面的增加,氢离子与活性位点之间的碰撞频率增加,加快了钒的溶出。该研究可为微波辅助磨矿-浸出过程提供理论依据和参考。 展开更多

关键词 钒页岩 微波助磨 微波浸出 高温热点 应力裂解 COMSOL模拟

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钒化合物作为钒电池电极材料的稳定性及电化学行为研究 被引量：1

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作者 潘东 刘涛 +2 位作者 张一敏 刘红 魏莲 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2023年第5期51-59,共9页

钒化合物具有较好电化学活性,有望用于提升钒电池电极电化学活性,但目前对于钒化合物在电解液中的稳定性及电化学行为的研究有待开展。因此,本文利用E-pH图、开路电位法、循环伏安法等方法,研究了V_(2)O_(5)、VO_(2)、V_(2)O_(3)、NaV_(... 钒化合物具有较好电化学活性,有望用于提升钒电池电极电化学活性,但目前对于钒化合物在电解液中的稳定性及电化学行为的研究有待开展。因此,本文利用E-pH图、开路电位法、循环伏安法等方法,研究了V_(2)O_(5)、VO_(2)、V_(2)O_(3)、NaV_(2)O_(5)、VN等钒化合物在酸性电解液中的稳定性及电化学行为。在稳定性方面,结合钒化合物的E-pH图、溶解试验以及开路电位分析,VO_(2)、NaV_(2)O_(5)在钒电池电解液中不稳定,会发生快速溶解;V_(2)O_(5)在钒电池电解液中相对稳定,会发生缓慢溶解;V_(2)O_(3)和VN在钒电池电解液中较稳定,仅发生少量溶解。在电化学行为方面,结合钒化合物在2.0 mol·L^(-1) H_(2)SO_(4)、0.1 mol·L^(-1) V^(3+)+2.0 mol·L^(-1) H_(2)SO_(4)、0.1 mol·L^(-1) V^(4+)+2.0 mol·L^(-1) H_(2)SO_(4)电解液中的循环伏安曲线分析,V_(2)O_(5)、V_(2)O_(3)、VN会在电势0.4-1.5 V发生显著的氧化还原反应,在电势-0.8--0.2 V不会发生明显的氧化还原反应;VN对V^(5+)/V^(4+)、V^(3+)/V^(2+)电对反应具有较好的催化作用,V_(2)O_(3)的催化作用次之,V_(2)O_(5)的催化作用最弱。因此,V_(2)O_(3)、VN可作为V^(3+)/V^(2+)电对反应催化材料用于提高钒电池负极电化学活性,实现钒电池性能的提升。 展开更多

关键词 钒化合物 电化学 全钒液流电池 E-pH 循环伏安 V_(2)O_(5) 电解液 开路电位 催化

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硫-磷混合酸全钒电解液设计及电化学性能研究 被引量：1

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作者 葛灵 刘涛 +2 位作者 张一敏 刘红 张天壮 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2023年第5期68-75,共8页

全钒氧化还原液流电池(简称钒电池)作为一种大型储能技术,因其具有安全性高、稳定性好、使用寿命长、设计灵活、对环境影响小等优点而受到广泛关注。然而,钒电池因为钒化合物溶解度和钒离子的稳定性,使其发展和商业化应用受到一定程度... 全钒氧化还原液流电池(简称钒电池)作为一种大型储能技术,因其具有安全性高、稳定性好、使用寿命长、设计灵活、对环境影响小等优点而受到广泛关注。然而,钒电池因为钒化合物溶解度和钒离子的稳定性,使其发展和商业化应用受到一定程度限制。本文为提高钒电池的容量、能量密度和高温稳定性,对硫磷混合酸体系钒电解液的主要成分与其性能影响进行研究。通过电解液的稳定性、电化学性能和电池性能测试与分析,研究表明硫磷混酸体系可明显改善五价钒电解液高温稳定性,在50℃时,稳定时间较同浓度硫酸体系延长68 h。但当磷酸浓度超过0.2 mol/L,会产生新的磷酸氧钒沉淀,并且原有的五氧化钒沉淀逐渐消失。当硫磷混合酸电解液浓度组成为钒离子浓度为2.0 mol/L、硫酸浓度3.0 mol/L、磷酸浓度0.15 mol/L时,可以在50℃稳定运行,经100次充放电,硫磷混酸电解液无任何沉淀产生,其比容量为16.9 Ah/L,能量密度21.5 Wh/L,库伦效率可达94.0%。 展开更多

关键词 全钒氧化还原液流电池 电解液 硫磷混酸体系 能量密度 电化学性能 磷酸 热稳定

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废FCC催化剂提钒及制备无危害地聚合物工艺研究 被引量：1

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作者 张若冰 张一敏 +2 位作者 刘涛 万骞 郭志杰 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2023年第5期60-67,共8页

采用草酸作为浸出剂提取废FCC催化剂中的钒,主要考察了浸出条件对钒、硅和铝浸出率的影响,在浸出时间240 min,浸出温度95℃,草酸浓度2 mol/L条件下,钒浸出率大于70%。将浸出后的废FCC催化剂渣和钢渣混合作为原料制备地聚合物,并测试其... 采用草酸作为浸出剂提取废FCC催化剂中的钒,主要考察了浸出条件对钒、硅和铝浸出率的影响,在浸出时间240 min,浸出温度95℃,草酸浓度2 mol/L条件下,钒浸出率大于70%。将浸出后的废FCC催化剂渣和钢渣混合作为原料制备地聚合物,并测试其钒毒性浸出浓度。结果表明,将废FCC催化剂渣制备为地聚合物后,钒毒性浸出浓度升高,且固定率下降。通过XPS对废FCC催化剂中钒的存在形式和反应过程的变化进行分析,在制备地聚合物过程中废FCC催化剂中的V_(2)O_(5)转变为NaVO_(3),使地聚合物中的钒主要以VO_(3)^(-)-阴离子形式存在。因此,废FCC催化剂中的钒只能通过物理封装被地聚合物固定,且固定率与地聚合物的抗压强度呈正相关。在浸出过程中应同时控制减少硅、铝的浸出,使制备的地聚合物产品具有较好的机械性能,从而提高地聚合物对钒的物理封装效果,使毒性浸出达标。 展开更多

关键词 废FCC催化剂 草酸 浸出 地聚合物 毒性浸出 钒固定 物理封装

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