含钒页岩提钒尾渣资源化利用研究进展

综述了含钒页岩提钒尾渣资源化利用的最新研究成果,重点介绍了提钒尾渣在建筑材料、制备功能材料和有价组分回收3个方面研究与运用情况,分析探讨了提钒尾渣在资源化利用中的优势与不足,并对页岩提钒尾渣资源化利用的发展现状、行业难点进行了总结与展望。     

利用提钒尾渣制备烧结广场砖实验研究

以提钒尾渣为主要原料,采用半干法成型方法制备烧结广场砖,通过添加广西白泥、硅铁灰、粉煤灰和A12O3粉可以优化提钒尾渣烧结广场砖的物理指标,提高烧结广场砖的性能.通过条件试验较系统研究了广西白泥配入量、粉煤灰、硅铁灰和A12O3粉配入量对烧结广场砖常温耐压强度和吸水率的影响.条件试验表明:广西白泥配入量为20%左右较适宜、硅铁灰配入量控制在5%以内较适宜、粉煤灰配入量控制在6%以内较适宜、Al2O3粉添加量控制在8%以内较适宜.制得提钒尾渣广场砖的常温耐压强度达到28 MPa以上,吸水率可以降低到10%左右.     

提钒尾渣远红外涂料性能研究

研究了利用提钒尾渣经过热处理和改性,作为远红外涂料的填料,替代钴系列黑色颜料,通过配比设计,配制出远红外涂料,经过性能检测和节能试验表明该涂料性能优异、节能效果显著,适用于中高温工业窑炉.     

钙化提钒溶液沉钒的影响因素及沉钒动力学

用(NH4)2SO4对钒渣钙化焙烧、稀酸浸取、化学沉淀净化后的酸性含钒溶液进行沉淀富集,考察了钒浓度、初始pH值、加铵系数(NH3/V摩尔比)、沉钒温度和时间对沉钒率及V2O5含量的影响,研究了沉钒动力学,对沉钒产物进行了表征. 结果表明,在初始pH为2.00?0.05、加铵系数1.5、温度大于95℃、沉钒时间120 min、钒液中V浓度大于20 g/L的条件下,沉钒率超过96%,产品中V2O5含量大于98%,杂质含量符合98级氧化钒的国家标准. 75~99℃下的沉钒过程可由Avrami动力学方程描述,表观活化能Ea=93.23 kJ/mol,指前因子A=9.14×1011 min?1. 铵盐沉钒产物为(NH4)2V6O16?1.5H2O,高温煅烧所得V2O5晶体为柱状,平均粒径1.25 ?m,主要杂质Mn以MnV2O6形式存在.     

冶金固废资源化利用现状及发展趋势

随着新环保法的全面实施,冶金固体废弃物大量堆放造成的环境污染问题逐渐引起大家的关注,对其进行有效管理及减量化成为一个全球性的问题。特别是"十三五"提出的绿色发展新理念,将冶金固废处理提到了一个新的高度。采用科学的冶金固废资源化方法,有效地将资源利用效率提高,是走出冶金固废困境的有效途径。对冶金废渣的资源综合利用展开探讨,对其处理技术和现状做了分析,对其综合利用前景进行了展望。     

冶金固废资源化利用现状及发展趋势探讨

冶金固废就是在工业生产中产生的废渣,如无法全面处理,将会导致活性降低,处理难度增加,在堆放数量提高的情况下,会导致土壤与地下水出现污染现象,影响着生态环境的发展。因此,在未来发展中,需要利用先进技术对其进行处理,保护我国生态环境,为人们营造良好的生活空间。     

攀西钒钛磁铁矿资源高效冶金及清洁提取研究进展

攀西地区钒钛磁铁矿是我国重要的特色资源,但由于其Ti O2含量高,矿物相复杂,属于难冶炼矿石。早在1958年6月叶渚沛先生发表了《攀枝花含钛铁矿的紧急问题》的书面意见,其中“紧急问题”是突破某些国外学者的“用高炉冶炼这种矿石成功的希望甚微”的框框,依靠国内的科研力量攻克攀西地区钒钛磁铁矿高炉冶炼的难题。在全国各相关行业的大力协作攻关下,我国已成功突破了攀西地区钒钛磁铁矿高炉冶炼的难题,并进一步提升了强化冶炼的水平,整体达到世界领先水平。近年来除冶炼水平不断提升外,在资源综合利用水平提升方面也进行了大量具有原创意义的研究工作。重庆大学是国内最早开展钒钛磁铁矿冶炼和综合利用研究的单位之一,多年来始终把钒钛磁铁矿冶金及资源高效利用作为冶金学科首要的研究方向,对高炉冶炼钒钛磁铁矿的独特工艺进行了较系统的理论与工艺研究,形成了鲜明的研究特色。近年来围绕高炉高配比钒钛磁铁矿冶炼技术、含钛高炉渣提钛和大型电炉钛渣冶炼技术以及钒资源高效清洁提取技术等方面与企业紧密合作,在理论和实验研究方法上进行突破,取得了良好的进展。本综述就近年来重庆大学在攀西钒钛磁铁矿高效冶金及清洁提取方面所做的工作,进行简要介绍...     

冶金固废资源化利用现状及发展分析

通过对冶金废渣、冶金尘泥和粉煤灰三种冶金固废的利用现状及其发展进行了分析,希望对我国在改善冶金固废处理技术上和生态环境保护上有所帮助。     

利用制钒废水中回收的含钒铬渣制备多钒酸铵的工艺研究

研究了以钒制品厂含钒废水中回收的含钒铬废渣为原料制备多钒酸铵的工艺。该工艺是将从含钒铬废渣中得到的含钒溶液进行净化除杂、浓缩、沉钒,制得多钒酸铵。其中,钒回收率可以达到95.77%,沉钒条件：pH=1.8-2.2,温度95℃,加铵系数为4。     

废钒催化剂综合利用的实验研究

研究了以废钒催化剂为原料,经水浸-还原酸浸-萃取-沉钒等环节制取五氧化二钒、硫酸钾、液体硅酸钠的方法。考察了以三正辛胺（TOA）-仲辛醇-煤油溶液为萃取液提钒的最佳工艺条件： 将废钒催化剂磨碎至 375 μm左右,经过水浸、还原酸浸后,合并其浸出液进行氧化,在水相pH为2.3时,用9%的TOA-3%的仲辛醇-88%（均为质量分数）的煤油溶液萃取, 在浸取时间为2.5 min条件下, 经三级萃取, 钒的萃取率达99%以上;在pH>8、反萃取剂为0.25 mol NaOH+0.25 mol NaCl、反萃时间为3 min条件下, 经三级反萃, 钒的反萃取率达99.4%。在此工艺条件下, 钒、钾的回收率分别达到91.5%和93.8%,产品五氧化二钒、硫酸钾、液体硅酸钠的主要成分含量均达到相应国家标准要求。     

钒钛冶炼尾渣用于混凝土掺合料研究*

钒钛冶炼尾渣因含有钒、钛元素使得高钛型高炉渣和含钒钢渣28d活性指数约为65%。同时,含钒钢渣的细度(0.045μm)为20%,这源于其铁、钒、钛三种钙相含量较高导致其易磨性较差。混凝土掺合料利用试验结果表明,在C30和C50强度下高钛型高炉渣的和易性均较好,含钒钢渣的塌落度较大。两者28d抗压强度分别高于粉煤灰28.6%(C30)和9.2%(C50)。     

亚熔盐高效提钒铬清洁生产技术产业化应用

在亚熔盐生产线达产达效期间,对钒渣液相氧化、液固分离、钒酸钠结晶、三效蒸发等工序进行了研究。结果表明,在纳微曝气氧化及规模放大效应共同作用下,亚熔盐示范工程可实现较低温度(140~180℃)和较低压力(0.6~1.0 MPa)下钒和铬的高效同步提取,钒和铬的转化率分别为93%和85%;对不同原料来源的钒渣,纳微曝气亚熔盐技术均体现出优异的浸出性能;全自动立式压滤机采用三级逆流洗涤方式,保证了尾渣含水率低于30wt%,钒含量低于0.15wt%,铬含量低于0.05wt%;选用OSLO冷却结晶器进行钒酸钠结晶,钒酸钠结晶率达到61.5%;通过在三效系统蒸汽接口处增设减温减压器,实现循环碱液浓度由试生产初期的45wt%提高至50wt%。利用亚熔盐产线对传统钠化焙烧工艺废水处理过程中产生的钒铬泥进行钒铬浸出,在反应温度175℃、反应压力0.65 MPa、进出料速度0.25 t/h的工作条件下实现了钒铬泥中钒和铬的高效浸出,钒和铬的浸出率分别为93.68%和96.76%。当溶液中铬浓度达到25~30 g/L后,铬酸钠结晶工序可保证将每次液相氧化反应溶出的铬全部结晶析出,铬酸钠的结晶率为17.65%。     

钒铁冶炼炉氧化铝渣的性能分析

为了探索钒铁冶炼炉氧化铝渣用于耐火材料的可能性,选取完整的氧化铝渣渣饼,剖开后根据其断面不同区域的颜色和致密度分层取样,检测其理化性能、物相组成、颗粒(5~3 mm)强度及水硬特性。试验结果表明:氧化铝渣饼大致可分为三层:以MgO为主要成分(质量分数为83.89%)的镁砂层,以镁铝尖晶石、方镁石和二铝酸一钙为主晶相的变质层,以二铝酸一钙和镁铝尖晶石为主晶相(二者的体积分数之和在80%以上)的主渣层;各渣层的耐火度大于1 790℃,体积密度大于3.0 g·cm-3,吸水率≤2.4%;主渣层的颗粒强度与焦宝石的接近,具有水硬性。综合来看,氧化铝渣可用于耐火材料。     

碘-乙醇分离钒钛高炉渣中金属铁的研究

研究和提出了测定钒钛高炉渣中金属铁的新方法，其内容包括：以碘-乙醇为试剂浸溶分离金属铁，然后将分离出的滤液处理，用EDTA标准溶液络合滴定，测定钒钛高炉渣中的金属铁。介绍了实验操作步骤，并进行了条件试验、回收试验、准确度检验。实验证明，所用方法简单、快速，操作易行，试剂无毒，对环境无污染，分析结果重现性好，平均回收率达99．55％，平均标准偏差为0．02％。该方法准确度较高，适合于钒钛高炉渣、普通炉渣中金属铁的工业分析。     

中国化工废渣污染现状及资源化途径

对我国的化工废渣的现状进行了初步调查,发现废渣中包含大量金属,并对几种典型化工废渣（铬渣、砷渣、盐泥、汞渣、磷渣、含氰废渣和磷石膏）组成以及现有的资源化工艺进行了简要的介绍。同时认为化工废渣的无控制堆放,极易对周边的大气、水和土壤造成不可恢复的污染。最后对于化工废渣的可能的控制手段、存在的问题以及发展方向进行了论述,认为：对于化工废渣,在进行常规无害化处理,减少其对周围生态环境影响的基础上,应着重对其中的一些化工废渣（如废催化剂）提高其资源化利用技术含量,回收金属等有用物质,剩余骨料则可进行如水泥添加剂、铺路等低层次的资源化途径。     

磷硅渣提钒及制备磷酸铝工艺

磷硅渣作为高磷含钒原料提钒过程中钙化脱磷和铝盐脱硅的固体废弃物,其中含有较多的重金属,如不进行合理处置,不仅造成资源浪费,也会对环境产生较大的威胁,而目前有关该种渣的研究鲜有报道。本文采用多种检测技术分析了磷硅渣中主要成分含量,并开发了一种合理化利用途径--以磷硅渣为原料制备磷酸铝。考察了pH、温度和时间等条件对氧化钙中和脱硫和磷酸铝制备过程的影响。氧化钙中和脱硫过程中,控制终点pH=0.5可以有效消除有价元素P、Al、V的损失,且常温即能达到反应要求;P、Al、V分离过程中,控制终点pH=8.0可以有效消除磷酸铝对V的吸附作用,提高分离效率;净化除杂过程的最优条件为：反应终点pH=12,反应时间2h,反应温度80℃;磷酸铝产品制备过程中,控制终点pH=8.0,磷铝比为最佳,130℃高温转型处理能够使磷酸铝浆料的过滤性能提升30倍。     

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。     

Metallurgical solid waste modified thermoplastic polyurethane composites: The thermal stability and combustion properties

As a kind of bulk industrial solid waste, the massive accumulation of iron tailings has caused serious waste of resources and environmental pollution. In this study, a silane coupling agent (KH550) was used to modify the surface of iron tailings to produce MIT, and it was compounded with ammonium polyphosphate (APP) on thermoplastic polyurethane (TPU) to prepare a series of TPU/APP/MIT composites. Thermogravimetric (TG), cone calorimetric (CCT), thermogravimetric infrared, scanning electron microscopy, and Raman techniques were also used to analyze the combustion performance, smoke toxicity, and microscopic morphology. The TG test results showed that the compounding of APP and MIT significantly improved the residual carbon value of TPU composites at 700°C. CCT test results showed that the TPU/APP/MIT composites exhibited excellent flame retardancy and smoke suppression. Compared with pure TPU, PHRR, THR, and TSR of TPU/APP15/MIT10 composite decreased by 85.56%, 87.83%, and 86.17%, respectively, the peak release rates of CO and CO₂ decreased by 69.26% and 90.34%, respectively. The above studies showed that APP and MIT have excellent flame retardant and smoke suppression effect on TPU materials, providing more opportunities for the study of TPU composites and metallurgical solid waste utilization.     

Chemistry, spectroscopy and the role of supported vanadium oxides in heterogeneous catalysis

Supported vanadium oxide catalysts are active in a wide range of applications. In this review, an overview is given of the current knowledge available about vanadium oxide-based catalysts. The review starts with the importance of vanadium in heterogeneous catalysis, a discussion of the molecular structure of vanadium in water and in the solid state and an overview of the spectroscopic techniques enabling to study the chemistry of supported vanadium oxides. In the second part, it will be shown that advanced spectroscopic tools can be used to obtain detailed information about the coordination environment and oxidation state of vanadium oxides during each stage of the life-span of a heterogeneous catalyst. Three topics will be discussed: (1) the molecular structure of supported vanadium oxide catalysts under hydrated, dehydrated and reduced conditions, including the parameters, which influence the molecular structures formed at the surface of the support oxide; (2) elucidation of the active surface vanadium oxide during the oxidation of methanol to formaldehyde, the reaction mechanism and the vanadium oxide---support effect; and (3) deactivation of fluid catalytic cracking (FCC) catalysts by migration of vanadium oxides and the development of a method preventing the structural breakdown of zeolites by trapping the mobile vanadium oxides in an aluminum oxide coating.