直接酸浸与焙烧酸浸钒萃取行为的研究

对某石煤矿采用直接酸浸和焙烧酸浸处理,并考察不同浸出过程中氟化物加入的影响。结果表明,该石煤适宜采用含氟化物作用的直接酸浸-萃取工艺,钒浸出率可达92.39%,预处理钒损失率为1.12%,每吨V2O5的CaO耗量为6.38t,钒萃取过程正常且三级萃取率达到98.05%。不同浸出工艺及是否加入氟化物对钒萃取过程有较大的影响:无氟化物加入的直接酸浸使石煤原矿中的有机物引入酸浸液,形成界面膜而导致乳化现象产生;空白焙烧可消除有机物的影响,但由于酸浸溶液中的杂质元素含量显著增加而可能导致乳化现象;氟在溶液中以[AlF5]2-和[SiF6]2-形式存在,可阻止含硅胶体和细微颗粒以及界面膜的生成,有利于萃取正常进行,但当溶液中杂质元素含量过高时,仍可能产生乳化。     

钒渣钠化球团化焙烧技术研究

采用精粉钒渣与碳酸钠混合造球焙烧的方法,在焙烧过程中不仅避免了钒渣焙烧过程中物料的粘结现象,而且无提钒残渣加入,可大幅度提高焙烧炉的效率,提高生产效率,减小能耗,减少粉尘对现场环境的污染。其最佳工艺参数为:钒渣钠化球团的最佳粒径为5 mm,碳酸钠与精粉钒渣最佳比例为26%,最佳焙烧温度为800℃,最佳焙烧时间为60 min,熟料中钒的转浸率达到94%以上。通过模拟工业多膛炉温度程序焙烧钒渣钠化球团熟料,按照液体中钒收率计算,转浸率达到95%;按照残渣中钒收率计算,转浸率达到92%,均高于传统提钒工艺的钒转浸率。     

石煤流态化焙烧—酸浸提钒工艺研究

采用流态化焙烧—酸浸工艺从某含钒石煤中提钒,考察了流态化焙烧参数和浸出参数对钒浸出率的影响。结果表明,在焙烧温度750℃、焙烧时间15min、助浸剂氟化钙用量5%、硫酸体积浓度15%、浸出温度98℃、浸出时间6h、液固比1.5∶1的条件下,钒的浸出率可达83.90%。     

钒渣钙化酸浸液制备高纯V2O5的工艺研究

钒电解液是钒电池储能系统的关键材料,钒电解液中Mn,Cr,Ti等杂质元素含量对钒电池性能影响很大。高纯V₂O₅作为钒电解液的重要原料,主要从钒渣钠化焙烧-水浸或者钙化焙烧-酸浸两种工艺获得。本文选取钙化焙烧-酸浸含钒浸出液进行研究,针对其中Mn,Cr,Ti等杂质离子的除杂,形成浸出液水解沉钒—碱溶和净化—铵盐沉钒—煅烧的工艺流程,制备高纯V₂O₅。确定优化的钒浸出液水解沉钒制备粗V₂O₅条件为:反应时间为2.0 h,反应pH值为2.2,反应温度为80℃;将获得的粗V₂O₅进行碱溶二次净化,在优化条件为:NaOH浓度为1%,碱溶终点pH值为8.0,加入阴离子型絮凝剂,温度为60℃时,Mn,Cr,Ti等杂质均得到进一步去除;以经过二次净化后的钒浸出液为原料,在条件为反应时间为60 min,pH值为2.0,温度为90℃,加铵系数(K)为1.2时制备多钒酸铵,再得到高纯V₂O₅,Mn,Cr,Ti等杂质离子都得到了有效去除。     

从硅酸盐型钒矿石中浸出钒的试验研究

研究了采用焙烧-浸出工艺从某硅酸盐型钒矿石中浸出钒,确定了最佳工艺条件.在800 ℃下焙烧3 h,将焙砂磨细至-0.074 mm占80%,然后在70 ℃温度下浸出0.5 h,钒浸出率可达85%.     

钙化提钒焙浸工艺中含钒物相结构及其演变规律研究

钙化焙烧和酸浸工艺中物相转变差异会对总钒转化率产生比较大的影响。通过对钒渣、熟料和残渣中含钒物相微观结构、形貌以及钒元素走向进行分析,结果表明:钙化焙烧过程中钒尖晶石由初始光滑致密的多边形逐渐氧化成多孔状态,直至最后生成凹凸不平的"圆粒状"氧化铁和"短柱状"铁板钛矿,钒元素也由最初富集在钒尖晶石中逐渐向钒酸钙、氧化铁、铁板钛矿和硅酸盐中转移;酸浸过程中最明显的变化为由熟料中凹凸不平的含钒氧化物(氧化铁、铁板钛矿和钒酸钙)逐渐开始变为"镂空状"的铁板钛矿相,大部分钒元素已被硫酸浸出,残留的钒元素主要赋存在氧化铁、铁板钛矿和硅酸钙中。     

Extraction Behavior of Vanadium and Chromium by Calcification Roasting-Acid Leaching from High Chromium Vanadium Slag: Optimization Using Response Surface Methodology

Calcification roasting-acid leaching were conducted to investigate the extraction behavior of vanadium and chromium from high-chromium vanadium slag (HCVS). The conditions were optimized by response surface methodology (RSM). Results showed that when HCVS and CaO were mixed in m(CaO)/m(V₂O₅) of 0.62, then roasted from room temperature to 840 °C and maintained for 170 min, a maximum vanadium leaching rate of 87.74% was achieved. Additionally, 0.68% chromium was co-leached, achieving the separation of vanadium and chromium. The roasting factors affecting vanadium extraction followed this order: roasting temperature>m(CaO)/m(V₂O₅)=holding time. For the chromium extraction, the interaction between m(CaO)/m(V₂O₅) and roasting temperature was significant.     

高硅高钙低品位钒渣提取五氧化二钒的研究

以碳酸钠为添加剂,采用氧化焙烧-水浸工艺从高硅高钙低品位钒渣中提取五氧化二钒.考察了碳酸钠加入量、焙烧温度、焙烧时间、浸出温度、浸出时间、浸出液固比等对钒浸出率的影响.结果表明:氧化焙烧过程对钒的提取影响显著,而水浸过程影响较小.通过氧化焙烧使钒转化为可溶性的钒酸钠与不溶性的钒酸钙.在水浸过程中,钒酸钠溶于水;而钒酸钙与磷酸钠或硅酸钠反应转化为可溶性的钒酸钠,可同时除去浸出液中的杂质硅和磷.通过实验获得了优化工艺参数:碳酸钠加入量为18％,焙烧温度为700℃,焙烧时间为2.5h;浸出温度为90℃,浸出时间为30 min和液固比为5∶1 ml·g-1.在此优化条件下,钒浸出率可达到89.5％以上,浸出液中主要杂质为Si,P和Cr.产物五氧化二钒的纯度大于99％.     

含钒石煤微波焙烧提钒试验研究

以某含钒石煤为原料进行微波焙烧提钒研究,并与常规焙烧提钒进行对比,主要考察微波焙烧温度、微波焙烧时间、硫酸体积浓度、浸出时间、液固比、浸出温度对钒浸出率的影响。结果表明,在微波焙烧温度550℃、焙烧时间20min、硫酸体积浓度15%、浸出时间6h、液固比1.5∶1(mL/g)、浸出温度95℃的条件下,钒浸出率为86.64%,在相同浸出条件下,常规马弗炉700℃焙烧1h钒的浸出率为84.22%。微波焙烧相对常规焙烧能在更低温度、更短时间内达到相同的提钒效果。     

硫酸焙烧对石煤提钒过程的影响

采用硫酸焙烧—浸出工艺从某难处理石煤中提钒,分析了硫酸焙烧及浸出过程中矿物物相及微观结构的变化。结果表明,当加入0.25mL/g硫酸在200℃焙烧1.5h后,按液固比(mL/g)为1.2在80℃浸出60min的条件下,钒浸率可达到85.57%。硫酸焙烧过程中方解石转变为硬石膏,含钒云母结构被破坏,同时生成硫酸铝钾晶相,矿物微观结构疏松多孔。与传统酸浸工艺相比,硫酸焙烧—浸出工艺的焙烧温度低、浸出过程无助浸剂、浸出时间短、浸出率高、能耗低。     

石煤提钒浸出过程研究现状与展望

介绍了我国钒资源以及石煤的分布情况,指出了石煤提钒的难点和关键,综述了国内主要石煤提钒浸出过程的工艺条件、应用情况及各自的优缺点。空白焙烧-低酸浸出成本低、钒的浸出率高、污染少,但该技术不具有普适性;石煤碱浸出提钒、钙化焙烧提钒及石煤高酸浸出提钒,污染少,都能够获得高钒浸出率,但高的浸出成本,限制了其应用。钠化焙烧提钒普适性强,钒浸出率高,浸出液中钒的提取过程简单,在焙烧过程添加固氯剂后,产生的Cl2和HCl气体能够75%以上被固化下来,可大大降低烟气治理的成本。     

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。     

氢氧化钠碱熔焙烧对页岩提钒过程的影响

以湖北通山云母型含钒页岩为研究对象,采用NaOH碱熔焙烧—水浸工艺,考察了碱矿质量比、焙烧温度和时间、浸出温度和时间、液固比对钒浸出率的影响。结果表明,在碱矿质量比1∶1(g/g)、500℃焙烧60min、然后按液固比4.0(mL/g)在60℃浸出60min的条件下,钒浸出率可达84.63%。焙烧过程中,氢氧化钠参与含钒云母的分解反应,降低了云母分解反应的吉布斯自由能,云母结构的破坏程度加剧,强化了钒从云母晶格的释放;同时氢氧化钠参与化学反应,促进钒的溶出。     

熔融钒渣直接提钒新工艺

现行钒渣焙烧工艺中的钒渣高温物理热被浪费,对"熔融钒渣直接氧化钠化提钒"新工艺的可行性进行分析,并进行实验室模拟试验。结果表明,新工艺条件下,试验过程中熔融钒渣流动性良好,焙烧后钒渣水浸率为50%～80%,焙烧后钒渣中的钒主要以偏钒酸钠的形式存在。新工艺是合理可行的,具有工业生产价值。     

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%。     

钒渣冷却方式对钒尖晶石颗粒大小及钠化焙烧效果的影响

对三种不同冷却方式得到的水冷钒渣、风冷钒渣和缓冷钒渣的物相结构、钒尖晶石颗粒大小进行了分析,考察了氮气气氛下1 000℃保温时间对钒尖晶石颗粒大小的影响,并对水冷钒渣、风冷钒渣和缓冷钒渣在相同条件下的钠化焙烧效果进行了比较。研究结果表明,缓冷和1 000℃保温有利于钒尖晶石颗粒长大;-0.125 mm钒渣在不添加提钒尾渣焙烧时,不同粒度范围的水冷钒渣焙烧钒转化率比同粒度范围的缓冷钒渣低1～2个百分点;-0.125 mm钒渣添加提钒尾渣焙烧时,水冷钒渣焙烧钒转化率比缓冷钒渣低0.56个百分点。     

造渣熔炼——浸出方法处理Cu-Co-Fe合金的研究

研究了CaCO3和Na2SO3造渣焙烧对Cu-Co-Fe合金中钴浸出率的影响。1300℃下添加10％CaCO3造渣焙烧后钴的浸出率为95％，同时添加5％CaCO3和5％Na2SO3在1300℃造渣焙烧后钴浸出率达到97％，比不焙烧直接用硫酸浸出的50％有很大提高。CaCO3为工业常用原料，成本经济，焙烧效果比Na22SO3好，但同时添加比单独添加以上两种试剂造渣效果明显。     

高温合金酸浸渣氧化焙烧—碱浸工艺研究

采用氧化焙烧—碱浸工艺提取某废旧高温合金酸浸渣中的钨。考察了焙烧温度、焙烧时间、氢氧化钠浓度、浸出温度及浸出时间等对钨浸出率的影响。结果表明,在下述最佳工艺条件下,钨浸出率可达98%以上:焙烧温度700℃、焙烧时间60min、氢氧化钠浓度160g/L、浸出温度85℃、液固比3、浸出时间60min。     

石煤提钒碱浸过程动力学研究

研究了石煤空白焙烧料NaOH溶液浸出过程中液固比、NaOH溶液初始浓度、反应搅拌速率、矿石粒径、温度对浸出速率的影响,确定了石煤提钒碱浸过程动力学方程式,计算了反应的表观活化能.结果表明:液固比、反应搅拌速率对浸出速率的影响不大,NaOH溶液初始浓度、矿石粒径、浸出温度对浸出速率的影响显著;V2O5的浸出动力学适用于收缩未反应芯模型,浸出反应服从化学反应控制过程;根据Arrhenius公式,使用曲线拟合法,近似求得该反应表观活化能约为58.5 kJ·mol-1,进一步表明该反应属于化学反应控制.     

难处理钒矿高效利用技术研究

采用复盐焙烧—弱碱浸出工艺从一种选矿富集得到的含钒混合精矿中提钒,精矿V_2O_5品位为1.738%,其中约70%的钒以低价钒(V~(3+))形式存在,且结构致密,属于难处理矿物。研究了添加剂、精矿粒度、焙烧温度、焙烧时间、浸出温度及浸出碱液浓度等因素对钒浸出率的影响。在添加剂为16.0%NaCl+7.5%Na_2CO_3+1.5%卤化物A复合盐、精矿粒度-0.075mm占86.2%、球团粒度～10mm、入炉温度200℃、焙烧温度830℃、焙烧时间2.5h、浸出L/S=2、浸出碱液浓度0.2mol/L、浸出温度60℃、搅拌时间2.0h的条件下,钒浸出率为78.52%。