钒铬还原渣综合利用技术进展

钒铬还原渣是有色金属冶金领域最为常见的一种废渣,含有高含量和高价值的钒与铬,迫切需要对其加以回收和利用。由于钒铬的化学性质相似,钒铬的提取、分离和利用一直是困扰人们的关键难题。在阐述钒铬还原渣综合利用的必要性基础上,介绍了最新的钒铬还原渣综合回收利用工艺,探讨了新工艺的优缺点,并提出了钒铬还原渣综合利用的建议。     

提钒尾渣中钒铬的浸出与萃取

采用硫酸浸出和萃取分离从提钒尾渣中回收有价元素。结果表明,尾渣经80%质量浓度的硫酸溶液浸出后,钒、铬浸出率分别达98.2%、84.8%;以20%P204+80%磺化煤油(体积百分数)为萃取剂,对浸出液进行三级萃取并反萃后,钒的回收率可达56.2%,萃取过程中铬的损失率低于4%,萃余液水解后可得到纯度为89.6%的Cr_2O_3产品。实现了浸出液中钒、铬的分离和回收。     

钒铬渣两步氧化钠化焙烧分离钒、铬

通过计算反应Gibbs自由能对钒铬渣物相组成的氧化钠化过程进行理论分析,提出采用两步氧化钠化焙烧分离钒铬渣中的钒、铬。主要考察了焙烧温度、焙烧时间和苏打比对钒铬渣中钒、铬转浸率的影响。结果表明:钒铬渣氧化钠化焙烧提钒的最佳条件为焙烧温度830℃、焙烧时间2.5h和苏打比1.3,钒、铬的转浸率分别为88.6%和1.28%;提钒残渣氧化钠化焙烧提铬的最佳工艺条件为焙烧温度1100℃、焙烧时间2.5h和苏打比2.4,铬的转浸率大于80%。通过对渣相进行X射线衍射(XRD)和背散射电子(BSE)分析,钒铬渣焙烧熟料的主要物相为Fe_2O_3,FeTiO_3,Na_2Si_2O_5,NaVO_3和Cr_3O_8;进一步分析提钒残渣氧化钠化提铬机制,确定生成Na_2CrO_4的主要反应为CrO_3与Na_2Si_2O_5和NaFeO_2等中间产物发生的置换反应。     

亚熔盐法钒渣高效清洁提钒技术

针对目前钒渣焙烧提钒工艺钒资源利用率低、铬无法同步提取、"三废"环境污染严重等问题,基于亚熔盐非常规介质优异的物理化学性能,通过反应分离耦合工艺设计,提出了亚熔盐法高效清洁提钒新技术。亚熔盐新技术可将钒渣分解温度由传统工艺的850℃降至200～400℃,钒一次转化率可达95%以上,铬回收率提高到80%以上,可望突破传统钒渣提钒方法的资源环境制约。     

从钒铬还原渣中提取钒

钒渣生产五氧化二钒过程中产生的废水含有少量钒和铬,应予回收,使之符合排放废水的标准。处理该废水后得到的钒、铬渣含V10—18％,Cr18—22％。根据钒铬电位,采用选择性氧化和碱浸湿渣法,对分离钒、铬很有效,含钒溶液经净化和沉淀后制成V_2O_5,铬渣另作它用。     

钒铬溶液离子交换法提钒研究

根据现有钒渣钠化提钒工艺的特点,巧妙规避钒、铬分离难题,提出了钒铬液离子交换法选择性提钒技术:选用阴离子树脂从高浓度含铬钒液中选择性吸附部分钒,交换余液返钠化提钒主流程继续生产氧化钒产品(冶金级)。分别研究了树脂型号、p H、反应时间与树脂吸附钒铬的关系,结果表明:将D201树脂用硫酸钠转型,在8.5p H10条件下,反应30~60 min可选择性吸附钒,含钒树脂经Na OH溶液解吸,沉钒、煅烧即制得纯度达99.83%的氧化钒产品。     

钒铬液水热水解法提钒技术研究

针对高铬钒渣氧化钠化焙烧—水浸提钒铬工艺获得钒铬液的特点,解决常规铵盐沉钒工艺产生高Na~+、高NH_4~+废水难处理的问题,选用水热法水解沉钒技术从高铬高钠的钒液中高效分离提取出钒,为后续提铬及废水处理创造了有利条件。分别研究了水解沉钒温度、pH值和反应时间与沉钒率和铬损失率的关系,结果表明:在反应pH值1.8,温度120℃,反应时间180 min的条件下可获得接近90%的沉钒率,水解产物经打浆洗涤—煅烧后即制得满足98粉钒标准(YB/T 5304—2011)要求的氧化钒产品。     

钒铬渣氧化钙化焙烧-酸浸提钒实验研究

通过计算钒铬渣氧化钙化焙烧的反应Gibbs自由能,对其过程进行理论分析,结果表明,钒铬渣氧化钙化焙烧过程生成钒酸钙要比生成铬酸钙在热力学上更有优势,可以控制一定的工艺条件,使钒铬渣中V先提取出来,达到V与Cr分离的目的。通过对钒铬渣氧化钙化焙烧-酸浸工艺的正交实验研究,探讨钙化时间、氧化时间、钙比和焙烧温度对V、Cr转浸率的影响;结果表明,影响V转浸率的因素按主次排序依次是:钙比焙烧温度钙化时间氧化时间。进一步采用单因素实验研究了钙比和焙烧温度对V、Cr转浸率的影响;结果表明,适宜的优先提钒工艺参数为:焙烧温度1 000℃,钙比1.2,氧化时间2h,钙化时间2h,在此条件下V转浸率可达85.76%,Cr转浸率为14.61%。     

利用现行焙烧工艺条件回收快反铬渣中的钒

通过对分别采用磨细与未磨的铬渣单独焙烧,铬渣与二次渣、铬渣与精渣、二次渣混合等方式焙烧,铬渣与精渣、二次渣混合焙烧后钒平均转化率在77.61%。结果表明利用现行焙烧工艺条件(俄罗斯和新西兰混合精渣焙烧)能够回收铬渣中的钒,为不影响连续生产的同时回收铬渣中V2O5提供了依据。     

钒钛磁铁矿提钒技术研究现状与展望

系统阐述了钒钛磁铁矿提钒过程,主要介绍了直接提钒、钒渣提钒、钢渣提钒的方法,分析讨论了各种方法的优缺点,并对提钒新技术进行了探讨,最后指出:钒渣钙法提钒、亚熔盐清洁提钒、硫酸法钒铬共提是今后研究的重点;氯化法制备高纯氧化钒技术因流程短、过程清洁、产品纯度高,具有良好的应用前景;寻求短流程、规模化、低成本、收率高、无污染的清洁提钒工艺将是未来钒钛磁铁矿提钒的发展方向。     

钒钛磁铁矿提钒技术研究现状与展望

系统阐述了钒钛磁铁矿提钒过程,主要介绍了直接提钒、钒渣提钒、钢渣提钒的方法,分析讨论了各种方法的优缺点,并对提钒新技术进行了探讨,最后指出:钒渣钙法提钒、亚熔盐清洁提钒、硫酸法钒铬共提是今后研究的重点;氯化法制备高纯氧化钒技术因流程短、过程清洁、产品纯度高,具有良好的应用前景;寻求短流程、规模化、低成本、收率高、无污染的清洁提钒工艺将是未来钒钛磁铁矿提钒的发展方向。     

V2O5生产中球磨铁粒夹杂钒渣的回收

针对转炉钒渣提钒预处理中,分离的金属铁（粒）夹带钒渣,造成钒渣流失的问题,研究了磁选回收筛上铁粒中矾渣的方法,减少了钒渣的损失,增大了预处理工艺的收率。同时,减少铁粒夹带钒渣量,提高了铁粒质量,更适于冶炼钒铁。     

亚熔盐法高铬钒渣钒铬高效同步提取工艺研究

根据高铬型钒渣物相特征,采用NaOH亚熔盐液相氧化法提取高铬钒渣中的钒铬,实现钒铬的高效低成本低温同步提取。系统考察NaOH亚熔盐体系反应温度、碱矿质量比、搅拌转速等工艺参数对钒渣分解过程的影响,获得最优工艺参数为:温度220℃,NaOH浓度85%,碱矿比10∶1,搅拌转速950 r/min,常压通氧气流量1 L/min,反应时间6 h;钒、铬的浸出率分别达到95%和90%以上,实现了高铬钒渣中钒铬共提,为高铬型钒渣中钒铬的同步提取提供了一条可行途径,实现了钒渣的综合利用。     

石煤提钒工艺现状及发展趋势

介绍了石煤资源的分布情况及工艺现状,分析了各种提钒工艺的优缺点.根据石煤提钒的发展历程及其研究现状,指出石煤提钒工艺的发展趋势呈现出以下特点:①石煤提钒矿石分解优选酸分解工艺;②石煤酸浸液中分离富集钒工艺多元化;③石煤提钒产品多样化;④石煤提钒工艺过程多元素综合回收集约化.     

提钒尾渣资源化利用技术

介绍了提钒尾渣的物理性能,开发了提钒尾渣配矿烧结-高炉炼铁技术、提钒尾渣高效提钒-尾渣脱钠-富铁尾渣高炉炼铁技术、提钒尾渣的高值化利用技术。通过添加适量提钒尾渣替代低钒铁精粉,可以改善烧结矿质量,回收利用了提钒尾渣的有价金属元素;利用碱性介质分解提钒尾渣,并对富铁尾渣进行脱钠处理,可实现钒的高效回收、铁组分的富集,使终渣Na_2O含量低于2%,富铁尾渣配矿用于配矿炼铁。继续推动提钒尾渣在钒钛黑瓷和太阳能集热板领域的应用,实现提钒尾渣大规模、清洁化增值利用。     

攀钢提钒污泥回收利用技术研究

对攀钢提钒污泥用作提钒冷却剂的可行性进行了分析,研制出了适于提钒工艺的冷固球团.通过工业试验表明,冷固球团用于提钒工艺操作可行,半钢、钒渣质量稳定受控,同时拓展了提钒污泥的使用途径,实现了较好的回收利用.     

熔融钒渣直接氧化提钒方法节能减排初步分析

为了分析熔融钒渣直接氧化提钒方法在节能减排方面的效果,计算对比了该方法与现行钒渣焙烧提钒工艺能耗,结果显示熔融钒渣直接氧化提钒方法比现行钒渣焙烧提钒工艺节能2.09×106kJ/t（钒渣）,相当于减排CO2 178.00kg/t（钒渣）。该方法可为钒渣提钒工业的节能减排作出巨大的贡献。     

提钒尾渣的综合利用

综述了提钒尾渣综合利用的三种方式,分析了再次提钒、回收铁以及用作建筑材料的应用研究的进展,提出了在最终消解提钒尾渣之前,需要做好有价元素的回收利用。     

从钒渣中提取钒的工艺研究进展

钒渣是钒钛磁铁矿转炉炼钢过程的副产品，是钒的重要二次资源。目前，从钒渣中提钒以钠化焙烧—水浸和钙化焙烧—酸浸工艺为主；此外，还有很多新型提钒工艺，包括低温钠焙烧法、空白焙烧法、复合焙烧法、亚熔盐焙烧法、微波焙烧法、无焙烧加压酸浸法、微生物法、机械活化酸浸法、电场强化酸浸法等。综述了从钒渣中提钒工艺的研究进展，总结了各工艺的优缺点，指出了清洁高效、低成本可循环是未来钒渣提钒工艺的发展方向。     

钒渣矿物学特征研究

利用X射线粉末衍射分析、光学显微镜、X射线荧光光谱、扫描电镜及能谱等对钒渣的矿物组成、化学成分、有价元素赋存与分布及钒渣矿物结构与构造等进行了研究,目的是为钒渣的高效清洁回收利用提供科学依据。结果表明,钒渣矿物组成较简单,主要由钒铬尖晶石、铁橄榄石、辉石、金属铁以及少量石英组成;钒铬尖晶石结晶颗粒细小,硅酸盐矿物包裹于尖晶石颗粒外,构成粘结相;钒渣中除有价元素Fe、V和Ti外,还含有较高的Cr和Mn元素,其中,元素V、Cr主要赋存于钒铬尖晶石矿物中,而Fe、Ti和Mn元素则在尖晶石及硅酸盐矿物相中均有分布。因此,为达到钒渣中有价元素的高效回收利用,需同时考虑对钒铬尖晶石及硅酸盐矿物的回收利用。