楊鑫龍，馮雅麗，李浩然，杜竹瑋

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復(fù)合鈉鹽對(duì)硅質(zhì)頁巖提釩的強(qiáng)化及協(xié)同作用

楊鑫龍1，馮雅麗1，李浩然2，杜竹瑋2

(1. 北京科技大學(xué) 土木與資源工程學(xué)院，北京 100083； 2. 中國科學(xué)院過程工程研究所 生化工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100190)

從釩氧化角度研究復(fù)合鈉鹽對(duì)硅質(zhì)頁巖提釩的強(qiáng)化及協(xié)同作用。結(jié)果表明：Na2CO3在復(fù)合鈉鹽中的添加量小于復(fù)合鹽總質(zhì)量的40%時(shí)，與NaCl共同促進(jìn)長石生成和消耗的過程，并進(jìn)一步促進(jìn)釩加速氧化，產(chǎn)生正向協(xié)同作用并使釩氧化率提高。Na2SO4在復(fù)合鹽中所占比例的改變對(duì)釩氧化影響不明顯，且與NaCl和Na2CO3無明顯協(xié)同作用，可加入20%~40% Na2SO4代替NaCl。Na2CO3和Na2SO4作為替代品最多可使焙燒添加劑中NaCl的用量減少60%左右。要保證焙燒產(chǎn)物中釩氧化率大于70%，復(fù)合添加劑中3種鹽添加量由大至小的順序應(yīng)遵循NaCl、Na2CO3、Na2SO4的原則。將混料實(shí)驗(yàn)得到的焙燒產(chǎn)物釩氧化率采用特殊三次方模型擬合優(yōu)化，得到的最優(yōu)方案如下，NaCl添加量4.96%，Na2CO3添加量2.71%，Na2SO4添加量2.33%，此時(shí)產(chǎn)物釩氧化率達(dá)71.56%。

硅質(zhì)頁巖；復(fù)合鈉鹽；釩氧化；添加劑

對(duì)含釩頁巖進(jìn)行焙燒是釩提取的重要手段之 一[1?3]。焙燒中添加劑的加入有助于釩的提取已經(jīng)是行業(yè)內(nèi)的共識(shí)[4?5]。目前已應(yīng)用或研究的有NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaHCO3、NaClO、NaOH等鈉鹽，CaO、CaCl2等鈣鹽，K2CO3、KClO等鉀鹽及一些其他類型的焙燒添加劑[6?8]?；阝C酸鈉鹽良好的水溶性，各種鈉鹽添加劑依然是焙燒提釩添加劑的首要選擇[9]。由于采用單一鈉鹽釩氧化效果欠佳，研究人員常將2種或3種鈉鹽進(jìn)行復(fù)配，以期提高釩提取率[10]。研究表明[11?12]，多種鈉鹽與NaCl混合后，對(duì)頁巖中釩提取的效果明顯好于焙燒時(shí)單獨(dú)使用NaCl。其中，Na2SO4對(duì)頁巖中鈣離子的固定作用抑制了難溶釩酸鈣的形成；具有強(qiáng)活性及強(qiáng)堿性的Na2CO3熔鹽體系則會(huì)與V2O5等酸性氧化物發(fā)生反應(yīng)[13?14]。綜合考慮清潔性、經(jīng)濟(jì)性及實(shí)用性，將Na2SO4及Na2CO3混入NaCl作為復(fù)合焙燒添加劑可促進(jìn)釩的高效提取。目前，在焙燒提釩過程中采用鈉鹽復(fù)合添加劑的研究主要涉及釩提取率的優(yōu)化及對(duì)應(yīng)的部分經(jīng)驗(yàn)性的配比方案[15?16]。而對(duì)復(fù)合鹽對(duì)釩氧化過程的影響則鮮有研究。與此同時(shí)，復(fù)合鹽對(duì)釩提取效果提升的促進(jìn)現(xiàn)象也缺乏合理解釋及深入探討。

本文作者采用混料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，重點(diǎn)從礦物中釩氧化率的變化方面對(duì)硅質(zhì)頁巖焙燒產(chǎn)物進(jìn)行考察，針對(duì)復(fù)合鈉鹽對(duì)釩氧化的協(xié)同強(qiáng)化作用進(jìn)行研究，優(yōu)化鈉鹽的復(fù)配方案。研究結(jié)果對(duì)于深入了解及完善硅質(zhì)頁巖的多種鈉鹽復(fù)合焙燒提釩過程具有一定指導(dǎo)意義，同時(shí)也可為其他種類含釩礦石的開發(fā)利用提供指導(dǎo)和借鑒。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

實(shí)驗(yàn)原料取自湖北某地的含釩硅質(zhì)頁巖。原礦X射線衍射分析、多元素分析及物相分析如表1、表2和圖1所示。原礦中的釩主要賦存于云母礦相中(見圖2)。

表1 硅質(zhì)頁巖的主要化學(xué)成分

表2 硅質(zhì)頁巖中各物相含量

圖1 原礦的XRD譜

圖2 硅質(zhì)頁巖中含釩云母的SEM像

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

礦石破碎磨礦至粒徑0.6 mm以下。取相同質(zhì)量的一組礦石，按2%、4%、6%、8%及10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別混入NaCl、Na2SO4和Na2CO3這3種鈉鹽中的一種單鹽，并混勻。再取相同質(zhì)量的另一組礦石，按總添加量10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，分別加入由NaCl、Na2SO4和Na2CO33種鈉鹽中的1種、2種及3種以一定配比混合而成的復(fù)合添加劑。將兩組樣品均在800℃的溫度下焙燒4 h，檢測(cè)焙燒產(chǎn)物中五價(jià)釩含量，計(jì)算釩氧化率。

為考察在焙燒過程中復(fù)合鈉鹽間可能發(fā)生的相互影響，以提升釩氧化率為目標(biāo)優(yōu)化復(fù)合鈉鹽配比，進(jìn)行混料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。混料實(shí)驗(yàn)為三因素試驗(yàn)，每種因素的水平值為0%、2%、4%、6%、8%、10%，如表3所列。

表3 混料實(shí)驗(yàn)因素與水平

2 結(jié)果與討論

2.1 單鹽與復(fù)合鈉鹽對(duì)焙燒產(chǎn)物釩氧化率的影響

2.1.1 單鹽對(duì)焙燒產(chǎn)物釩氧化率的影響

圖3中所示為3種鈉鹽用量變化引起焙燒產(chǎn)物釩氧化率的變化。3種鈉鹽添加量為0~2%時(shí)，釩氧化率均迅速降低，表明由少量鈉鹽引起的云母晶格中三價(jià)釩的釋放使硅質(zhì)頁巖中原有的游離五價(jià)釩被部分還原。隨著添加劑用量的增加，3種焙燒產(chǎn)物中釩氧化率呈現(xiàn)不同的變化。其中添加Na2CO3的釩氧化率持續(xù)降低；添加Na2SO4的釩氧化率降低程度逐步趨于平緩；而添加NaCl時(shí)，釩氧化率先降后升。在鈉鹽添加量為礦石的2%~6%的范圍內(nèi)，3種焙燒產(chǎn)物中五價(jià)釩的含量最為接近。

圖3 單鹽含量對(duì)釩氧化率的影響

2.1.2 復(fù)合鈉鹽對(duì)焙燒產(chǎn)物釩氧化率的影響及協(xié)同作用

保持添加劑總量為礦樣質(zhì)量的10%。將3種鈉鹽按表3所示比例混合成復(fù)合鈉鹽，并與原礦混合均勻焙燒，測(cè)定焙燒產(chǎn)物中五價(jià)釩含量，得到釩氧化率的測(cè)定值。

假設(shè)復(fù)合鈉鹽中每種鹽獨(dú)自完成釩的氧化，相互間沒有影響，則釩氧化率可用2.1.1節(jié)中單鹽焙燒對(duì)應(yīng)的釩氧化率，按其在復(fù)合鈉鹽中所占比例加權(quán)計(jì)算得到，如表4所列。由此可得出忽略3種鹽之間相互作用后復(fù)合鈉鹽焙燒產(chǎn)物中釩氧化率的加權(quán)值Σ。

將表4中各配比復(fù)合鈉鹽焙燒產(chǎn)物中釩氧化率的測(cè)定值及加權(quán)值結(jié)果進(jìn)行比較，繪制釩氧化率測(cè)定值及加權(quán)值結(jié)果范圍，考察復(fù)合鈉鹽中每種鹽在不同添加比例時(shí)對(duì)焙燒過程中釩氧化率的影響，結(jié)果如圖4、圖5和圖6所示。

由圖4可知，隨著復(fù)合添加劑中NaCl所占比例的增加，釩氧化率測(cè)定值逐漸增加，且測(cè)定值明顯高于加權(quán)值。NaCl添加量增加，釩氧化率測(cè)定值與加權(quán)值的差距逐漸增大，復(fù)合鹽中NaCl所起的促進(jìn)作用增強(qiáng)。當(dāng)NaCl含量為40%時(shí)，釩氧化率測(cè)定值變化范圍與其他比例下的范圍相比最大，最高值達(dá)到74.13%，表明此時(shí)3種鹽間的協(xié)同作用較強(qiáng)。由此可得，復(fù)合鈉鹽中NaCl的最佳配比比例為40%左右。

由圖5可知，Na2CO3所占比例增加，釩氧化率測(cè)定值逐漸減小，Na2CO3含量大于40%時(shí)釩氧化率測(cè)定值開始逐漸低于加權(quán)值。表明Na2CO3在釩氧化過程中起到阻礙作用。以Na2CO3為主的復(fù)合鈉鹽中，3種鹽間存在逆向協(xié)同作用。Na2CO3含量小于40%時(shí)，對(duì)另兩種鹽的配比進(jìn)行調(diào)整均能使釩氧化率大于70%。因此，復(fù)合鈉鹽中Na2CO3的配比應(yīng)控制在40%以內(nèi)。

由圖6可以看到，Na2SO4添加量變化時(shí)，各添加量下對(duì)應(yīng)的釩氧化率測(cè)定值均值大致相同，同時(shí)各添加量下其均值與加權(quán)值均值相差不大。這表示Na2SO4所占比例的改變不會(huì)對(duì)釩氧化過程造成明顯影響。在添加劑總量固定時(shí)，Na2SO4含量減少，則另兩種鹽配比的靈活性增加，焙燒產(chǎn)物釩氧化率最大值增加。

復(fù)合添加劑中每種鹽對(duì)礦石中釩氧化率均呈現(xiàn)出不同的影響規(guī)律。NaCl對(duì)釩氧化率增加的促進(jìn)作用最大，能使焙燒礦中釩氧化率顯著升高。這一方面是由于NaCl和脫羥基后的含釩云母發(fā)生反應(yīng)，生成鉀鈉長石，使釩從礦物晶體結(jié)構(gòu)束縛態(tài)中解離出來，促進(jìn)含釩礦物晶體結(jié)構(gòu)的破壞，從而加速釩從礦物中的解離[17]。反應(yīng)方程如式(1)所示：

表4 復(fù)合鈉鹽混合比例及焙燒產(chǎn)物中釩氧化率的測(cè)定值及加權(quán)值

*,andare vanadium oxidation rates of the roasted products respectively added with salts of mass fraction,and(see section 2.1.1)

圖4 NaCl定量時(shí)釩氧化率測(cè)定值及加權(quán)值的變化范圍

圖5 Na2CO3定量時(shí)釩氧化率測(cè)定值及加權(quán)值的變化范圍

圖6 Na2SO4定量時(shí)釩氧化率測(cè)定值及加權(quán)值的變化范圍

K(Al,V)2[OH]2{AlSi3O10}+2NaCl+3(2?)SiO2+

1/2O2=(3?)(K,Na)Al2Si3O8+NaVO3+2HCl (1)

式中：為系數(shù)。

另一方面，當(dāng)有釩、鐵、錳、硅、鋁等的氧化物存在時(shí)，NaCl熱穩(wěn)定性降低，焙燒時(shí)分解產(chǎn)生的活性Cl2可作為氧化劑并發(fā)生式(2)和式(3)所示的反應(yīng)，催化低價(jià)釩的氧化。

3Cl2+3V2O4=2VOCl3+2V2O5(2)

2VOCl3+3/2O2=V2O5+3Cl2(3)

兩方面因素共同作用，使NaCl促進(jìn)低價(jià)釩的 氧化。

由圖5可知，Na2CO3的增加阻礙釩氧化率的提高。這是由于Na2CO3為堿性添加劑，高溫焙燒時(shí)與礦石中云母脫羥基生成的長石反應(yīng)，使長石(NaAlSi3O8)失去部分Si、O原子變?yōu)橄际?NaAlSiO4)，降低礦石熔融溫度并出現(xiàn)液相，進(jìn)而產(chǎn)生燒結(jié)，如圖7所示[18?19]。因此，阻礙氧氣向礦石內(nèi)部擴(kuò)散并阻止釩氧化反應(yīng)進(jìn)程。

圖7 Na2CO3作用下焙燒產(chǎn)物中產(chǎn)生的燒結(jié)現(xiàn)象

對(duì)兩因素的協(xié)同作用來說，NaCl與Na2CO3兩因素之間產(chǎn)生正向協(xié)同作用，對(duì)釩氧化率增加的促進(jìn)作用大于兩單鹽促進(jìn)作用之和。由于焙燒時(shí)NaCl促進(jìn)長石生成，而Na2CO3對(duì)長石中Si、O元素的消耗使生成物長石量減少。故而兩種添加劑產(chǎn)生的協(xié)同作用會(huì)加快單位時(shí)間反應(yīng)速率，加速云母轉(zhuǎn)化長石的過程及釩游離過程，使采用復(fù)合鈉鹽焙燒時(shí)產(chǎn)物中釩氧化率更高。由于在高溫下穩(wěn)定性好，Na2SO4與NaCl和Na2CO3的協(xié)同作用均不顯著，對(duì)應(yīng)的釩氧化率小于Na2SO4的單獨(dú)作用時(shí)的釩氧化率，這表明Na2SO4作為NaCl的替代添加劑，其添加量需要被限制。

2.2 復(fù)合鈉鹽配比與釩氧化率間的關(guān)系研究

2.2.1 對(duì)焙燒產(chǎn)物中釩氧化率的擬合

利用線性、二次、三次及四次多項(xiàng)式模型擬合混料實(shí)驗(yàn)得到的釩氧化率。考查每個(gè)模型對(duì)系統(tǒng)整體模型顯著性影響的概率值，小概率值(小于0.05)表明該模型對(duì)系統(tǒng)整體模型影響顯著。數(shù)據(jù)顯示，特殊三次方(Special cubic)擬合值小于0.0001，與系統(tǒng)整體模型擬合較好，統(tǒng)計(jì)學(xué)意義顯著。

6種模型對(duì)釩氧化率擬合結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如圖8所示。特殊三次方模型校正決定系數(shù)(Adjusted-squared)趨近1，且預(yù)測(cè)誤差平方和(Priedicted error sum of squares, PRESS)最小，因此能準(zhǔn)確反映混料實(shí)驗(yàn)釩氧化率結(jié)果。該模型置信度的分析見表5，表中各因子共線性較弱(5＞VIF＞0)，因子間不存在明顯相關(guān)關(guān)系。由表5可知，單鹽對(duì)釩氧化率的影響由大至小的順序?yàn)椋篘aCl、Na2SO4、Na2CO3；各因素對(duì)釩氧化率的影響由大至小的順序?yàn)椋?NaCl+Na2SO4+ Na2CO3)、(NaCl+Na2CO3)、NaCl、Na2SO4、Na2CO3、(Na2SO4+Na2CO3)、(NaCl+Na2SO4)。

圖8 6種模型對(duì)釩氧化率擬合結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析

表5 特殊三次方模型置信度分析

VIF is variance inflation factor.

小的順序?yàn)椋篘aCl、Na2SO4、Na2CO3；各因素對(duì)釩氧化率的影響由大至小的順序?yàn)椋?NaCl+Na2SO4+ Na2CO3)、(NaCl+Na2CO3)、NaCl、Na2SO4、Na2CO3、(Na2SO4+Na2CO3)、(NaCl+Na2SO4)。

通過對(duì)釩氧化率測(cè)定值的特殊三次方模型擬合，得到多元回歸方程(4)，以表征釩氧化率()擬合結(jié)果：

()=5.8278+4.6081+1.8268+0.0184×+

0.8803×+0.0567×+0.4636××(4)

特殊三次方模型擬合所得回歸方程中，方程系數(shù)體現(xiàn)各單鹽、雙鹽間及復(fù)合鹽間在反應(yīng)中的貢獻(xiàn)。復(fù)合鹽中，NaCl與Na2CO3之間產(chǎn)生協(xié)同作用，對(duì)釩氧化率的提升效果好于兩單鹽效果之和。Na2SO4與另兩種鹽間無明顯協(xié)同作用，與2.1.2節(jié)中所述規(guī)律相符。

2.2.2 釩氧化率測(cè)定值與加權(quán)值的響應(yīng)面比較分析

采用響應(yīng)面分析方法直觀對(duì)比焙燒產(chǎn)物中釩氧化率的測(cè)定值與加權(quán)值情況，以明確焙燒過程中3種鈉鹽的協(xié)同作用對(duì)釩氧化率的影響。

表4中顯示與混料實(shí)驗(yàn)所得釩氧化率測(cè)定值對(duì)應(yīng)的釩氧化率加權(quán)值。依2.2.1節(jié)所述方法，采用多種模型擬合所得加權(quán)值，結(jié)果表明：三次方(Cubic)及四次方(Quartic)擬合模型均相對(duì)較好，兩者值均小于0.05，模型的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義顯著。兩種擬合模型的優(yōu)劣需借助模型方差分析進(jìn)行比較。

圖9 6種模型對(duì)釩氧化率權(quán)值擬合結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析

6種模型擬合結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析見圖9。四次方模型能準(zhǔn)確反應(yīng)混料實(shí)驗(yàn)的釩氧化率。通過對(duì)釩氧化率加權(quán)值的四次方模型擬合，得到多元回歸方程(5)，以表征釩氧化率()擬合結(jié)果：

()=6.031+4.431+1.468+0.138×+

0.3427×+0.5812×?0.03621××(?)?

0.10584××(?)?0.06964××() (5)

按照釩氧化率測(cè)定值及加權(quán)值的多元回歸方程繪制等高線圖及響應(yīng)面圖，以直觀了解3種鈉鹽的協(xié)同作用對(duì)釩氧化率的影響，結(jié)果如圖10至圖11所示。

圖10和圖11所示為焙燒過程中復(fù)合添加劑作用下釩氧化率測(cè)定值及加權(quán)值的等高線圖及三維響應(yīng)曲面圖。由圖10(a)及圖10(b)對(duì)比可明顯看出，釩氧化率測(cè)定值相比加權(quán)值整體上有顯著增加，表明3種鹽混合成的復(fù)合添加劑極大促進(jìn)釩的氧化過程。需要注意的是：在圖10(b)中，在Na2SO4含量大于80%的區(qū)域內(nèi)及邊界區(qū)域內(nèi)與圖10(a)相同位置處，釩氧化率響應(yīng)值均處于45%~55%的范圍內(nèi)。表明Na2SO4與NaCl沒有發(fā)生明顯協(xié)同作用，對(duì)釩氧化的影響不顯著；而Na2CO3含量大于70%的區(qū)域內(nèi)，釩氧化率加權(quán)值高于測(cè)定值，說明此時(shí)Na2CO3對(duì)釩的氧化產(chǎn)生一定的阻礙作用，這與2.1節(jié)中的推斷是相同的；圖10(a)中邊界區(qū)域的響應(yīng)值與圖10(b)相比發(fā)生明顯增加，表明NaCl與Na2CO3協(xié)同作用，促進(jìn)釩氧化率提高。

總體來說，焙燒產(chǎn)物中釩氧化率較高的區(qū)域(釩氧化率≥70%)大致存在于圖10(a)中取值范圍為：60%＞(NaCl)＞40%，35%＞(Na2SO4)＞15%，40%＞(Na2CO3)＞20%所圍成的區(qū)域內(nèi)。區(qū)域外釩氧化率向3個(gè)端點(diǎn)方向逐步減少。以圖形中心為基點(diǎn)，則高釩氧化率區(qū)域偏向Na2SO4含量較少的方向。因此，要獲得釩氧化率大于70%的焙燒產(chǎn)物，復(fù)合添加劑中3種鹽的添加量由大到小的順序應(yīng)遵循NaCl、Na2CO3、Na2SO4的原則。

圖10 焙燒產(chǎn)物釩氧化率測(cè)定值及加權(quán)值的等高線圖

圖11 焙燒產(chǎn)物釩氧化率測(cè)定值(a)及加權(quán)值(b)的響應(yīng)曲面

在試驗(yàn)結(jié)果分析及模型擬合的基礎(chǔ)上，通過特殊三次方模型多元回歸方程，得到釩氧化率最高時(shí)所對(duì)應(yīng)的各試驗(yàn)因素取值的最優(yōu)化方案。當(dāng)NaCl添加量為4.96%，Na2CO3添加量為2.71%，Na2SO4添加量為2.33%時(shí)，可獲得71.56%的焙燒產(chǎn)物最高釩氧化率。

3 結(jié)論

1) 對(duì)Na2CO3與Na2SO4來說，Na2CO3在與NaCl混合為復(fù)合鈉鹽時(shí)產(chǎn)生的協(xié)同作用能促進(jìn)焙燒過程釩的氧化，但在復(fù)合鹽中所占比例大于40%時(shí)會(huì)阻礙釩氧化過程的進(jìn)行。在復(fù)合鈉鹽中，Na2SO4所占比例的改變?cè)诒簾龝r(shí)對(duì)釩氧化影響不明顯。Na2SO4加入量在20%~40%以內(nèi)可在保證較高釩氧化率的同時(shí)減少NaCl用量。在保證焙燒礦中釩氧化率的前提下，作為替代，兩種鈉鹽可最多使焙燒添加劑中NaCl用量減少60%左右。

2) 對(duì)兩種添加劑間協(xié)同作用的研究表明，NaCl與Na2CO3共同作用，促進(jìn)長石的生成和消耗，進(jìn)而促進(jìn)云母中釩加速氧化，產(chǎn)生正向協(xié)同作用，并且使復(fù)合鹽作用下釩氧化率增加量大于兩單鹽作用下釩氧化率增加量之和。Na2SO4與NaCl和Na2CO3的協(xié)同作用均不顯著，對(duì)應(yīng)釩氧化率增加量小于Na2SO4單獨(dú)作用下的增加量，主要起減少NaCl用量的作用。

3) 對(duì)焙燒產(chǎn)物釩氧化率的混料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表明：焙燒產(chǎn)物中釩氧化率較高的區(qū)域大致存在于取值范圍為：60%＞(NaCl)＞40%，35%＞(Na2SO4)＞15%，40%＞(Na2CO3)＞20%所圍成的區(qū)域內(nèi)。復(fù)合添加劑中3種鹽添加量由大到小的順序遵循NaCl、Na2CO3、Na2SO4的原則，可保證得到釩氧化率大于70%的焙燒產(chǎn)物。

4) 采用特殊三次方模型擬合焙燒產(chǎn)物中的釩氧化率，得到的最優(yōu)化方案表明：當(dāng)NaCl添加量為4.96%，Na2SO4添加量為2.33%，Na2CO3添加量為2.71%時(shí)，可獲得焙燒產(chǎn)物釩氧化率最高，達(dá)到71.56%。

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Synergistic and strengthen effect of composite sodium salt on vanadium extraction of siliceous shale

YANG Xin-long1, FENG Ya-li1, LI Hao-ran2, DU Zhu-wei2

(1. School of Civil and Resource Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China; 2. National Key State Laboratory of Biochemical Engineering, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)

The synergistic and strengthen effect of composite sodium salt on vanadium extraction from siliceous shale of roasting were investigated. The results show that, when the added amount of Na2CO3is less than 40% of the total mass of the composite sodium salt, Na2CO3and NaCl will jointly promote the formation and consumption of feldspar. The change of Na2SO4content of composite salts has no obvious effect on vanadium oxidation. It can be added with 20%?40% Na2SO4in composite salts in place of NaCl. Without reducing vanadium oxidation rate, the two salts can replace up to 60% NaCl. To get more than 70% of vanadium oxidation rate, the order for content with each salt in composite salts from high to low should follow the principle of NaCl, Na2CO3, Na2SO4. The special cubic model was used to optimize the vanadium oxidation rate. The results show that with 4.96% (mass fraction) NaCl, 2.33% Na2SO4and 2.71% Na2CO3, vanadium oxidation rate is 71.56%.

siliceous shale; composite sodium salt; vanadium oxidation; additive

Project(2015ZX07205-003) supported by the Major Science and Technology Program for Water Pollution Control, China; Project(DY125-15-T-08) supported by the Treatment and China Ocean Mineral Resources Research & Development Program, China

2016-12-21;

2017-05-16

FENG Ya-li; Tel: +86-10-62311181; E-mail: ylfeng126@126.com

1004-0609(2018)-04-0855-08

TF841.3

A

10.19476/j.ysxb.1004.0609.2018.04.25

國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目(2015ZX07205-003)；中國大洋礦產(chǎn)資源研究計(jì)劃項(xiàng)目(DY125-15-T-08)

2016-12-21；

2017-05-16

馮雅麗，教授，博士；電話：010-62311181；E-mail：ylfeng126@126.com

(編輯 龍懷中)