含钒炉渣碱法水热过程提取钒机理

针对有毒的提钒尾渣及含钒钢渣年排放量巨大、无法综合利用的问题,研究含钒炉渣回收钒的过程机理。SEM分析结果表明,提钒尾渣中的钒集中赋存于赤铁矿相(Fe_2O_3)和铁板钛矿相(Fe_2TiO_5)中,同时也有一部分赋存于含Si锥辉石相(NaFe(SiO_3)_2)中;钢渣中的钒则主要赋存在硅酸二钙、硅酸三钙、铁酸钙相中和自由氧化物。根据四价钒和五价钒具有碱溶性的特性,得出提钒尾渣中92%的钒和钢渣中94%的钒是碱溶性的。通过温度和碱浓度对含钒炉渣物相的影响实验得知,温度对硅酸盐相的破坏作用显著,碱浓度与硅酸盐相的分解率呈线性增加的关系。通过NaOH介质水热过程分解含钒炉渣,钒的浸出率高于90%。     

Al2O3对含钒钢渣中钒富集行为的影响

为能有效富集含钒钢渣中的钒,针对Al2O3作用于钒富集过程的行为进行了相关热力学研究.结果表明,用Al2O3高温改性后的含钒钢渣在缓冷过程中,固溶有钒和磷的硅酸二钙相会先期析出.在1623 K附近,该矿物与熔渣中Al2O3反应生成富钒矿物-钒磷酸钙(固溶有Ca和Si组分)和钙铝黄长石.平衡体系中的硅酸二钙会随渣中Al2O3的增加而减少直至消失,剩下钒磷酸钙和钙铝黄长石与熔渣平衡共存.其中,钙铝黄长石的生成趋势更为占优,如渣中Al2O3足量,已生成的钒磷酸钙中的部分Ca和Si组分,还会继续与渣中Al2O3结合,再次生成钙铝黄长石,使磷酸钙中的钒品位进一步提高,这也是渣中钒和磷结合后含有较少杂质而生成高品位富钒相的最本质原因.     

含钒钢渣的选矿预处理及其对后续浸出的影响

围绕钢渣提钒的关键技术和难点,对四川某含钒钢渣的选矿预处理及其对后续浸出的影响进行研究。结果表明:通过磁选手段,可获得品位为72%的铁精矿,不仅回收了钢渣中的铁,而且减少了铁在浸出液中的累积,降低了酸浸液中钒铁分离的难度;重选预处理虽未实现钒的有效富集,但可脱除轻质钙和部分有害杂质,避免杂质对后续浸出的不利影响,大幅度提高钒的浸出率;与未经预处理原料直接酸浸相比,选矿预处理后酸浸,钒的浸出率提高11%,同时,酸浸液中铁钒浓度比也随之降低,为后续萃取工艺提供了有利条件。     

从氧化铝生产流程中综合回收钒

一、问题的提出铝土矿中的含钒矿物在氧化铝溶出过程中很少受温度影响而成为钒酸钠(Na_3VO_4)进入溶液。各工序循环溶液的含钒量(按五氧化二钒计,以下均同),随铝矿的化学成分及其处理方法不同而各异。但当钒在循环溶液中逐渐积累到一定程度,例如V_2O_5含量达     

非均相法制备高浓碱溶液脱硅剂斜方水合碳铁酸钙的研究

提出以斜方水合碳铁酸钙为脱硅剂解决亚熔盐法处理一水硬铝石型铝土矿所得高浓碱溶出液的深度脱硅问题.采用非均相方法合成了碳铁酸钙(3CaO·Fe2O3·CaCO3·12H2O)脱硅剂,对影响合成过程的主要因素进行了考察.结果表明,适当提高合成温度、缩短合成时间可以提高水合碳铁酸钙的含量.最优合成工艺条件为:反应温度313 K,反应时间16 h,反应液固比25,搅拌速率500 r/min,氧化钙粒度0.104mm～0.120mm.脱硅过程中,斜方晶系的水合碳铁酸钙转变为立方晶型的钙铁石榴石,在此过程中二氧化硅和少量氧化铝进入晶体结构,形成钙铁硅石榴石和钙铁铝硅石榴石,脱硅产物的铝硅比小于0.5.     

原料配比对钒铝合金微观形貌的影响

采用铝热还原法制备了钒铝合金,研究了原料配比对钒铝合金微观形貌的影响,采用激光粒度分析、扫描电子显微技术对原料粒度和铝钒合金进行了分析。研究结果表明:当物料质量比Al∶V_2O_5为1.02时,V_2O_5还原率可以达到97.20%;随着Al粉的减少,产品内部孔洞逐渐变小,形貌更加均匀。     

铁铝共生矿碳热预还原过程矿相转变行为

在提出"非高炉提铁-铝酸钙渣提铝"生态化高效利用新工艺的基础上,系统研究预还原温度、时间、钙铝比、碳氧比等对铁铝共生矿预还原过程中金属化率和矿相转变行为的影响。结果表明:矿石金属化率随预还原温度提高而明显增加;随着还原时间的延长和钙铝比的增加,金属化率均先增加后降低,还原时间和钙铝比分别在30 min和0.8时金属化率达到最高;提高碳氧比有利于提高金属化率,但提高幅度不大。预还原条件对预还原矿矿相的种类影响不大,在初期Fe、2CaO·Al_2O_3·SiO_2、12CaO·7Al_2O_3、2CaO·SiO_2和3Ca O·Al_2O_3相均能生成,提高钙铝比、预还原温度和时间有利于促进2CaO·Al_2O_3·SiO_2向12CaO·7Al_2O_3和2CaO·SiO_2转化。预还原过程工艺条件推荐为:预还原温度1300℃,保温时间30 min,钙铝比0.8,碳氧比1.2,此时预还原矿金属化率为63.10%。     

几种酸在废弃脱硝催化剂中提钒效果的比较

对比盐酸、硫酸、硝酸和草酸等几种常规酸对废弃脱硝催化剂活性组分五氧化二钒(V_2O_5)的提取效果,并考察酸的种类、浓度以及提钒温度对提钒效果的影响。结果表明:盐酸的提钒效果最佳,可将V_2O_5含量降至0.191%(质量分数),几种酸的提钒效果由大到小的顺序依次为盐酸、草酸、硫酸、硝酸。其次,硫酸的浓度对其提钒量影响最大,浓硫酸的效果是稀硫酸的2.8倍;而处理温度则对草酸的提钒效果影响最为显著,室温下草酸较高温少提取58.4%的V_2O_5。Uv-vis结果显示:V_2O_5经盐酸、硫酸以及草酸提取后,在浸渍液中出现(VO)~(2+)的低价钒离子,这有利于提升酸的提钒效果。此外,酸处理对样品的比表面积影响较为显著,经浓草酸处理比表面积可恢复至60.8 m2/g,相比原有废弃催化剂的提升39.6%。     

非均相法制备斜方水合碳铁酸钙用于高浓碱溶液脱硅的研究

针对亚熔盐反应体系处理一水硬铝石型铝土矿后的高浓碱溶出液难以脱硅的问题,提出采用碳铁酸钙作为高浓碱溶液深度脱硅的脱硅剂。采用非均相方法合成了斜方晶型的水合碳铁酸钙(3CaO.Fe2O3.CaCO3.12H2O),并对影响合成过程的主要因素进行了考察。结果表明,反应温度和反应时间对水合碳铁酸钙的合成具有交互影响,合成过程中适当提高温度、缩短合成时间可以提高水合碳铁酸钙的含量。合成水合碳铁酸钙脱硅剂最优的工艺条件为:反应温度303K,反应时间16h,反应液固比25,搅拌速率500r/min;氧化钙粒度在0.104mm～0.120mm范围内。在高浓碱溶液脱硅过程中,水合碳铁酸钙产生了物质结构改变,斜方晶系的水合碳铁酸钙转变为立方晶型的钙铁石榴石,在此过程中二氧化硅和少量氧化铝进入晶体结构,形成钙铁硅石榴石和钙铁铝硅石榴石。脱硅产物中氧化铝含量低于1%,氧化钠含量低于2%,SiO2含量高于2%,脱硅产物的铝硅比小于0.5;通过加入水合碳铁酸钙进行高浓碱介质下的溶液深度脱硅,可使溶液中二氧化硅浓度低于0.1g/L。     

分散剂强化细粒级含钒页岩的钒浸出及作用机理

为了提高细粒级含钒页岩的钒浸出率,研究了四种无机分散剂及其添加量对含钒页岩中钒浸出的影响。采用激光粒度分析、实时在线颗粒录像监测、矿浆黏度测定、Zeta电位和红外图谱等手段进行表征。结果表明：当硫酸浓度为8.0%、液固比为1.5:1 mL/g、浸出温度为95℃、浸出时间为4 h时,添加1.0%(质量分数)的三聚磷酸钠(STPP)可使细粒级含钒页岩的钒浸出率由无分散剂时的62.0%提高到72.1%。微细粒含钒页岩的浸出反应速率受界面迁移和内扩散共同控制,分散剂通过改变矿物表面Zeta电位使颗粒间黏滞力减小,从而降低矿浆黏度来强化钒的浸出。加入STPP后,矿浆黏度从564 mPa·s降至294 mPa·s;矿浆黏度降低和分散剂吸附是影响钒浸出率的主要因素,添加适量分散剂有利于细粒级含钒页岩钒的浸出反应。     

电炉炼钢的钒渣利用

我厂矿石系钒钛磁铁矿,含有丰富的钒、钛及其他稀有金属元素,综合利用这些宝贵财富是当前一项重要研究项目。目前钒主要采用火法提取,通过高炉冶炼获得含钒0.4~0.5%的生铁,再入转炉吹炼获得含V_2O_5为15~18% 的钒渣、经化学处理得到纯V_2O_5,再通过电炉冶炼成铁合金——钒铁。目前钒已成为我国发展新钢种最常用的合金元素之一,圣钒铁的要求日益增加,除努力增产钒铁外,将钒渣代替钒铁作合金化原料直接应用于炼钢是具有很     

KOH亚熔盐中钒渣的溶出行为

对钒渣在KOH亚熔盐体系中的分解动力学进行研究,考察反应温度、碱矿质量比、粒度、气流量等工艺参数对钒渣分解过程的影响,获得最优工艺参数,并对反应机理进行探讨。结果表明,反应温度是最重要的影响因素;钒渣最优浸出条件如下:在反应温度为180℃,碱矿比4:1,KOH碱浓度75%,搅拌速率700 r/min,反应时间300 min,常压通氧气流量为1 L/min的反应条件下,最终钒、铬的浸出率分别达到95%和90%以上。钒渣在KOH亚熔盐介质中氧化分解遵循缩核模型,并主要受内扩散控制,钒和铬分解的表观活化能分别为40.54和50.27 kJ/mol,钒铬尖晶石的氧化以铁橄榄石、石英相的氧化分解为前提。     

钢渣风碎粒化技术

<正> 钢渣是炼钢废弃品,其数量约占钢产量的15％～20％,全世界每年排放量近亿t。钢渣中一般含有铁、镁、锰等元素,有的还含有钒等稀有元素。另外,钢渣中还含有硅酸三钙,硅酸二钙等水泥熟料。钢渣的硬度可达到HV600～800。因此钢渣本是可供冶金、建材、水泥、造船等行业可再利用的宝贵资源。但长期以来,一直困扰国内外钢铁企业利用钢渣资源的技术难题“高温液态钢渣直接资源化处理工艺”     

借助于振动使霞石熟料溶出和分级过程合并进行

霞石熟料溶出的化学反应过程,不仅包括铝酸盐溶解,而且包括部分β硅酸二钙按下述反应的分解: 2CaO·SiO_2 2NaOH aq=2Ca(OH)_2 Na_2SiO_3 aq (1) 生成的产物是Al_O_3和R_2O化学损失的根源。损失量取决于β-C_2S的分解程度,后者主要依溶出时的溶液浓度、溶液中苏打含量、赤泥与溶液接触时间以及熟料粒度为转移.     

含铂族金属硅铁合金熔炼脱硅预处理工艺研究

失效汽车尾气催化剂经等离子熔炼后得到富集了铂族金属的硅铁合金,其硅含量高,难以酸溶除铁。采用熔炼法对其进行脱硅预处理研究,得到最优条件为:氧化剂Fe_2O_3用量为理论用量的1.4倍、造渣剂CaO用量为原料量的20%,经1600℃熔炼120 min,物料中硅的去除率达到95%,物料中硅含量由10%降低至0.5%。经过脱硅预处理后物料主体为单质铁,易于酸溶除铁,有利于精炼回收铂族金属。     

高炉炉渣中钒氧化物还原的试验研究

根据承钢高炉冶炼条件,炉缸区对钒钛磁铁矿中钒收得率的影响很大,因此对钒氧化物在炉缸区域的还原过程进行了研究,并利用磷钨钒酸分光广度法找出温度、炉渣碱度、MgO、Al_2O_3和TiO_2含量对钒还原过程的影响。结果表明,随着MgO、Al_2O_3含量的增加,炉渣中的V_2O_5含量先降低后增加,并得出了钒还原的最佳MgO、Al_2O_3含量;当炉渣碱度在一定范围内时,炉渣中V_2O_5含量随碱度升高而降低;分别找出了钒氧化物还原的最佳温度范围和TiO_2含量。     

镍冶炼渣中CaO-SiO_2-FeO-MgO系炉渣热力学与物相平衡研究

硫化镍闪速熔炼终渣中铁主要以含镁橄榄石型硅酸盐为主,致使其后续资源利用中提取困难。本研究从提铁角度出发,通过适当调整熔炼初始渣系组分,利用Fact Sage热力学软件计算了FeO-SiO_2-CaO-MgO渣系在特定温度下的热力学条件、相平衡及物相组成,并用实验验证,以期找到最有利于后续还原提铁的渣组成。结果表明,在500~1 400℃间,该渣系主要存在物相以橄榄石以及钙镁硅酸盐为主,并伴有少量Fe_3O_4、MgO(方镁石)和Ca_3MgSi_2O_8。渣中CaO及Fe/SiO_2比增加,MgO含量降低(13%降为7%),均会降低渣系熔点。随着CaO含量从5%增加到20%,体系中铁镁橄榄石和铁橄榄石物相含量降低显著,FeMgSiO_4相对含量从34%降低到6%左右,Fe2SiO_4相对含量从39%降低到小于6%。该渣组分非常有利于渣后期还原提铁。     

钒钛磁铁矿提钒尾渣浸取钒

采用硫酸氢氟酸次氯酸钠组合浸出体系浸取钒钛磁铁矿提钒尾渣中的钒,研究浸出过程中试剂浓度、浸出液固比、浸出温度、浸出时间、物料粒度对钒浸出率的影响。结果表明:钒的浸出率随试剂浓度、液固比、温度和时间的升高而增大;当矿物粒度小于0.20 mm时,钒浸出率有随矿物粒度变小而减小的趋势。在物料粒度0.15~0.25 mm、初始硫酸浓度150 g/L、初始氢氟酸浓度30 g/L、次氯酸钠加入量为矿量1.5%、矿浆液固比6:1、浸出温度90℃、浸出时间6 h、搅拌速度500 r/min的条件下,钒的浸出率可达85%以上。     

石煤钒矿硫酸活化常压浸出提钒工艺

研究石煤钒矿的硫酸活化提钒方法。分别考察矿石粒度、硫酸浓度、活化剂用量、催化剂用量、反应温度、反应时间和浸出液固比等因素对钒浸出率的影响。结果表明:石煤提钒的优化条件为矿石粒度小于74μm的占80%、硫酸浓度150 g/L、活化剂CaF2用量(相对于矿石)60 kg/t、催化剂R用量20 g/L、反应温度90℃、反应时间6 h、液固比(体积/质量,mL/g)2:1,在此优化条件下,钒浸出率可达94%以上;在优化条件下,采用两段逆流浸出,可有效减少活化剂CaF2以及浸出剂硫酸的消耗量;经过两段逆流浸出萃取反萃氧化水解工艺,全流程钒资源总回收率可达86.9%;V2O5产品纯度高于99.5%。     

Fe_2O_3-CaO-TiO_2体系下铁酸钙的合成过程及TiO_2和CaTiO_3的影响（英文）

为了确定高钛型钒钛磁铁矿烧结过程中铁酸钙的生成是受TiO_2还是TiO_2和CaO形成的CaTiO_3影响,首先利用Fe_2O_3和CaO的纯试剂合成了铁酸钙,并研究了TiO_2和CaTiO_3对钛铁酸钙(FCT)形成的影响。在Factsage 7.0软件进行热力学计算的基础上,通过在空气气氛下进行烧结,获得了在1023～1423 K温度范围内、不同烧结时间的不同样品。通过X射线衍射和扫描电镜-能谱分析等表征手段,对烧结样品的物相转变和微观结构变化进行了表征。发现FCT的形成过程主要分为2个阶段:前一阶段为1023～1223 K温度范围内Fe_2O_3与CaO之间的反应,合成产物为Ca_2Fe_2O_5,反应方程式为"Fe_2O_3(s)+2CaO(s)=Ca_2Fe_2O_5(s)";后一阶段为1223～1423 K温度范围内Ca_2Fe_2O_5和Fe_2O_3的反应,主要产物为CaFe_2O_4,反应为"Ca_2Fe_2O_5(s)+Fe_2O_3(s)=2CaFe2O4(s)",该阶段尤其是温度为1423 K时,反应速率显著加快,随温度的升高CaTiO_3显著增加。然而,Ti元素在铁酸钙中的固溶很难实现,TiO_2与铁酸钙之间的反应不是形成FCT的有效途径。随着保温时间的延长,CaTiO_3和FCT相界中Fe元素含量增加。FCT主要是通过Fe组分在CaTiO_3中固溶形成的,主要反应是"Fe_2O_3+CaTiO_3(s)=FCT(s)"。