钒页岩分离化学冶金

目 录 第1章 钒页岩的结构化学1 1.1钒页岩的特性1 1.1.1 页岩中钒的赋存状态1 1.1.2 云母型钒页岩的矿物特性4 1.2 云母中钒原子的占位9 1.2.1 云母的晶体结构9 1.2.2 云母中钒的取代14 1.3钒原子占位引起的局部结构畸变15 1.3.1 不同取代位的晶格变化16 1.3.2 不同取代位的键长键角变化16 1.4钒氧键的价键特性18 1.5云母的晶格瓦解19 1.5.1 云母的溶解破坏规律20 1.5.2 四面体结构氧的脱除22 1.5.3 四面体结构铝的脱除25 参考文献28 第2章 钒页岩高温固相反应30 2.1低温玻璃相硅束缚30 2.1.1 硅束缚的成因30 2.1.2 反应组分体系对硅束缚形成的影响38 2.2钒云母长石化相变48 2.2.1 含钒云母的高温晶相重构49 2.2.2 钒的迁移行为50 2.2.3 钒的解离—氧化—转化关系54 2.3钒页岩高温反应热力学57 2.3.1 钒的氧化与钒酸盐的生成57 2.3.2 共生矿物相关反应对钒氧化转化的影响59 2.4钒页岩高温反应动力学64 2.4.1 片状结构矿物高温反应动力学模型的建立64 2.4.2 无焙烧介质参与的钒页岩高温反应动力学67 2.4.3 焙烧介质参与的钒页岩高温反应动力学70 参考文献72 第3章 钒页岩的溶液化学74 3.1酸性体系钒云母溶解行为74 3.1.1 常压酸浸体系74 3.1.2 氧压酸浸体系77 3.2体系反应热力学83 3.2.1 常压酸性体系反应热力学83 3.2.2 氧压酸性体系反应热力学95 3.3介质激发下钒的溶出100 3.3.1 含氟介质激发的钒低温溶出100 3.3.2 硫酸盐介质激发的钒高温溶出104 3.4介质激发下钒浸出的表观活化能115 3.4.1 含氟介质浸出体系116 3.4.2 硫酸盐介质浸出体系119 3.5云母结构的界面弛豫121 3.5.1 云母结构弛豫的一般过程121 3.5.2 云母中 Si/Al 原子化学环境123 3.5.3 介质激发的云母晶格点阵畸变125 参考文献127 第4章 钒页岩杂质元素的分离调控129 4.1溶液体系中钒与杂质离子的存在形态129 4.1.1 V（IV）在酸浸液中的存在形态129 4.1.2 Fe（II）在酸浸液中的存在形态131 4.1.3 Fe（III）在酸浸液中的存在形态132 4.1.4 Al（III）在酸浸液中的存在形态134 4.2介质激发下杂质元素的固相迁移137 4.2.1 含氟介质激发 Fe 的固相迁移137 4.2.2 硫酸盐介质激发 Al、Fe 的固相迁移141 4.3有机酸体系选择性清洁提钒152 4.3.1 有机酸体系钒的选择性浸出152 4.3.2 有机酸体系选择性提钒机制153 4.4含钒酸性体系的杂质离子分离156 4.4.1 基于离子交换法的钒杂离子分离机理156 4.4.2 基于溶剂萃取法的钒杂离子分离机理162 4.5碱性体系钒的一步还原沉淀176 4.5.1 钒的氢还原沉淀热力学176 4.5.2 氢还原沉钒的控制因素178 4.5.3 杂质元素对氢还原沉钒的影响178 参考文献184 第5章 页岩钒化学冶金186 5.1循环氧化提钒186 5.1.1 循环氧化提钒机理186 5.1.2 循环氧化提钒特点202 5.2沸腾氧化提钒202 5.2.1 沸腾氧化提钒机理202 5.2.2 沸腾氧化提钒特点213 5.3低温酸化焙烧提钒214 5.3.1 低温酸化焙烧提钒机理214 5.3.2 低温酸化焙烧提钒特点218 5.4介质激发下的压力浸出提钒218 5.4.1 压力浸出提钒机理219 5.4.2 压力浸出提钒特点224 5.5外场微波提钒225 5.5.1 外场微波提钒机理225 5.5.2 外场微波提钒特点237 5.6有机酸体系提钒237 5.6.1 有机酸体系提钒原理238 5.6.2 有机酸体系提钒特点243 参考文献244 第6章 高纯钒化物制备247 6.1酸性净化富集体系制备超高纯钒氧化物247 6.1.1 杂质离子对酸性铵盐沉钒的影响机理247 6.1.2 杂质离子的化学沉淀去除机制252 6.1.3 酸性净化富集体系制备超高纯钒氧化物的特点256 6.2高压氢还原无铵沉钒制备高纯钒氧化物257 6.2.1 氢还原沉钒过程的控制因素257 6.2.2 氢还原沉钒过程的相变机制260 6.3钒氮合金的短流程制备262 6.3.1 氮化钒形成的控制因素262 6.3.2 前驱体结构与性质267 6.3.3 氮化钒形成的前驱体促进机理270 参考文献279 附表 1V-H2O 体系 V(II)-V(V)溶解反应热力学数据280 附表 2V-H2O 体系钒价态转化的 Eh-pH 关系式281 附表 3V-S-H2O 体系 V(II)-V(V)溶解反应热力学数据282 附表 4V-S-H2O 体系钒价态转化的 Eh-pH 关系式283