基于电化学机理的含钒云母中V(Ⅲ)浸出过程研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51674179
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    62.0万
  • 负责人：
    何东升
  • 依托单位：
    武汉工程大学
  • 学科分类：
    E0409.矿物工程与物质分离
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The main occurrence state of vanadium in stone coal is V(III) (trivalent vanadium), and it is difficult to be extracted as the V(III) is embedded in the crystal lattice of the vanadium-containing mica minerals. And for this reason,vanadium leaching rate is low, which is one of the main problems of vanadium extraction from stone coal. It is very difficult to extract this part of the V(III) unless crystal lattice of the vanadium-containing mica is destroyed and V(III) is oxidized to V(IV) or V(V). Because of the lack of knowledge regarding the theory of this process, the relevant scientific issues need further study.Lattice evolution and damage mechanism of synthetic vanadium-containing mica are studied via 27Al MAS NMR，XRD，FTIR and XPS analysis，and the dissolution kinetics of V (III) oxide is studied by means of the dissolution experiments.The electrochemical behavior of V (III) in the presence of oxidizing agent are studied by means of dynamic potential scanning and cyclic voltammetry in the three electrode system. And on this basis, effects of pulp potential on V (Ⅲ) oxidation and vanadium extraction are investigated. Through the above research, dissolution and oxidation mechanism model of V (III) will be established. Research results of this project can provide theoretical foundation for strengthening the leaching process, and can enrich and improve the theory of stone coal leaching process.
石煤中约70%的钒通过取代Al(Ⅲ) 以V (Ⅲ)形式赋存于云母矿物八面体晶格中，常规方法难以将其浸出，导致钒浸出率低，这是石煤提钒亟待解决的主要问题之一。要浸出这部分钒，须破坏云母矿物晶体结构并使V (Ⅲ)氧化。目前，对于这一过程机理认识不够清楚，相关科学问题急需深入研究。本项目从石煤矿石中分离出含钒云母矿物，采用27Al魔角旋转核磁共振、XRD、FTIR、XPS等手段研究含钒云母晶格演变、破坏机制；通过溶解试验，研究V (Ⅲ)氧化溶解动力学；采用三电极体系，通过动电位扫描、循环伏安等手段，研究氧化剂存在条件下V (Ⅲ)电化学行为；在此基础上，研究矿浆电位对V(Ⅲ)氧化及浸出的影响规律。通过上述研究，建立V(Ⅲ)溶出—氧化机理模型，深入揭示含钒云母中V(Ⅲ)溶出机制及浸出过程电化学机理，为石煤酸浸过程强化提供理论支持，拓展和完善石煤浸出理论。

结项摘要

含钒矿物晶体结构破坏和V(Ⅲ)氧化是石煤浸出的关键问题，对这一过程机理一直以来认识不足，相关科学问题亟需深入研究。本项目通过元素溶出试验结合XRD、FTIR、XPS等手段研究了含钒云母晶格演变、破坏机制，研究结果表明，酸浸过程中，含钒云母晶体结构四面体、八面体的结构发生相应调整，破坏的晶面主要是（137）、（208）晶面，晶面间距也发生相应的变化，从而使这些离子赋存状态发生变化，有利于其溶出。含钒云母中元素的溶出与晶体内部晶面间距有关，晶面间距越大，特定元素越易溶出。V (Ⅲ)氧化溶解研究表明，V2O3在硫酸溶液中溶解率随硫酸浓度、时间和温度增加而增加，但其溶解率低。添加 KMnO4、NaClO3、NH4S2O8、Fe2(SO4)3等氧化剂对V2O3的溶解率影响较小。还原剂NaNO2、Na2SO3、FeSO4·7H2O等对V2O5在硫酸中的溶解率有明显影响；还原剂存在时，V(V)被还原成V(IV)，可提高V2O5溶解率。电化学研究结果表明，VOSO4硫酸溶液体系循环伏安曲线中均有很明显的VO2+/VO2+特征峰，FeSO4·7H2O、MnO2、Fe2(SO4)3、NaClO3、NaClO、H2O2、KMnO4、C₆H₈O₇等添加剂对VOSO4电化学行为有不同程度的影响，部分添加剂可以提高溶液的活性。分别以石煤原矿和石煤焙烧料为浸出对象，施加电场，电场对前者钒浸出率影响小，对后者钒浸出率影响大。焙烧过程中低价钒氧化为五价钒，焙烧料施加电场浸出体系中，出现VO2+/VO2+价态转化，钒溶解率增加，钒浸出率提高。通过上述研究，揭示了含钒矿物晶体结构破坏规律极其结构演变历程以及V(Ⅲ)氧化机理，查明了V2O3、V2O5溶解过程中氧化剂、还原剂分别对二者溶解性能影响规律；阐明了V(Ⅲ)在硫酸溶液体系中电化学行为和反应机理；探讨揭示了矿浆电位对V(Ⅲ)氧化及浸出行为的影响。研究成果拓展和完善了石煤浸出过程理论，可为石煤酸浸过程强化提供理论依据。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
白云母与石英的浮选分离行为
  • DOI：
    10.19614/j.cnki.jsks.201908020
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    金属矿山
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈飞;何东升;邓博纳;胡洋;王乾元
  • 通讯作者：
    王乾元
硫酸与氢氟酸混合溶液中白云母溶解行为
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    有色金属(冶炼部分)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    何东升;李巧双;王贤晨;刘星;秦芳
  • 通讯作者：
    秦芳
石煤型钒矿预富集技术研究现状
  • DOI：
    10.19614/j.cnki.jsks.201812013
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    金属矿山
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    胡洋;何东升;谢志豪;吴玉元;李克尧
  • 通讯作者：
    李克尧
含钒云母在硫酸溶液中的溶解行为
  • DOI：
    10.3969/j.issn.0253-6099.2019.04.024
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    矿冶工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    胡洋;何东升;王梦涛;谢志豪;张可成;朱志伟
  • 通讯作者：
    朱志伟
含钒云母工艺矿物学研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    有色金属(选矿部分)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    何东升;谢志豪;胡洋;吴玉元;解维闵;李克尧
  • 通讯作者：
    李克尧

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

直驱式永磁风力发电机软并网与功
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    控制理论与应用 （录用）
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    何东升;刘永强
  • 通讯作者：
    刘永强
磷石膏制取硫酸铵及其溶析结晶
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    武汉工程大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    何东升;张泽强;张汉泉;池汝安;HE Dong-sheng1,2,ZHANG Ze-qiang1,ZHANG Han-quan1,C;2.College of Environmental Science;Engineering
  • 通讯作者：
    Engineering
石煤中铝钒浸出相关性研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    金属矿山
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    何东升;冯其明;张国范;He Dongsheng1,2 Feng Qiming2 Zhang Guofan2(1.Schoo;2.School of Minerals Processing;Bioengineering
  • 通讯作者：
    Bioengineering
胺类阳离子捕收剂表面物理化学性能研究的综合实验
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    实验技术与管理
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    翁孝卿;刘丹章;李洪强;何东升
  • 通讯作者：
    何东升
焙烧对伊利石在酸中溶解行为的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    何东升;冯其明;张国范;龙思思;欧乐明;卢毅屏
  • 通讯作者：
    卢毅屏

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

何东升的其他基金

石煤酸浸过程中钒电化学行为及浸出机理研究
  • 批准号：
    51144003
  • 批准年份：
    2011
  • 资助金额：
    10.0 万元
  • 项目类别：
    专项基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
关闭
close
客服二维码