含钒钢渣提钒研究现状

含钒钢渣作为钒钛磁铁矿冶炼过程中产生的一种工业废渣,同时又是一种具有较高利用价值的二次资源,必须进行有效回收利用。文章根据含钒钢渣的来源、性质等情况,着重介绍了含钒钢渣提钒的研究进展。最后根据攀枝花含钒钢渣的特点以及现有的废酸浸出工艺固废的研究,介绍了钛白废酸浸出含钒钢渣回收五氧化二钒的研究,在实现含钒钢渣清洁化、高效化、资源化绿色利用的同时也实现钛白粉清洁化生产,达到以废治废的目的。      

含钒粘土矿两段浸出提钒工艺

采用碱浸预处理-酸浸提钒的两段浸出工艺从含钒粘土矿中浸出钒, 考察了碱浸预处理工序中NaOH用量和浸出时间、预处理后酸浸工序中H₂SO₄用量、浸出温度、浸出时间、液固比等因素对钒浸出率的影响。碱浸预处理能部分溶解Si、Al矿物, 从而破坏含钒矿物晶体结构, 为酸浸提钒时提高钒浸出率并降低酸耗创造条件。实验结果表明, 在95 ℃温度下用20%NaOH对矿样浸出24 h后, 酸浸工序中H₂SO₄用量30%, 温度95 ℃, 液固比1.5∶1, 浸出时间12 h, 钒浸取率达到了80%以上。     

某伊利石型含钒石煤矿石复合添加剂焙烧-联合浸出提钒工艺研究

陕西某伊利石型石煤钒矿石中钒主要以类质同象形式存在于伊利石和榍石中,其分布率分别为90.32%和5.37%。为给该石煤矿中钒利用提供依据,进行了复合添加剂焙烧-水浸-酸浸联合工艺提钒试验。结果显示：在复合添加剂NaCl+K₂SO₄用量为4%+16%、焙烧温度为800 ℃、焙烧时间为60 min条件下进行焙烧,焙烧产品在水浸温度为90 ℃、液固比为4 mL/g、浸出时间为120 min条件下水浸,水浸渣在H₂SO₄浓度为4%、液固比为4 mL/g、浸出温度为80 ℃、浸出时间为60 min条件下进行酸浸,获得了水浸率为85.06%、酸浸率为7.94%,总浸出率为93.00%的指标。试验结果可以为该含钒石煤矿石的开发利用提供参考。     

熔融Na_2CO_3体系中含钒钢渣焙烧过程研究

基于钠化焙烧含钒钢渣提钒工艺的相关理论,针对熔融Na_2CO_3体系中含钒钢渣焙烧过程进行了研究。通过单因素实验考察了焙烧温度、Na_2CO_3添加量、焙烧时间对含钒钢渣中钒浸出率的影响,在单因素实验基础上采用正交设计优化工艺条件,并对反应机理进行了解析。结果表明,熔融Na_2CO_3体系中含钒钢渣焙烧的优化实验条件为:焙烧温度900℃、Na_2CO_3添加量40%、焙烧时间60 min,此时钒浸出率稳定在90%以上。     

从氯碱盐泥中浸出钙镁的试验研究

针对某氯碱生产过程中产生的盐泥, 为从其中回收钙镁, 制备纳米氢氧化镁和纳米碳酸钙, 对氯碱盐泥进行了盐酸浸出试验研究。结果表明: 采用盐酸浸出, 浸出时间15 min, 温度为60 ℃, 酸度2 mol/L, 液固比5∶1, 搅拌速率500 r/min, 钙镁总浸出率可达到98%以上, 所得钙镁富液中, Ca²⁺、Mg²⁺ 、Al³⁺、Fe³⁺离子浓度为分别为0.63、0.25、0.05、0.022 mol/L, pH=0.5。     

石煤焙砂浸出提钒水溶液循环利用研究

针对石煤焙砂浸出提钒工艺中耗水量大的缺点,采用2段水浸、1段酸浸浸出工艺,进行了循环使用浸出水溶液的试验研究。试验结果表明：在浸出水溶液不循环使用的情况下,浸出过程的单位耗水量为7.45 m³/t。而按一定方法将浸出水溶液循环使用,其循环利用率可高达83.8%,浸出过程的单位耗水量仅为1.25 m³/t;相应地,尾水产生量也从7.45 m³/t减少到1.25 m³/t,从而可大大减轻尾水处理的压力。此外,循环使用浸出水溶液还可使浸出液中的钒得到富集,减轻后续浸出液处理工艺的压力,并可回收水浸液树脂吸附尾液中的剩余钒,减少钒的流失。     

含钒黏土矿直接酸浸提钒及其动力学研究

为了有效利用陕西某地含钒黏土矿, 采用直接酸浸工艺提钒, 考察了液固比、浸出温度、浸出时间、硫酸用量对直接酸浸提钒的影响, 通过浸出反应动力学确定了反应模型。结果表明, 在硫酸用量25%、浸出温度95 ℃、浸出时间10 h、液固比0.6时, 钒浸出率为74.6%。该含钒黏土矿的钒浸出动力学符合收缩核模型, 其表观活化能约为30.73 kJ/mol, 浸出反应服从扩散控制过程。     

含钒云母悬浮氧化焙烧-酸浸提钒试验研究

以陕西某V₂O₅品位2.36%的含钒云母为原料,开展了悬浮氧化焙烧-硫酸浸出提钒工艺研究,考察了焙烧温度、焙烧时间、焙烧气量以及氧气浓度对V₂O₅浸出率的影响,采用X射线衍射、热重分析、傅里叶变换红外光谱等检测手段对焙烧前后含钒云母的结构进行了分析。研究表明,适宜的悬浮氧化焙烧工艺为:焙烧温度950 ℃、焙烧时间4 h、O₂浓度35%、总气量600 mL/min,焙烧产物在硫酸用量(质量分数)20%、液固比6∶1、浸出时间3 h、浸出温度90 ℃条件下进行酸浸,V₂O₅浸出率可达73.34%,实现了含钒云母破晶提钒的目标。     

贵州铜仁含钒石煤氧压酸浸萃取提钒研究

系统介绍了含钒石煤氧压酸浸萃取提钒新工艺的研究情况。利用多种检测方法, 研究了贵州铜仁石煤矿中钒的矿物学特征, 在此基础上, 研究考察了影响钒浸取率的各种因素, 试验结果表明, 在浸出时间3～4 h、浸出温度150 ℃、硫酸用量39%～42%、液固比1.2∶1、矿石粒度-0.074 mm、Po₂ 1.2 MPa、添加剂用量3%～5%的条件下, 经氧压酸浸后, 钒的浸出率可达92%以上。浸出液采用酸回收-还原除铁-溶剂萃取-氨水沉钒-热解的工艺流程, 得到 V₂O₅含量为99.5%的粉状产品, 钒的总回收率达80%以上。     

石煤硫酸浸出过程中含钒矿物的浸出行为北大核心

以陕西省商南县石煤钒矿为研究对象,研究了直接酸浸、氧化酸浸及活化酸浸的提钒效果,分析了酸浸过程中含钒矿物钒的浸出规律和活化浸出机理。结果表明:在硫酸浓度250 g/L、液固比5 mL/g、温度90℃条件下,浸出12 h,钒浸出率仅为48.55%;在相同条件下,加入3%氯酸钠,氧化酸浸9 h,钒浸出率增加到61.42%;再添加9%氟化钙,仅活化浸出6 h,钒浸出率可达到92.90%。工艺矿物学研究表明:在活化酸浸过程中,氟化钙与硫酸反应生成的氢氟酸,促进了硫酸对含钒矿物结构的破坏,同时参与了含钒云母的反应,促进了含钒矿物中钒的浸出;矿物中含钒云母、钒钛矿、褐铁矿、钒硫化物中钒的浸出率分别为98.47%、42.22%、98.09%、89.70%,与氧化酸浸相比,分别增加了31.77、26.90、18.01、89.70个百分点。     

高氯高铁型四氯化钛除钒尾渣焙烧提钒工艺研究

针对氯化法生产钛白粉工艺中除钒固体废弃物难以有效再利用的问题,研究了除钒尾渣钠化焙烧?水浸脱氯提钒工艺中Na2 CO3添加量、焙烧时间及温度对钒浸出率的影响,实现高氯高铁型四氯化钛除钒尾渣资源的二次利用.结果表明,采用液固比10 mL/g的水洗工艺,可大幅降低尾渣中NaCl对沉钒率的影响;水洗后的除钒尾渣在Na2 CO...     

钒页岩氧压酸浸过程中V与Fe的分离工艺研究

为了确定湖北某钒页岩氧压酸浸条件,以K_2SO_4为添加剂,对在氧压酸浸提V过程中K_2SO_4用量、硫酸的体积浓度、氧分压、浸出温度、浸出时间对V、Fe浸出率的影响进行了研究。结果表明,在K_2SO_4用量为7%、硫酸浓度为15%、浸出时间为5 h、氧分压为2.0 MPa、浸出温度为190℃条件下,V的浸出率为89.90%、Fe的浸出率仅为5.73%,较无K_2SO_4条件下V的浸出率提高,Fe的浸出率大幅降低。XRD、FTIR分析表明,K_2SO_4的介入能强化云母晶体结构的破坏,促进V的释放,提高了V浸出率;K+、SO2-4和Fe3+反应生成斜钾铁矾((KFe(SO4)2)沉淀,降低了Fe的浸出率,这是V与Fe有效分离的主要原因。因此,钒页岩氧压酸浸过程中适量添加K_2SO_4,不仅能提高V浸出率,而且能有效分离V与Fe,减少Fe对后续萃取工艺的不利影响。     

石煤酸浸提钒浸出液萃取试验研究

以湖北某地石煤为原料,对提钒酸浸液萃取过程的工艺技术参数进行了研究。结果表明：用Na₂SO₃对酸浸液进行预处理可以高效排除Fe³⁺对V⁴⁺萃取的影响,提高相同萃取级数下的萃取率;萃取适宜的萃原液pH=2,水相与有机相相比为3∶1,萃取时间为8 min,5级萃取下的总萃取率为99.29%;反萃适宜的有机相与水相相比为10∶1,反萃剂硫酸溶液的体积浓度为8%,8级反萃下的总萃取率为99.70%。     

含钛高炉渣钛提取中酸解率影响因素的研究

采用硫酸法对含钛高炉渣进行钛提取,对影响含钛高炉渣酸解率的因素进行了实验室研究,确定了最佳工艺参数。结果表明,影响酸解率最重要的因素为酸浓度、酸渣比和反应时间;在含钛高炉渣细度300目、酸渣比（1.8~2.2）∶1,硫酸浓度85%,反应时间40 min,熟化温度160 ℃,熟化时间4 h,浸取浓度50 g/L,浸取时间8 h,浸取温度50 ℃的条件下,酸解率在85%以上,并可得到总钛浓度50 g/L以上的合格钛液。对钛液进行水解、水解产物经煅烧后得到的TiO₂其品位超过了98%。     

利用攀钢提钒尾渣制备富钒渣的研究

以攀钢提钒尾渣酸浸得到的溶液为沉钒母液, 研究了外加FeSO₄·7H₂O、沉钒pH值、沉钒温度、沉钒时间对沉钒率和富钒渣质量的影响。最佳沉钒工艺条件为: 常温下, 不外加FeSO₄·7H₂O, 直接用碱调pH值至4.5后, 反应5 min, 此条件下, 沉钒率达到99%以上, 富钒渣中V₂O₅品位为16%。沉钒后得到的富钒渣中主要为Fe(OH)₃沉淀和少量Al(OH)₃沉淀, 钒吸附或夹杂在氢氧化物沉淀胶体的表面。富钒渣返回焙烧研究表明: 富钒渣的返回量占钒渣原矿的15%时, 可以促进钒的浸出, 且相较于提钒尾渣直接返回焙烧能减少渣的返回量, 降低设备负荷和能耗。     

废旧磷酸铁锂正极材料的硫酸熟化-水浸工艺研究

为提高磷酸铁锂中Fe、Li和P浸出率,同时实现高效去除Cu、Al和F,开发了硫酸熟化-水浸、铁粉置换除铜、化学沉淀-萃取二段除铝工艺。结果表明,在熟化时间2.5 h、熟化温度110 ℃、固液比4.0/1、水浸温度60 ℃及水浸时间2 h的最佳条件下,硫酸熟化-水浸工艺可将浓硫酸的使用量降至理论值的0.75倍,此时铁浸出率达95%以上,氟脱除率达74.4%; 铁粉置换除铜过程中,控制初始pH=1.2,铁粉加入量为理论值的1.2倍时,浸出液中残留的Cu²⁺浓度可降至4.9 mg/L以下; 采用化学沉淀-P204萃取二段除铝工艺,可将浸出液中Al³⁺浓度降至10 mg/L以下。     

除钒尾渣短流程工艺制备高纯NH4VO3

粗TiCl4除钒尾渣含钒2%~5%,具有较高的回收利用价值。为实现除钒尾渣中钒资源的低成本回收,提出了除钒尾渣直接焙烧—铵盐浸出—沉钒制备偏钒酸铵的新工艺,并开展了相关条件试验,重点考察了 焙烧温度、NH4HCO3用量、浸出温度、浸出时间对提钒效果的影响。结果表明：①除钒尾渣在650 ℃下焙烧150 min,获得的焙烧样中主要物相有金红石型TiO2、锐钛型TiO2、Al2O3、V2O5和SiO2,钒氧化率达78.12%, 可采用铵盐浸出实现钒的低成本提取。②条件试验确定焙烧样适宜的浸出条件为：NH4HCO3用量n(NH4+)/n(V)=2,液固比5 mL/g,浸出温度80 ℃,浸出时间30 min。在上述条件下,钒浸出率可达76.65%,浸出液V浓度 为5.71 g/L。浸出液经4次循环浸出后,V浓度提高至19.66 g/L。该较高浓度的浸出液直接沉钒,获得了纯度＞99%的偏钒酸铵产品,满足标准一级品（YS/T 1022—2015）的要求,XRD分析进一步证实其具有较高的纯 度。研究结果可为除钒尾渣中钒资源的短流程回收提供技术支撑。     

废石化催化剂碱浸液中钒的分离提取研究

以废石化催化剂碱性浸出液为研究对象, 进行了N263三级逆流萃取+超声波一级NH4Cl反萃+三级NaOH、NaCl逆流反萃工艺研究。结果表明, 优化萃取条件为: 初始pH值8.5、萃取体系30%N263+5%仲辛醇+65%磺化煤油、萃取时间3 min、相比O/A=1∶1; 一段反萃优化条件为: NH₄Cl浓度2.0 mol/L、反萃相比O/A=5∶2、超声波功率500 W、反萃时间2 min; 二段反萃优化条件为: NaOH浓度1.0 mol/L、NaCl浓度0.5 mol/L、反萃相比O/A=3∶2、反萃时间3 min。以上优化条件下对浸出液进行钒的提取, 钒萃取率和反萃率分别为99.15%和99.36%, 对一段和二段反萃液进行钒产品回收, 可分别获得高纯V₂O₅产品(＞99.9%)和普通V₂O₅产品(＞99%)。     

叔胺TOA从含钒钢渣直接酸浸液中萃钒除铁的研究

用叔胺TOA对含钒钢渣直接酸浸液进行溶剂萃取,考查了主要因素对萃钒除铁的影响,并分析了TOA的构效关系及其萃钒除铁的溶液化学行为。结果表明:在TOA体积浓度15%、初始水相pH 1.8~1.9、相比A/O为3、萃取时间3 min的最佳条件下,经4级逆流萃取,较好地实现了萃钒除铁,钒萃取率达98%,而铁则很少被共萃。TOA的N原子具有较强给电子性的弧对电子,经硫酸酸化,转化为[（C₈H₁₇）₃NH]₂SO₄,可通过阴离子交换反应完成萃取过程;水相中的V（Ⅳ）经H₂O₂氧化后转化为V（Ⅴ）,利用氨水中和将水相pH值提高,VO₂+则转化为多种形式的阴离子;当钒以特定形式[H₂V₁₀O₂₈]4-存在时,可获得较高的萃取率;在pH 1.2~2.4较宽范围内,钒均可以[H₂V₁₀O₂₈]4-的形式存在,而且在此范围内增大pH值,[H₂V₁₀O₂₈]4-浓度以及HSO₄-解离度增加,钒萃取率因而提高;但当pH>1.9时,Fe（Ⅲ）会发生水解沉淀,阻碍两相分离并引起钒的共沉淀损失,对萃取极为不利;当pH < 2.0时,Fe（Ⅲ）以Fe3+形式存在,难以被TOA共萃,从而可达到萃钒除铁的目的。