国内提钒尾渣再提钒技术研究进展

以攀钢和承钢提钒尾渣为研究对象,通过对尾渣成分、物相和形貌结构的分析,在结合前人研究的基础上,归纳得到了国内提钒尾渣中钒的存在价态及可能物相。通过总结近年来不同提钒尾渣(以低价钒为主的攀钢提钒尾渣和以高价钒为主的承钢提钒尾渣)再提钒技术的研究进展,将提钒尾渣再提钒的关键问题总结为"外包裹硅酸盐矿物的分解、残留钒铁尖晶石结构的破坏和尾渣中低价钒的氧化"三种控制环节的选择性强化,通过与现有尾渣再提钒技术的对比,提出了不同类型的提钒尾渣需采用不同的再提钒工艺。     

一种石煤的联合浸取钒的方法

本发明是一种石煤预中和一常压预浸一氧压浸出联合浸取钒的新方法。本联合浸取钒的方法是首先利用加压浸出液中的残酸预中和石煤矿中的耗酸杂质,预中和渣经常压浸出结束后,直接泵人加压釜进行氧压强化浸出,钒的氧化转化速率和浸出率得以大幅度提高,钒浸出率达82％以上,实现了石煤中钒的高效浸出。综合利用了浸出液中的残酸,残酸利用率可达85％以上,大大降低了提钒过程中硫酸的耗量,节约了生产成本。     

钒渣熔融法与焙烧法提钒对比研究

为了实现钒渣熔融法提钒新工艺最大限度的钒回收,在实验室条件下对钒渣熔融法提钒和焙烧法提钒进行了对比试验研究。结果显示:熔融法提钒时钒渣浸出率比焙烧法偏低,XRD分析显示熔融法处理得到的熟料氧化程度较低。分析得知,温度过高、氧化时间较短是导致这一结果的主要原因,在此基础上对熔融法试验进行改进,通过降低吹氧时的温度,延长吹氧时间,使浸出率达到了焙烧法提钒的水平。     

微生物浸出法从石煤提钒尾渣中回收钒和铜的研究

中国堆存的石煤提钒尾渣量高达数十亿吨,尾渣中含有钒、铜等多种金属,高效回收尾渣中有价金属既可以实现其资源化,同时防止尾渣污染周边环境。本文采用微生物浸出技术回收石煤提钒尾渣中有价金属V和Cu,重点研究了不同初始pH、溶氧量(以摇床转速表征)、黄铁矿添加量、浸出时间等不同因素对氧化亚铁硫杆菌(T.f菌)浸出尾渣中金属钒、铜的影响。结果表明,初始pH 2～4范围内对V,Cu浸出率影响不大,较高的摇床转速有利于V,Cu的浸出;在初始pH为2、摇床转速170 r·min^-1、黄铁矿添加量15 g·L^-1的条件下,T.f菌浸出尾渣10天后,V和Cu浸出率分别达到83.4%和87.8%,相比单独酸浸体系,V和Cu浸出率分别提高了32.6%和17.92%,说明T.f菌在浸出石煤提钒尾渣过程中起了关键作用。研究结果将为推动微生物技术在石煤提钒尾渣资源化的稳定应用进程提供指导。     

提钒尾渣脱钠技术研究

提钒尾渣含铁、钒等有价元素,但因钠含量高,返高炉炼铁会带来潜在风险。为解决上述问题,分别研究了提钒尾渣湿法脱钠技术,还原焙烧—磁选分离技术及钠化还原—浸出—磁选分离技术。结果表明,采用氧化钙作为脱钠剂加压浸出,提钒尾渣脱钠率可达到80.5%;提钒尾渣800℃还原后,其中铁还原为磁铁矿,但结晶粒度小,磁选分离效果差,提高还原温度至1 200℃,铁继续还原为金属铁,并聚集长大,分离效果良好;提钒尾渣同时添加钠盐、煤粉还原可实现钒和铁的同时转化,再通过浸出、磁选可实现三者有效分离,其中钠盐可用钙盐部分替代。     

钒钛磁铁矿还原磨选法含钒钛尾渣提钒研究

为探索钒钛磁铁矿经还原-磨选工艺得到的含钒钛尾渣适宜的提钒方法,对比研究了钠化提钒和酸浸提钒两种提钒工艺,研究发现,采用钠化法提钒,钒的浸出率仅为18%左右,采用酸浸法提钒,钒的浸出率在70%以上。钒钛磁铁矿还原磨选法含钒钛尾渣宜采用酸浸提钒的方法进行处理。对物料特性及提钒过程可能发生的物理化学变化分析表明,钒钛磁铁矿还原磨选法含钒钛尾渣钠化法提钒在焙烧过程钒易形成包裹,而酸浸法提钒在预氧化焙烧过程钒不会形成包裹体现象是其钒浸出率较高的主要原因。     

钙化提钒尾渣碳酸氢铵脱硫及酸浸提钒工艺研究

针对钙化提钒尾渣难以实现有效提钒利用的现状，提出采用碳酸氢铵脱硫-酸性浸出的工艺对钙化提钒尾渣进行处理。研究了脱硫过程中反应温度、碳酸氢铵加入量、液固比对脱硫效果的影响；酸浸过程中温度、pH、液固比对提钒效果的影响，并采用曲面响应的研究手段进行了条件优化，获得了最佳反应参数。结果表明：在脱硫反应温度为30℃，碳酸氢铵用量与脱硫理论值之比为1.4∶1，脱硫液固比（L∶S）=5∶1时，脱硫率为94.58%；在酸浸温度30℃，酸浸液固比L∶S=6∶1，酸浸pH=1.0的条件下，尾渣钒的浸出率为56.79%。通过曲面响应试验得到了最佳工艺参数：浸出pH为0.977，浸出温度为39.36℃，液固比4.455∶1。在该条件下，钒的浸出率的预测值为56.80%，验证性试验浸出率为56.77%，比预测值仅低0.03个百分点。研究结果表明该工艺操作简单，脱硫率高，提钒效果较好，有利于钙化提钒尾渣的有效利用，具有良好的发展前景。     

四氯化钛精致尾渣的综合利用研究

对攀钢钛业公司生成的四氯化钛精致尾渣进行碱浸,考察了浸出介质、反应温度、碱浓度、液固比、氧压和反应时间对钒浸出率的影响。在合适的工艺条件下,钒浸出率达95%以上。浸出液先沉淀铝,再分步结晶分离氯和钒。浸出液先蒸发结晶生成氯化钠,再冷却结晶制备出纯度89%以上的正钒酸钠。实现了铝、钠、氯和钒的高效分离与高附加值产品的转化,解决了四氯化钛精制尾渣堆放时的有价资源流失和环境污染问题。     

钒渣提钒研究现状及发展趋势

钒是一种重要的稀有金属元素,广泛应用在国民经济的诸多重要领域。文中结合国内外的研究现状,对钒渣提钒的研究现状及发展趋势进行综述。目前,钒渣提钒已成为钒冶金领域的研究热点。钒渣提钒的方法可归纳为:钠化氧化焙烧提钒、钙化氧化焙烧提钒、无盐氧化焙烧提钒、无焙烧加压浸出、熔融态钒渣直接氧化提钒、基于过程强化的钒渣提钒和提钒尾渣的综合利用。钒渣提钒最重要的发展趋势是提钒的高效化、提钒的绿色化、提钒废液和尾渣的循环利用以及高值利用。     

钠盐处理含钒铁水及钠化钒渣水浸提钒

本研究采用钠盐处理含钒铁水的方法,实现了同时脱磷、脱硫和回收钒。钠盐处理后可直接得到水溶性的钠化钒渣。这种钒渣不经钠化焙烧即可直接进行水浸提钒,所得纯净铁水由于含磷、硫极低,可实现无渣炼钢。实验是在15公斤及100公斤规模上采用两种方法进行的,一为搅拌法,一为吹氧法。实验结果表明,两种方法平均脱钒率可达80—90％;平均脱磷率大于75％;平均脱硫率大于70％。钠化钒渣的钒浸出率为95—99％。对钒渣浸出液采用电渗析脱钠,除硅净化,伯胺萃取提钒,最后可得到纯度大于99％的五氧化二钒产品。     

湿法炼锌浸出渣减量化浸出工艺研究

以常规湿法炼锌工艺锌浸渣为研究对象,对比研究常压酸浸和加压酸浸条件下锌浸渣的酸性浸出减量化效果,以及渣中锌、铜和铟等有价金属的浸出率。结果表明,在常压酸浸条件下,渣量可减少65%以上,渣中锌含量可降至3%左右,锌、铜和铟的浸出率均在91%以上;在加压酸浸条件下,渣量可减少40%以上,渣中锌含量可将至2%以下,锌和铜的浸出率达到95%左右,但铟浸出率仅为70%左右,相对较低。常压酸浸过程锌浸渣中的铁绝大部分浸出,有利于铟的浸出;加压酸浸过程锌浸渣中的铁大量以铅铁矾的形式留在渣中,阻碍了铟的浸出。常压浸出液中铁含量较高,达到25 g/L以上;加压浸出液中铁含量较低,小于2 g/L,有利于后续浸出液中铜、铟的回收。常压浸出渣量少,有利于渣中铅、银的富集,可单独销售;加压浸出由于铁沉淀入渣,致使渣中铅、银富集比低,适合于铅锌联合企业返回铅熔炼炉。     

钛白废酸浸出钢渣提钒试验研究

以攀钢钢渣和硫酸法钛白废酸为原料,利用正交试验方法,进行了钢渣湿法提钒酸浸工艺试验研究。研究结果表明,利用硫酸法钛白废酸浸出钢渣提钒的最佳工艺参数为：酸浸温度常温,酸浸时间1h,液固比5：I。在该条件下的钒浸出率可达76．43％～83．42％。     

锌精矿常压富氧直接浸出研究

采用反应釜模拟锌精矿常压富氧浸出条件,考查了精矿粒度、酸锌摩尔比、温度、氧压、搅拌转速、时间、液固比等因素对锌浸出率的影响并获得了优化的工艺条件。在优化浸出条件下,锌浸出率大于97%,渣含锌约3%;铟浸出率约96%,渣含铟约0.000 4%;银浸出很少,大部分留于渣中;浸出渣含硫大于78%。     

石煤中钒酸浸出工艺研究

通过对陕西某地石煤钒矿的物相和化学成分分析, 依据矿物的特点确定用H_2SO_4溶液作为浸出剂从石煤钒矿中浸出钒. 实验主要研究了H_2SO_4浓度、浸出温度、液固比、浸出时间对石煤钒矿中钒的浸出率的影响. 结果表明, 在一定范围内钒的浸出率随H_2SO_4浓度及浸出温度的升高、浸出时间的延长而提高; 得出的较优条件为H_2SO_4浓度6.0 mol·L~(-1)、浸出温度95 ℃、液固比为3∶ 1、浸出时间5 h, 可以使钒的浸出率达到93.83%.     

回用废水对酸浸生产清洁钒的影响

针对钙化焙烧熟料硫酸浸出-铵盐沉钒生产清洁钒工艺中循环利用的回用废水pH值、悬浮物SS、Mn~(2+)、NH_4~+浓度变化较大,浸出过滤洗涤生产现场出现浸出剂沉钒、残渣沉钒等现象,造成浸出生产不顺行,钒收率偏低的突出问题,以生产现场回用废水及钙化焙烧熟料为原料,采用硫酸浸出的方法对不同的回用废水pH值、悬浮物SS、Mn~(2+)、NH_4~+浓度对钙化焙烧熟料酸浸效果的影响进行了研究,并且将达到要求的回用废水与去离子水酸浸及过滤洗涤效果进行了对比研究。研究结果表明,随着回用废水pH值的增大,酸浸残渣钒含量减小,钒转浸率增大;随着悬浮物SS、Mn~(2+)、NH_4~+浓度的增大,酸浸残渣钒含量增大,钒转浸率急剧下降;回用废水pH值、悬浮物SS、Mn~(2+)、NH_4~+浓度分别为pH=6.5~7.5,Mn~(2+)≤3 g/L,SS≤30 g/L,NH_4~+≤25 g/L时,在与去离子水酸浸与过滤洗涤对比中,效果相近,酸浸残渣钒含量可降至1.2%,钒转浸率可达到85%。试验结果为钙化焙烧熟料硫酸浸出-铵盐沉钒生产清洁钒工艺中工业化废水处理循环利用提供了酸浸回用废水工艺控制要求和数据参考。     

锌加压酸浸渣中硫磺的回收方法研究

对比分析了浮选法、热过滤法和硫化铵法回收锌加压酸浸渣中硫磺的优缺点。考察了硫化铵溶液浸出浮选硫精矿、硫化物滤饼和多硫化铵母液热分解过程的影响因素。结果表明,液固比和硫化铵浓度对硫磺浸出效果影响较为明显,在最佳试验条件下硫化物滤饼中硫的浸出率约为95%,浮选硫精矿中硫的浸出率和回收率均达到98%,多硫化铵母液热分解后获得的硫磺产品纯度高达99.57%。硫化铵浸出渣中有价金属富集倍数较高,有利于锌加压酸浸渣的综合利用。     

硫化镍精矿低酸高温氧压浸出研究

采用低酸高温氧压浸出工艺从硫化镍精矿中提取镍,考察硫酸起始浓度、氧分压、浸出温度、时间和液固比对镍浸出率的影响。结果表明,在下述最佳条件下镍浸出率可以达到95%:起始酸度50g/L,氧分压0.9～1.0MPa,温度130～150℃,时间6h,液固比5∶1。     

高砷含锑难浸金精矿提金工艺的研究

研究了高砷含锑难浸金精矿的中温低压氧化酸浸 -石灰液或氨浸氧化的联合预处理技术的工艺和优化操作条件 ,讨论了催化氧化酸浸、石灰液氧化浸出及氧化氨浸中主要影响因素的作用规律。预处理后 ,金的氰化浸出率由未预处理时的几乎为零提高到 90 %以上。同时提出了一种酸浸渣直接氧压浸金的新过程 ,论述了酸浸渣中的元素硫在石灰液中氧压浸出的过程原理及主要条件因子的影响规律。结果表明 ,金的浸出率基本上与联合预处理后金的氰化率相同。     

高硅质石煤钒矿浸出机理研究

对高硅质石煤钒矿进行工艺矿物学分析和在硫酸体系下浸出机理的研究。结果表明,钒钛矿及含钒金红石、硫钒铜矿在硫酸直接浸出以及添加氟化物条件下,钒均难以浸出;钒酸盐、褐铁矿在硫酸体系下,钒易于浸出,氢离子破坏其晶体结构;含钒云母类矿物采用硫酸直接浸出,钒浸出率低于50%,在添加氟化物条件下,钒浸出率高于90%。氟化物强化含钒云母类矿物的浸出机理是HF与F-形成络合离子,在H_3O~+的促进下,破坏硅酸盐矿物晶体结构中的Si-O键,实现钒的浸出,HF在浸出过程起催化作用。     

从某低品位石煤钒矿中浸出钒的工艺研究

研究了从某低品位石煤钒矿中浸出钒,主要考察了硫酸直接浸出、氧化焙烧—酸浸、氧化焙烧—碱浸和钙化焙烧—碳酸钠浸出等工艺对钒浸出率的影响。结果表明:造球氧化焙烧—酸浸流程工艺指标较好;在焙烧温度850℃、焙烧时间2h、酸用量为矿石质量60%条件下浸出6h,五氧化二钒浸出率达62.5%。