提钒尾渣资源化综合利用的研究进展

 由于含钒产品需求量的不断增加,提钒尾渣的产量也逐年增加,若不能对其实现有效的综合利用,不仅占用了大量土地,造成大量有价金属的浪费,而且会对环境造成严重污染。结合提钒尾渣的物化特性,对提钒尾渣在有价组分回收、制备特种功能材料、有害元素脱除和生产建筑材料等4个方面的研究进展进行了综述。目前,提钒尾渣的综合利用虽然取得了一定的进展,但仍存在不够经济环保、消纳量有限等缺点。而随着人们环境保护意识的不断提高,以及高品位富矿储量的逐年减少,未来对提钒尾渣的综合利用也必将向多种有价元素综合回收,以及降低提钒尾渣产品中有毒、放射性元素含量等方面发展。同时,还需进一步简化工艺流程,利用提钒尾渣制备高附加值产品,以此来降低生产成本,扩大产品的使用范围,提高提钒尾渣的消耗量,实现环境保护和经济增长的可持续发展。     

提钒尾渣加压酸浸取钒新工艺探索实验

针对攀钢钒钛磁铁矿提钒尾渣的矿物特点,结合石煤氧压提钒新技术,提出了氧压直接浸出提钒尾渣的新方法。通过在压力场下的探索实验,结果表明：氧压酸浸可以打开钒的包裹,促进H^＋的反应和钒的浸出,攀钢提钒尾渣中钒的浸出率可达79．24％,比传统工艺的提钒浸出率高20％。此法达到较理想的浸出效果,实现了全湿法处理提钒尾渣。     

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。     

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。     

钙法提钒尾渣的绿色资源化利用

以钙法提钒尾渣为研究对象,通过对尾渣成分、物相和主要元素赋存状态的分析,在结合前人研究的基础上,提出了钙法提钒尾渣通过物理法和火法冶金分离技术制取含钒铁合金及含钛炉渣的综合利用途径。研究表明：提钒尾渣经摇床脱硫处理后,分离出石膏渣和含钒富铁料,石膏渣供水泥厂使用,含钒富铁料配加一定比例的还原剂、粘接剂成球后,在矿热炉进行熔分还原冶炼,可获得钒含量3%左右的含钒铁合金及TiO₂含量36%左右的还原渣,含钒铁合金可用于含钒钢水合金化;还原渣可用于高钛渣冶炼。能实现钙法提钒尾渣中的有价元素铁、钒、钛等有效提取与回收以及减轻环保压力。     

含钒炭质页岩提钒废渣资源化利用研究进展

介绍了利用含钒炭质页岩提钒尾渣生产水泥、墙体砖、微晶玻璃、陶粒、瓷砖、保温材料、橡胶填料以及路面基层材料等各种材料的资源化利用研究现状。提出了在含钒炭质页岩提钒尾渣资源化利用研究时,应首先考虑提取尾渣中有价成分,充分考虑尾渣的物质组成,优先选择能够大量利用尾渣的产品方案,重点注意尾渣放射性核素对资源化利用产品的影响,以及对尾渣浸出毒性物质的稳定化处理。     

页岩提钒尾渣综合利用现状与展望

综述了近年来我国页岩提钒尾渣综合利用的重要研究成果,重点介绍了利用钒尾渣制备建筑材料、地聚合物、白炭黑、微晶玻璃、保温材料等产品的研究与应用情况,讨论了钒尾渣资源化利用中应关注的问题。后续应基于钒尾渣的原料特性进一步开发高附加值的产品,扩大其应用领域,同时基于基础理论和工艺技术的进步,不断降低其综合利用成本,加快技术的工业化应用,实现钒尾渣的减量化和资源化,为我国页岩提钒尾渣的综合利用及页岩提钒行业的可持续发展提供理论及技术支撑。     

钒渣去钠提铁基础性能实验研究

国内某钢厂提钒尾渣中TFe高达24．44％,如何采取有效措施提取钒尾渣中Fe,实现资源的循环利用是钢厂重点攻关的课题。以提钒尾渣为研究对象,通过对提钒尾渣成分化学分析及矿相组成分析,设计配碳、CaCl 2焙烧-磁选实验及熔分实验,实现铁元素的富集。实验结果表明,熔分实验可以最大程度地实现去钠提铁,实现钢厂废弃物的有效循环利用,本研究的产业化推广将产生巨大的经济效益。     

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。     

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。     

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。     

石煤钒矿发电提钒工艺工业化试生产

以V2O50.85%,发热值5 000~6 500 kJ/kg的石煤钒矿为原料,采用循环化流化床发电-飞灰提钒-尾渣生产水泥工艺,钒浸出率可达82%~83%,从石煤到产品五氧化二钒全流程回收率达51.71%,生产1t V2O5可产出4~5 t副产品白炭黑。工业试生产表明:该工艺提高了石煤资源综合利用率,有效地降低了产品生产成本,有较好的社会经济效益。     

铬钒尾渣综合利用的研究

本文论述了铬、钒浸出尾渣综合利用研究情况:铬、钒渣国内外现状;它的物理化学性质及其对环境的污染。根据冶金过程热力学原理,应用烧结、冶炼、提钒三个专业领域的新技术,提出了废渣综合利用工艺流程。通过烧结试验,研制成适合高炉冶炼的自熔性烧结矿。应用电炉模拟高炉冶炼试验,获得了含钒、铬优质生铁,经济效益显著。同时消除了六价铬对人体的危害,社会效益较大。     

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。     

钒钛磁铁矿提钒尾渣钙化碱浸试验研究

由于钒钛磁铁矿提钒尾渣中Na₂O含量高,作为炼铁配矿使用时会造成高炉结瘤问题,难以规模化利用。本文针对此问题,以承钢钒钛磁铁矿提钒尾渣为原料,进行了钙化碱浸-偏钒酸铵沉钒试验,目的是对提钒尾脱碱的同时提取其中有价金属钒。试验主要考察了浸出温度、碱浓度、氧化钙添加量和液固比对钠和钒浸出率的影响,结果表明,在浸出温度160℃、碱浓度100 g·L^-1、氧化钙添加量15%、液固比6∶1、浸出时间60 min的条件下,钒和钠的浸出率分别达到82.25%和85.36%;对含钒碱浸液进行偏钒酸铵沉钒,得到了纯度大于97%的V₂O₅产品;终渣中Na₂O含量小于0.5%,Fe₂O₃含量达到30.10%,结合承钢高炉的碱金属平衡数据,可满足高炉炼铁配矿使用。本文研究结果可为相关企业钒钛磁铁矿提钒尾渣的规模化利用提供参考。     

石煤提钒及综合利用技术方案初探

通过对国内外石煤提钒、综合利用技术以及国内多年的试验研究和生产实践的评述,提出了石煤流化床燃烧发电—含钒烟灰提钒—浸出渣综合利用方案。     

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。     

历史遗留场地黄金堆浸尾渣周边土壤及地下水污染状况研究

本文选择甘肃、新疆两地三处的历史遗留黄金堆浸尾渣场地，研究三场地黄金堆浸尾渣及周边土壤、地下水的污染状况。研究共采集195个黄金堆浸尾渣样品，469份土壤样品(含12份对照点样品),42份地下水样品(含3份对照点样品)。结果显示，历史遗留黄金堆浸尾渣样品通过酸浸或水浸检出总氰化物(以CN^-计)、Cu、As、Cd、Zn、Pb、Ni因子，黄金堆浸尾渣周边土壤部分点位存在砷元素超标，周边地下水部分点位存在砷元素超标。堆浸尾渣周边土壤及地下水中砷元素含量明显偏高，与氰化堆浸提金生产过程金矿伴生砷含量高有关，随着时间的推移，经过雨水冲刷及渗滤液的作用，尾渣底部及附近的土壤、地下水遭受砷元素污染。     

高炉消化提钒二次尾渣可行性分析

针对提钒二次尾渣的特点,分析了高炉消耗提钒二次尾渣时碱金属对高炉的影响及效益,最后得出高炉是否能够消耗提钒二次尾渣关键在于碱负荷的前后变化。