铵盐沉钒过程产物形貌控制技术研究

采用酸性铵盐沉钒工艺沉淀多钒酸铵,研究了钒液浓度、沉淀pH值、铵盐加入量、沉淀时间、沉淀温度对沉淀产物多钒酸铵(APV)形貌的影响。结果表明:在沉钒pH=2.2,加铵系数K=2.3,70℃以上反应30 min即可获得球形的APV产品,且沉钒率99%。稳定试验结果验证了沉钒条件的可靠性,通过APV产品形貌的控制,可获得高品质APV产品,且保持较高的钒收率。     

偏钒酸钠制取技术研究

以多钒酸铵为原料,采用返溶除杂、溶液脱氨、溶析结晶的方法,制备了纯度大于99.5%的偏钒酸钠产品。通过研究表明:影响脱氨过程脱氨时间的主要因素为溶液终点p H值;最佳溶析结晶条件为[V]浓度150~200g/L,p H值为7.3~8.1,结晶剂与溶液体积比为1∶1,结晶时间为1 h,钒收率达到了97.7%。     

沉钒后APV损失原因及对策

针对攀钢Ｖ２Ｏ５车间沉淀工段生产中钒损失大的问题,研究了多钒酸铵（ＡＰＶ）在不同溶剂中的溶解性,改进了生产工艺,从根本上解决了ＡＰＶ的返溶损失,提高了沉淀工段钒收率。     

钠化焙烧转炉钒渣粉体分形生长的演化行为

转炉钒渣焙烧提钒技术效率低,过程涉及化学反应、传递及相变过程,蕴含物相分形生长的动力学行为。对钒渣分形变化规律的研究有助于促进钒的定向转化,进而对工业提钒具有指导意义。根据金相电镜图,使用"周长-面积法"对不同焙烧条件下钒渣粉体分形维数进行计算,得到分形维数变化与物相转化的规律。结果表明,焙烧前硅相、钒相紧密包裹,分形维数数值为1.60～2.00;加入碳酸钠焙烧后尖晶石破坏,钒相逐渐分离,使分形维数小于1.20;随着钠盐加入量的增加,物相分形维数逐渐下降;二次焙烧后,稳定的钒酸钠生成,体系趋于稳定,使得分形维数进一步下降为1.10～1.20。     

钠化焙烧转炉钒渣粉体分形生长的演化行为

转炉钒渣焙烧提钒技术效率低,过程涉及化学反应、传递及相变过程,蕴含物相分形生长的动力学行为。对钒渣分形变化规律的研究有助于促进钒的定向转化,进而对工业提钒具有指导意义。根据金相电镜图,使用“周长-面积法”对不同焙烧条件下钒渣粉体分形维数进行计算,得到分形维数变化与物相转化的规律。结果表明,焙烧前硅相、钒相紧密包裹,分形维数数值为1.60~2.00;加入碳酸钠焙烧后尖晶石破坏,钒相逐渐分离,使分形维数小于1.20;随着钠盐加入量的增加,物相分形维数逐渐下降;二次焙烧后,稳定的钒酸钠生成,体系趋于稳定,使得分形维数进一步下降为1.10~1.20。     

转炉钒渣中磁性物的分离

对攀钢转炉钒渣水法提钒预处理工艺中磁性物的去除进行了研究，并对磁选及筛选的原理，可行性、优化方案等进行了探索。试验结果表明，筛选分离所得非磁性物中的磁性物含量有所降低，而且磁性中夹带的钒渣量大大减少。     

攀钢转炉钒渣钠化焙烧实验室研究

在实验室条件下,研究了转炉钒渣在焙烧过程中的碱比、返渣比、焙烧温度、焙烧时间等对钒转浸率的影响。试验结果表明,控制碱比为3.4,返渣比为2∶3,焙烧温度820℃,焙烧时间120 min,可以使钒转浸率达到90%,残渣中的TV含量达到0.6%左右,浸出液澄清透明。     

从钒铁除尘灰制备偏钒酸铵的研究

在电炉生产钒铁过程中,为了防止环境污染,采用布袋除尘器收集粉尘,该粉尘中含有钒、钠和钾等元素。文章研究采用焙烧-水浸-偏钒酸铵结晶法从钒铁除尘灰中回收钒,确定了焙烧、浸出及结晶参数对钒收率的影响。试验结果表明:钒铁除尘灰在800℃焙烧60 min,钒转化率可达91.9%;焙烧熟料在液固比3∶1、浸出温度70℃条件下反应30 min,钒浸出率可达99.6%。利用浸出液制备偏钒酸铵时,在硫酸铵与五氧化二钒质量比2.8的条件下,沉淀钒收率超过98.2%,且所得偏钒酸铵品位达98.22%。     

从钒浸出液除磷泥中回收钒的研究

采用硫酸浸出-铁盐沉淀的方法从钒浸出液除磷泥中回收钒,考察了浸出及沉淀参数对钒收率的影响。试验结果表明:在硫酸浓度2.7 mol/L、液固比5∶1、浸出温度70℃和浸出时间30 min的优化条件下,钒浸出率超过97.1%。酸浸液经硫酸铁沉淀后,钒收率为92.13%且所得钒酸铁中钒含量为33.92%。该工艺获得的钒酸铁可用于冶炼低钒铁。     

钒铬还原渣酸浸液中钒铬初步分离工艺

钒铬还原渣是钠化提钒过程的典型危险固体废弃物,其资源化利用需求迫切。中国科学院过程工程研究所提出钒铬还原渣硫酸酸解-钒铬初步分离-铬/钒/铁络合深度分离技术路线,并在攀钢集团建成万吨级示范工程。本文重点考察钒铬还原渣酸解液中钒铬初步分离原理及工艺,研究了H₂O₂和Na₂S₂O₈两种氧化剂对沉钒效果的影响,并通过实验确定了最佳工艺条件。结果表明：以H₂O₂为氧化剂时,H₂O₂与钒摩尔比为0.75、氧化温度为60℃、初始溶液pH为2.0、氧化时间为60min、水解温度为95℃、水解时间为2.5h的条件下可得到84.2%的沉钒率;以Na₂S₂O₈为氧化剂时,Na₂S₂O₈与钒摩尔比为0.65、氧化温度为90℃、氧化时间为45min、沉钒初始溶液pH为2.5、沉钒温度为90℃、沉钒时间为2.5h的条件下可获得93.1%的沉钒率。过硫酸钠氧化过程温和,沉钒率高,铬损失小,更适合工业推广应用。采用SEM获得了沉淀产物的微观形貌,煅烧后得到V₂O₅产品,采用XRF获得了产品组成,通过X射线衍射确定得到的V₂O₅产品为正交晶型。