H_2O_2强化钒铬还原渣中钒和铬的浸出

低价钒和铬难以在碱性条件下直接反应溶出,钠化焙烧会产生较多的废气和废水,钙化焙烧则会带来较大能耗。试验以H_2O_2作为氧化剂,对钒铬还原渣中钒铬的碱性湿法浸出过程进行强化。研究了Na OH用量、反应温度、H_2O_2用量、反应时间以及搅拌转速等参数对钒铬浸出率的影响。结果表明:升高反应温度,延长反应时间,可以提高钒和铬的浸出率。在碱性条件下,低价钒比较容易被氧化成高价而溶出,即使氧化剂用量较小时,钒也比较容易被氧化;在H_2O_2的氧化作用下,钒的浸出率高达94.30%。铬的浸出率随着H_2O_2用量的增加呈现线性增加的趋势,在合适条件下,铬的浸出率高达90.12%。H_2O_2作为一种清洁的氧化剂,在反应过程中不会引入杂质,并且能够实现钒和铬的同步高效浸出。该方法具有对环境友好、反应效率高等优势,可以作为一种新型高效氧化技术进行应用。     

亚熔盐法高铬钒渣钒铬高效同步提取工艺研究

根据高铬型钒渣物相特征,采用NaOH亚熔盐液相氧化法提取高铬钒渣中的钒铬,实现钒铬的高效低成本低温同步提取。系统考察NaOH亚熔盐体系反应温度、碱矿质量比、搅拌转速等工艺参数对钒渣分解过程的影响,获得最优工艺参数为:温度220℃,NaOH浓度85%,碱矿比10∶1,搅拌转速950 r/min,常压通氧气流量1 L/min,反应时间6 h;钒、铬的浸出率分别达到95%和90%以上,实现了高铬钒渣中钒铬共提,为高铬型钒渣中钒铬的同步提取提供了一条可行途径,实现了钒渣的综合利用。     

亚硫酸钠助浸剂提高硫酸体系中钒铬废渣钒浸出率的研究

通过在钒铬废渣硫酸直接酸浸工艺中添加亚硫酸钠助浸剂浸出钒钼,系统研究了亚硫酸钠用量、浸出温度、硫酸体积浓度、浸出时间对钒和钼浸出率的影响。结果表明,在亚硫酸钠用量12%、温度25℃、硫酸体积浓度20%、浸出时间2h的最佳条件下,钒浸出率为94.55%(较未添加亚硫酸钠提高了11.84个百分点),钼浸出率为90.46%,铬、铁等其他金属元素浸出率均在5%以下。通过XRD、热力学分析可知,亚硫酸钠的添加显著降低了钒溶出反应的ΔG,促进钒酸钙还原浸出而提高钒浸出率,钼酸钙的酸溶液易溶性未发生改变,而三氧化二铬以及类质同象存在于其晶格的杂质元素铁因结构稳定,均难以溶出。     

高铬钒渣空白焙烧超声波辅助浸出钒铬试验研究

以高铬钒渣无盐空白焙烧获得的焙烧熟料为原料,通过超声波辅助浸出研究其中钒与铬的浸出行为,并得出较优的工艺参数组合。具体研究了超声功率、浸出介质浓度、液固比、浸出温度和浸出时间对钒铬浸出行为的影响。结果表明,超声功率为560 W,浸出介质浓度为10%,液固比为7,浸出温度为60℃和浸出时间为20 min时,钒浸出率达到最大值,同时,铬浸出率最小,实现了钒的高效提取与钒铬分离。对钒浸出率来说,超声波功率对钒浸出率影响最大,其次是液固比,酸浓度和浸出时间,浸出温度对钒浸出率影响最小。对铬浸出率来说,空白焙烧超声波辅助浸出下铬浸出率均小于1%,超声波功率对钒浸出率影响最小,而酸浓度对铬浸出率影响最大。     

钒铬液水热水解法提钒技术研究

针对高铬钒渣氧化钠化焙烧—水浸提钒铬工艺获得钒铬液的特点,解决常规铵盐沉钒工艺产生高Na~+、高NH_4~+废水难处理的问题,选用水热法水解沉钒技术从高铬高钠的钒液中高效分离提取出钒,为后续提铬及废水处理创造了有利条件。分别研究了水解沉钒温度、pH值和反应时间与沉钒率和铬损失率的关系,结果表明:在反应pH值1.8,温度120℃,反应时间180 min的条件下可获得接近90%的沉钒率,水解产物经打浆洗涤—煅烧后即制得满足98粉钒标准(YB/T 5304—2011)要求的氧化钒产品。     

钠化钒渣提钒及纯碱的回收

研究了“钠化钒渣常温浸出——电渗析——酸性铵盐沉钒”新工艺。特点为:钒渣室温浸出,硫等杂质浸出率低,可提高钒氧化率并减轻净化负担;采用特殊方法除硅、除磷,净化效果好,钠损失小;采用电渗析技术,纯碱回收率和低价钒氧化率高;酸性铵盐沉钒,钒的沉淀率高。主要技术指标为:沉钒率99.64%,纯碱回收率>80%,成品五氧化二钒品位达99.37%。取得了较好的技术指标。本文还讨论了低价钒产生的过程等。     

钠化钒渣制取优质五氧化二钒和回收钠盐新工艺

研究了”钠化钒渣室温浸出—除硅—电渗析—除磷—酸性铵盐沉钒”新工艺。特点为:钒渣室温下浸出,低价钒和一般杂质元素浸出率低;用氧化镁作除硅和除磷剂,净化效果好,钠盐损失小;采用电渗析技术,钠盐回收率和低价钒氧化率高;酸性铵盐沉钒,钒的沉淀率高。主要技术指标为:成品五氧化二钒品位99.37％,沉钒率99.64％,液计钒的回收率94.37％,钠盐回收率>80％。取得了较好的技术经济指标。     

粘土钒矿不磨不焙烧直接酸浸提钒的研究

粘土钒矿是一类重要的钒资源。某粘土钒矿的性质分析表明,粘土钒矿的主要化学组分为SiO2,Al2O3,属酸性矿石,适宜采用硫酸浸出;其中的钒以低价不溶的V(Ⅲ)为主,大部分赋存于伊利石矿物的硅-氧四面体微晶结构中,为了将钒浸出来并进一步提高钒的浸出率,必须破坏伊利石矿物的晶体结构、并利用氧化剂(助浸剂)将低价钒转化为高价钒。针对现有提钒工艺的不足,依据粘土钒矿的性质特点,提出了一种不磨不焙烧直接酸浸提钒的新工艺,并系统考察了各浸出因素如硫酸用量、助浸剂种类及用量、浸出时间、浸出温度、液固比等对钒浸出率的影响,结果表明,粘土钒矿不磨不焙烧直接酸浸提钒工艺是可行的,当H2SO4用量为30%、助浸剂选用MnO2、其用量为1.5%、浸出时间为6 h、浸出温度为90℃、液固比为1∶1时,钒的浸出率达92.58%,浸出效果理想。与传统提钒工艺相比,新工艺省去了高成本的磨矿工序以及复杂的焙烧工序,既简化操作、降低成本,又避免了焙烧污染,符合现代化工冶金的要求。     

烟气制酸废催化剂直接湿法浸出钒、钾和锌的试验研究

重金属冶炼烟气制酸的废催化剂杂质组成相对复杂,为获得此类废催化剂综合回收钒、钾、锌工艺的优化条件,对直接湿法浸出工艺钒、钾、锌浸出率的影响因素进行了试验研究.通过单因素试验,系统研究了浸出剂质量分数、液固比、反应温度、反应时间对钒、钾、锌浸出率的影响,其次对废催化剂和浸出渣的化学成分及物相进行了分析对比.结果表明,浸出...     

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。     

硼钙石强化转炉钒渣氧化焙烧的研究

转炉钒渣含有TiO2、Al2O3和硅酸盐,物料焙烧过程容易形成包裹钒铁尖晶石相,不利于低价钒的氧化转化,降低熟料钒化合物的浸出率。试验通过采用硼钙石作为添加剂,改善转炉钒渣钙法焙烧性能。结果表明,硼钙石可有效破坏含钒尖晶石相外层的硅酸盐,强化转炉钒渣钙法焙烧物相转化,从而降低焙烧过程温度,节约能耗。     

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。     

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。     

草酸选择性直接浸出石煤中钒的研究

以湖北通山云母型含钒石煤为原料,对比研究草酸直接浸出和硫酸直接浸出工艺,在Ca F2用量为原矿质量5%(质量分数)的条件下,考查了H+用量、浸出时间、浸出温度和水矿比对钒和铁浸出率的影响。研究表明:在浸出条件均为H+用量12 mol·kg-1、浸出时间6 h、浸出温度95℃、水矿比1.5∶1.0(L·kg-1)条件下,草酸浸出和硫酸浸出过程中钒的浸出率分别为71.5%和74.1%,而铁的浸出率分别为3.4%和13.0%,草酸浸出铁的量仅为硫酸浸出铁的量的26.2%,实现了石煤中钒的选择性浸出。由X射线衍射(XRD)及红外光谱(FTIR)分析可知,两种浸出渣中云母的衍射峰及特征吸收峰均发生明显变化,说明云母晶格结构被破坏,使钒被浸出;对比原矿中黄铁矿的衍射峰,草酸浸出渣黄铁矿衍射峰变化不大,而硫酸浸出渣黄铁矿衍射峰强度减弱,说明硫酸浸出下黄铁矿的溶出量大于草酸浸出体系下的溶出量,与实验结果相一致。     

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。     

转炉钒渣中锰的浸出行为研究

转炉钒渣中锰的含量为6.82%,是一种低品位锰资源。实验研究了转炉钒渣中锰的浸出行为,分析了相关实验参数对锰浸出行为的影响。研究发现,在反应条件为硫酸浓度10%,反应温度90℃,反应时间120 min,反应液固比4:1 m L/g时,锰的浸出率可达到76.02%。引入电场不会影响锰的浸出行为,但硫酸亚铁的加入则会降低了锰的浸出率。反应过程中会生成大量的CaSO_4,会像膜一样包裹在转炉钒渣表面,阻碍反应的进行。     

高钙钒渣空白焙烧碳酸化浸出工艺研究

针对高钙高磷钒渣钙含量高,现有提钒工艺难以有效提钒的现状,采用空白焙烧-碳酸化浸出工艺进行了试验研究,并采用响应曲面法进行了优化。考察了高钙钒渣中CaO/V₂O₅(质量比)、焙烧温度、焙烧时间、浸出搅拌速度、浸出温度、浸出时间和碳酸钠溶液浓度等条件对高钙钒渣中钒浸出率的影响。结果表明：钒渣中的CaO/V₂O₅(质量比)=0.6、899℃钙化焙烧160 min,熟料在浸出温度95℃、浸出时间140 min、碳酸钠浓度168 g/L、搅拌速度为300 r/min等条件下浸出,钒浸出率平均为92.22%。相比于传统的提钒工艺,空白焙烧碳酸化浸出工艺对于高钙钒渣具有钒浸出率高的优势。     

钒铬渣两步氧化钠化焙烧分离钒、铬

通过计算反应Gibbs自由能对钒铬渣物相组成的氧化钠化过程进行理论分析,提出采用两步氧化钠化焙烧分离钒铬渣中的钒、铬。主要考察了焙烧温度、焙烧时间和苏打比对钒铬渣中钒、铬转浸率的影响。结果表明:钒铬渣氧化钠化焙烧提钒的最佳条件为焙烧温度830℃、焙烧时间2.5h和苏打比1.3,钒、铬的转浸率分别为88.6%和1.28%;提钒残渣氧化钠化焙烧提铬的最佳工艺条件为焙烧温度1100℃、焙烧时间2.5h和苏打比2.4,铬的转浸率大于80%。通过对渣相进行X射线衍射(XRD)和背散射电子(BSE)分析,钒铬渣焙烧熟料的主要物相为Fe_2O_3,FeTiO_3,Na_2Si_2O_5,NaVO_3和Cr_3O_8;进一步分析提钒残渣氧化钠化提铬机制,确定生成Na_2CrO_4的主要反应为CrO_3与Na_2Si_2O_5和NaFeO_2等中间产物发生的置换反应。     

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。     

生物炭还原五价钒的行为研究

针对钒化合物随价态升高毒性增加,且其对环境造成的危害也增大的现状,研究采用生物炭对其进行还原实现无害化处置。试验研究了生物炭用量、反应温度、硫酸浓度、反应时间等反应参数对钒还原率的影响。结果表明:五价钒在酸性条件下主要以VO_2~+、H_3V_(10)O_(28)~(3-)和H_2VO_4~-的形式存在,在短时间内可以被生物炭还原成低价。在合适的反应条件下,即:钒的初始浓度为3 g/L,生物炭用量为3 g,反应温度为90℃,反应时间为60 min,硫酸浓度为20 g/L和搅拌转速为500 r/min,钒的还原率可达92.14%。在生物炭将五价钒还原的过程中不会引入其他杂质,该方法进行技术改良后在实现五价钒无害化的同时还可以用来制备低价钒化合物。