搅拌槽形对含钒页岩固液混合特性的数值模拟

搅拌槽是湿法提钒工业应用的重要设备,但在实际应用中存在矿物混合不均匀、易沉积在搅拌槽底部的问题。运用计算流体动力学(CFD)FLUENT软件,采用多重参考系法（MRF）、标准的k-ε方程、欧拉—欧拉多相流模型,对不同底部形状搅拌槽进行固液流场数值模拟。研究表明,平底搅拌槽对大粒径颗粒易产生固相沉积,圆底搅拌槽能有效解决沉积问题且搅拌更加均匀,槽内搅拌死区大幅下降。对槽内不同位置流场进行考察,圆弧底搅拌槽的湍动能、速度均优于平底搅拌槽,有利于提高固液混合效率。     

T42树脂对沉钒废水中氨氮的吸附性能与机理研究

在铵盐沉钒过程中会产生大量的氨氮废水，不经处理直接排放会造成严重的环境污染。分别以T42、D001、001*8、D113为吸附剂，考察其对吹脱后铵盐沉钒废水中氨氮的吸附去除性能。结果表明，T42树脂对氨氮的去除效果最好。以T42树脂为吸附剂去除氨氮，在pH=8、温度为25℃、吸附平衡时间为9 min时，去除效果最佳。T42吸附剂吸附去除氨氮反应过程的焓变为3.38 kJ/mol、熵变为18.90 J/（mol·K)，不同温度下吉布斯自由能均为负数，说明T42树脂吸附氨氮为自发进行的吸热反应，升高温度有利于吸附的进行；拟二级动力学模型可以较好地解释吸附过程，吸附过程以化学吸附为主。在沉钒废水流速为9 mL/min，柱高为14 cm，pH=8，沉钒废水体积为321 mL时，经过3级串联处理后，出水氨氮浓度为1.13 mg/L，达到《钒工业污染物排放标准》，T42树脂可有效去除沉钒废水中的残余氨氮。     

镁杂质离子对钒电池电解液性能的影响研究

通过对含有不同浓度镁杂质离子的电解液进行循环伏安测试、黏度测试及热稳定性测试,考察镁离子对电解液电化学性能及稳定性的影响。结果表明,当电解液中镁杂质离子浓度超过0.96g/L时,电解液黏度从0.89mm2/s增大至0.95mm2/s,电解液中钒离子扩散系数从(2.06~3.33)×10-6 cm2/s降低至(1.30~2.11)×10-6 cm2/s,导致电极反应速率和电极反应可逆性降低;同时电解液中出现钒离子大量沉淀现象,电解液稳定性降低,严重影响钒电池的正常运行。     

湖北某胶磷矿石浮选脱铁、铝、镁试验

湖北某中低品位硅质胶磷矿含有大量铁、铝、镁杂质元素,为开发利用该资源,减轻杂质元素对后续磷矿加工带来的不利影响,对代表性矿石进行了工艺矿物学研究和浮选工艺研究。结果表明:倍半氧化物R_2O_3(即Al_2O_3与Fe_2O_3)主要存在于云母黏土类矿物和铁碳质矿物中,钙镁质共生矿物以白云石的形态存在;矿石采用2次正浮选、1次反浮选流程处理,获得了P_2O_5品位为32.98%、回收率为92.30%,R_2O_3含量为2.94%、脱除率为69.17%,Mg O含量为1.02%、脱除率为67.54%的磷精矿,符合酸法加工磷矿石优等品质量标准。     

用DL-411改性的某含钒页岩提钒渣填充聚丙烯制备复合材料

在对某含钒页岩提钒渣进行物理化学特性分析的基础上,对其进行了表面改性,以作为聚合物填料。对比了3种偶联剂对钒尾渣的改性效果及对复合材料的力学性能影响,并确定了该钒尾渣的表面改性工艺。结果表明:铝酸酯偶联剂DL-411对钒尾渣改性效果最好,其与钒尾渣质量比为1.2%,改性温度为100℃时,钒尾渣活性指数达95.53%。FTIR分析表明,DL-411在钒尾渣表面结合能力最强。XRD分析表明,钒尾渣对聚丙烯(PP)有异相成核作用,诱导PP中β晶型形成,DL-411改性能显著增强成核作用,使复合材料具有更高的强度和更好的韧性。当改性钒尾渣填充量(改性钒尾渣与聚丙烯的质量比)为10%时,复合材料的拉伸强度、抗冲击强度和抗弯曲强度分别为47.51MPa、38.43 k J/m~2、59.57 MPa。     

高浓度H_2SO_4体系中Cl~-和SO_4~(2-)对N235萃取钒的影响

采用加盐萃取法从高酸浸出液中直接分离富集钒,考察了酸度、N235浓度、氯化钠浓度、硫酸钠浓度对N235萃取分离高浓度硫酸溶液中钒的影响,并确定了萃合物的结构。结果表明,Cl~-和SO_4~(2-)对硫酸体系钒的萃取均有一定提高,但Cl~-的作用效果更显著。在不加盐的条件下,采用20%N235为萃取剂,磺化煤油为稀释剂,硫酸浓度1mol/L,萃取时间10min,相比A/O=1∶1,经单级萃取,硫酸体系中钒萃取率仅为30%左右;加入一定量的NaCl、Na_2SO_4后,钒萃取率分别达到80%、47%。Cl-作用于硫酸体系时,与钒以离子缔和形式形成萃合物(R_3N)_x·(VO_2~+·Cl~-)_y;SO_4~(2-)的加入可促进VO_2SO_4~-的形成,使萃取率提高。     

页岩提钒尾渣基地聚合物的制备及其性能

为将页岩提钒尾渣资源化,利用页岩提钒尾渣作为主要原料,偏高岭土为铝质辅料制备地聚合物。考察了成型方式、硅铝原料配比、碱激发剂种类、碱激发剂用量和成型压力对地聚合物试样抗压强度的影响。结果表明,地聚合物制备最佳条件为:原料的质量配比(尾渣/偏高岭土)为11:9,NaOH碱激发剂质量分数为10%,水固比为0.18,成型压力为20 MPa,试样14 d抗压强度可达58.25 MPa。通过XRD、FTIR、TG-DSC、SEM和孔径分析对地聚合物试样进行检测表征,分析表明,地聚合反应的主要产物为无定形硅铝凝胶和少量钠沸石,无定形硅铝凝胶可以改善试样的孔结构,增强试样微观结构致密度,宏观表现为试样抗压强度增大。     

高浓度盐酸体系下叔胺N235三相萃取钒试验

含钒石煤经盐酸浸出后所得浸出液通常酸度较高,p H较低。为在不调节浸出液p H的条件下,以叔胺N235为萃取剂从高浓度盐酸—钒体系中萃取钒的最佳工艺,考察了萃取剂的组成、萃原液盐酸浓度、萃取相比(O/A)、萃取时间对钒萃取率的影响,并通过FT-IR分析探讨了在不同盐酸浓度下N235萃取钒形成的萃合物结构。试验结果表明:对盐酸浓度为2 mol/L,钒浓度为1.82 g/L的模拟酸浸液,在有机相N235体积浓度为20%,萃取时间为2min,萃取温度为25℃,相比(O/A)为0.5情况下的钒单级萃取率为83.93%,三级逆流萃取钒总萃取率为98.37%。利用叔胺N235从盐酸介质中萃取钒时,均会出现三相。在萃原液盐酸浓度≥3.1 mol/L时,萃合物结构为(R_3NH)_4·(H_2O)_n·H_2V_(10)O_(28·)(HCl)x;萃原液盐酸浓度3.1 mol/L时,萃合物结构为(R_3NH)_4·(H_2O)_n·H_2V_(10)O_(28)。     

石煤酸浸提钒过程中V、Fe、Al的浸出行为研究

在热力学计算分析的基础上,对某云母型石煤脱碳样在酸浸提钒过程中V、Fe、Al的浸出行为进行研究。结果表明,在氟化钙—硫酸浸出体系中,含钒矿物白云母溶解的同时,赤铁矿和钾长石等矿物亦会发生溶解反应,硫酸浓度、浸出温度、浸出时间、液固比等参数对V、Fe、Al的浸出率影响有相同趋势,铝浸出率高于钒和铁;酸浸过程中主要矿物溶解的难易顺序为赤铁矿、白云母、钾长石,且赤铁矿达到溶解平衡所需时间较长,而白云母和钾长石可在较短时间内达到溶解平衡;要减少酸浸提钒过程中铁的溶出,可在保证钒浸出率的前提下适当缩短浸出时间。     

辽西某钒钛磁铁矿工艺矿物学研究

通过X射线衍射、矿相显微镜和扫描电子显微镜等技术手段,对辽西某钒钛磁铁矿进行了工艺矿物学研究。结果表明:矿石中磁铁矿含量很少,铁矿物主要为假象赤铁矿,钛铁矿是主要的钛矿物,脉石矿物以长石和辉石为主;矿石中大部分钒钛磁铁矿发生了假象赤铁矿化而导致其磁性变弱;钒钛磁铁矿晶格中普遍存在以类质同象的形式存在的Ti O2等成分,且部分钒钛磁铁矿发生了不同程度的榍石化,可能使铁精矿具有"高钛低铁"的特点。根据工艺矿物学特点,该矿石宜在精选作业前先采用重选、磁选等高效、低成本的工艺进行预处理,以减小矿石的处理量;该矿的铁精矿宜采用非高炉法进行冶炼。