提高酸性铵盐沉钒质量的探讨

针对酸性铵盐沉钒生产过程,优化了工艺参数和控制手段,为生产高品位的V2O3提供优质的原料。主要讨论了含钒浸出液浓度、铵盐加入量、沉钒温度、反应时间、pH值、搅拌条件及板框压滤过程中洗涤条件等因素对酸性铵盐沉钒法制备的多聚钒酸铵(APV)质量的影响。结果表明:含钒浸出液钒浓度为25～35 g/L,采用两次加酸工艺,沉淀终点温度95℃,沉淀反应时间约35 min,APV滤饼洗涤时间20 min,洗涤水温度在75℃左右,压榨吹风时间80 min,风压≥0.5 MPa,滤饼厚度≤25 mm等工艺条件下,可降低沉淀产物多聚钒酸铵的杂质含量,从而提高产品质量。     

pH值和温度对酸性铵盐沉钒影响研究

利用钒渣钠化焙烧-水浸工艺得到的钒浸出液为原料,进行了酸性铵盐沉钒试验、多钒酸按溶解度测定试验和x射线衍射表征,研究了温度为75～95℃和pH值为2.0～5.0范围内,温度和反应终点pH值对酸性铵盐沉钒沉钒的影响.研究结果表明:随着pH值的降低和沉淀温度的升高,沉淀产物晶体物相和杂质含量显著变化.pH值从5.0下降到2.0的过程中,沉淀产物中(NH4)4Na2V10O28·10H2O和(NH4)6V10O28·6H2O逐渐转化为NH4V3O8·O.5H2O,钒沉淀率显著上升,同时沉淀产物中钠、钾和硫含量显著降低;在pH值4.0～5.0范围内,随着温度的上升,沉淀产物由(NH4)4Na2V10O28·10H2O转化为(NH4)6V10O28·6H2O,钒沉淀率上升,同时沉淀物中钠和钾含量降低,所包裹的硫含量增加,沉淀温度为75℃时,沉淀产物主要为(NH4)4N2V10O28·10H2O,沉淀物中钾含量处于0.140%～0.161%之间,硫含量处于0.010%～0.017%之间;在pH 2.0～3.0范围内,沉淀产物主要为NH4V3O8·O.5H20,随着温度的上升,水解产生的多钒酸钠和多钒酸钾中的钠和钾被铵所取代生成NH4V3O8·O.5H20,沉淀产物中钠和钾含量降低,沉淀的最佳工艺条件为pH2.0～2.5,温度为95℃以上,反应2h后,钒沉淀率达99.38%以上,沉淀物中钠,钾和硫含量分别降低至0.300%,0.090%和0.039%.     

高浓度钒液的酸性铵盐沉钒

目前,钒渣经钠化焙烧—水浸后用于提钒的钒液浓度不高,会产生大量的含V~(5+),Cr~(6+),NH_4~+,SO_4~(2-),Na~+等有毒废液,使得后处理成本增加,加大了环境污染的风险。以普通钒液为研究对象,通过提高钒液中钒的浓度来研究高浓度钒液酸性铵盐沉钒的可行性,同时考察了加铵系数K,一次加酸pH_1,沉钒温度T,和二次加酸pH_2对高浓度钒液中钒的回收率及产品品位的影响,采用X射线荧光分析(XRF)和原子发射光谱仪(ICP)分析了提钒前后钒液中钒浓度、产品品位以及产品中杂质的含量。研究结果表明:高浓度钒液制备五氧化二钒是可行的,当钒液浓度为60 g/L,加铵系数K为2,一次加酸pH_1为5.0,沉钒温度T为90℃,二次加酸pH_2为2.0,钒的回收率最高,可达99.83%,经处理后的产品五氧化二钒的纯度为99.99%,符合V_2O_599级标准(YB/T5304—2011)。为工业化低污染、高效处理钒液提供了研究基础。     

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。     

酸性铵盐沉钒在钒铬溶液中的应用研究

以钒渣钠化焙烧工艺得到的碱性钒浸出液为原料,在除去主要杂质硅和磷后,通过添加硫酸钠和三氧化铬,配制成一定组分的钒铬溶液,采用典型的酸性铵盐沉钒工艺,考察了溶液中钠、铬、钒含量以及加铵系数对沉钒率及最终V_2O_5中Na_2O含量的影响。结果表明:钒铬溶液在一定的浓度范围内可以采用酸性铵盐沉钒工艺,并取得较好效果。在满足高沉钒率及V_2O_5产品质量合格的前提下,溶液中钠的最大允许浓度为c(Na)/c(V)=2.4;在c(Na)/c(V)=1.8时,随着溶液钒浓度的增加,铬的最大允许浓度发生变化,表现为c(Cr)/c(V)逐步减小;对c(V)=25 g/L、c(Na)=45 g/L、c(Cr)=24 g/L的溶液浓缩后进行沉钒,通过降低浸出液固比提高钒浓度,钒的最大允许浓度为26 g/L;当加铵系数在1.5以上时,获得的V_2O_5产品满足相关质量要求;溶液离子浓度及加铵系数对沉钒率的影响很小。     

酸性铵盐沉钒废水循环利用途径探讨

根据酸性铵盐沉钒废水的特性,提出其在沉淀设备冲淋、尾渣洗涤和熟料浸出三个方面进行循环利用的途径,并开展相关试验。结果表明:APV在pH值为2.5～3.5的水溶液中溶解的V浓度低于0.15 g/L,利用酸性铵盐沉钒废水作沉淀设备冲淋水能有效解决APV返溶问题,从而减少钒损失。当洗涤温度大于90℃,液固比超过2.5,洗涤时间达到45 min以上,洗涤次数超过3次时,使用酸性铵盐沉钒废水洗涤尾渣的效果优于生产水。用沉钒废水浸出焙烧熟料是完全可行的,其浸出液具有除磷优势。     

废钒触媒酸性铵盐沉钒工艺回收五氧化二钒的研究

硫酸生产过程中产生的废钒触媒,采用酸性铵盐沉钒工艺处理,工艺条件易于掌握,所消耗材料品种少,设备腐蚀性小,钒的回收率较高,技术经济指标合理。回收的五氧化二钒产品符合国家产品质量标准的要求,而且生产成本低可获得较好的经济效益。生产过程中产生的固体残渣制成水淬渣,作为水泥配料外售,气体和液体废弃物可以进行回收利用,整个生产过程不会对环境产生污染,同时降低危险固废储存过程潜在风险,环境效益显著。     

从酸浸石煤的萃取液中沉淀多聚钒酸铵

进行了酸浸石煤萃取铵盐直接沉钒的工艺研究,对沉钒的主要影响因素,如中按系数、溶液pH值、沉钒时间、温度等均进行了详细实验,得出了合理的沉钒工艺参数：在pH=4.0,加铵系数3.5;沉钒时间60～90min,以及温度不低于80℃的条件下,从含钒16～20g/L的萃取液中沉钒,沉钒率可达98%以早,产品质量达国家标准。标准还表明,由于SO∧2-4,CO∧2-3,Na∧ ,Cl∧-等的影响,从酸浸石煤萃取液沉钒与从水浸液沉钒相比, 一些工艺参数如pH、KNH3等较大差别。     

高浓度钠化钒液制备多钒酸铵的研究

为解决高浓度钠化钒液采用酸性铵盐工艺沉淀多钒酸铵困难的问题,以高浓度钠化钒液为研究对象,采用滴加法沉钒工艺进行酸性铵盐沉钒。试验结果表明:采用滴加沉钒工艺,控制反应p H为2.30、反应温度T为90℃、加铵系数K为1.0、A晶种加入量为10%时,沉钒率达到99%以上,多钒酸铵中TV含量为50.51%,Na2O为0.089%,S为0.074%,煅烧后,五氧化二钒产品质量符合YB/T5304—2011要求。此沉钒新方法可实现产能提高、能耗降低、废水处理量减少与生产成本大幅降低等效益。     

杂质离子对沉淀多钒酸铵的影响

采用酸性铵盐法沉钒,研究了沉钒液中的杂质离子Cr、P、Si、Cl-、SO42-对钒沉淀的影响.结果表明:Cr浓度的增大能够显著降低钒的沉淀率,对低浓度的钒溶液影响更显著;Si对沉钒率影响较小,P对钒的沉淀率有较大影响,当P浓度大于0.1 g/L时,沉钒率在75％以下;Cl-在低浓度条件下对沉钒率影响不大,但当NaC1浓度大于100 g/L时,沉钒率低于20％;SO42-对沉钒率影响不显著.     

用D201树脂从石煤钒矿酸浸液中提钒

对离子交换法从石煤钒矿酸浸液中提钒进行了研究。主要考察了原液pH、速比、交换前液钒浓度对钒吸附率的影响。结果表明,在pH=1.85、吸附速度与树脂体积比1.5 h-1、交换前液钒浓度4 g/L条件下,钒的吸附效果较佳。中试试验证明,原液V2O5含量4 g/L左右,采用“三柱串联吸附—优化调节—两柱串联再吸附”流程,当吸附尾液体积是树脂总体积约20倍,尾液钒品位稳定在约0.13 g/L,平均含钒低至约0.11 g/L时,V2O5吸附率为97.17%。以4%NaOH+4%NaCl配比的解吸剂对饱和D201进行动态解吸,解吸液中V2O5含量达到峰值为119.49 g/L,利用4倍树脂体积的解吸剂,最终得到富钒解吸液中V2O5浓度为57.36 g/L。解吸液无需净化处理,即可实现酸性铵盐一步沉钒法制备高纯V2O5产品,最终五氧化二钒品位为98.36%,产品符合YB/T 5304—2017要求,级别为粉钒V2O598.0-P级。     

从熟化石煤水浸液中溶剂萃取——沉淀钒

针对石煤熟化水浸浸出液除杂后的溶液钒含量低、杂质含量高、不能直接沉钒的特点,研究了采用溶剂萃取—沉淀—煅烧工艺回收钒。萃取采用6级逆流萃取,4级逆流反萃取,以50%P204+10%TBP+40%磺化煤油为有机溶剂,水相初始pH=1.5,Vo∶Va=1∶1,萃取时间5min,用1.5mol/L H2SO4溶液反萃取,反萃取液用NaClO3氧化钒至五价,用氨水调pH沉淀多钒酸铵,多钒酸铵煅烧后得到98.5%的五氧化二钒。     

石煤提钒碱性沉钒-煅烧试验及生产实践

在碱性条件下,通过改变铵盐加入量,获得不同的沉钒率;煅烧沉钒产品,得到不同的烧得率。试验的沉钒率达到99%以上,所得偏钒酸铵水分含量低、烧得率稳定在73%以上,煅烧产品质量达到国家相关标准。调整生产过程中氯化铵加入量,获得优良指标,降低了生产成本。     

含钒浸出液除铁工艺的探究

对某地石煤物料直接酸浸液中除铁的工艺进行探究,通过选用"中和-还原-溶剂萃取"试验方案,并且通过试验,最终确定了最优的工艺指标参数,使除铁率达到了99%以上,钒回收率达到80以上,有效的解决了浸出液除铁和提高钒收率的目的。     

杂质离子对萃取法从石煤酸浸液中分离纯化钒的影响

含钒石煤经焙烧、硫酸浸出后,酸浸液中含有高浓度的Fe3+、Fe2+、Al 3+和Mg2+等杂质离子。以D2EHPA和TBP为萃取剂,磺化煤油为稀释剂,采用萃取法对该酸浸液进行钒的提纯试验,考察杂质离子对钒萃取率的影响。结果表明,在配制的纯溶液中,V4+的萃取率明显高于V5+;Fe3+质量浓度大于5g/L时会显著降低V4+萃取率;Al 3+和Mg2+的质量浓度低于10g/L时,其共萃率明显降低。对实际酸浸液进行还原处理后,99%的V4+能够被萃取回收,而大部分Fe2+、Al 3+和Mg2+则存在于萃余液中。少数共萃的Fe2+在反萃作业后留在贫有机相中,Al 3+和Mg2+在沉钒后留在沉钒尾水中,不影响V2O5纯度。     

硫酸焙烧对石煤提钒过程的影响

采用硫酸焙烧—浸出工艺从某难处理石煤中提钒,分析了硫酸焙烧及浸出过程中矿物物相及微观结构的变化。结果表明,当加入0.25mL/g硫酸在200℃焙烧1.5h后,按液固比(mL/g)为1.2在80℃浸出60min的条件下,钒浸率可达到85.57%。硫酸焙烧过程中方解石转变为硬石膏,含钒云母结构被破坏,同时生成硫酸铝钾晶相,矿物微观结构疏松多孔。与传统酸浸工艺相比,硫酸焙烧—浸出工艺的焙烧温度低、浸出过程无助浸剂、浸出时间短、浸出率高、能耗低。     

石煤提钒直接酸浸法工艺研究

重点研究了在硫酸氧化的条件下钒矿的直接浸出工艺,探讨了在氟化铵的作用下,破坏钒矿的硅酸盐晶格结构,钒矿颗粒及内部中V3+、V4+在酸性氧化环境中的不同浸出行为。考察了硫酸、氯酸钠、氟化铵、温度、粒度、氧化时间等因素对浸出率的影响以及浸出率的稳定性。结果表明:石煤钒矿的浸出的最佳条件是:硫酸30%,氯酸钠3%,氟化铵2.5%,粒度100-200目,液固比(L/S)为2∶1,浸出温度80℃,浸出时间8h,在该工艺条件下,V2O5浸出率稳定在92%以上。     

从碱性含钒溶液中萃取钒的研究

采用碳酸根型季铵盐为萃取剂从碱性含钒溶液中萃取钒,考察了萃取剂浓度、改性剂浓度、萃取温度、时间、相比、pH对钒萃取率的影响。结果表明,碳酸根型N263从碱性溶液中萃取钒的机理是阴离子交换机理,适宜的萃取条件为:温度20~40℃、接触时间1 min、相比O/A=1/2;只考虑萃取率和分相时间时,有机相中合适的N263浓度为0.091 9 mol/L。