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。     

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。     

提钒尾渣煤基回转窑法钙化还原脱钠研究

针对提钒尾渣中钠含量高,导致难以返回烧结-高炉流程进行回收利用的问题,提出基于煤基回转窑还原的提钒尾渣钙化还原脱钠技术路线,并在?1 m×10 m回转窑中试线进行半工业试验,主要研究了高温段还原温度、白灰配比、入窑吨球焦粉配比、高温还原时间对提钒尾渣脱钠的影响规律,同时对脱钠后球团性能和回转窑结窑情况进行分析。结果表明,在高温段温度为1 100～1 160℃,高温段时间为1.8～2 h,入窑吨球焦粉配比为800～1 000 kg,白灰配比为32.5%～41%的条件下,提钒尾渣脱钠率可达到80%以上,吨球焦粉实际消耗量为359 kg。窑内结块物主要由提钒尾渣球团粉末和焦粉灰分粉末组成,结块物呈疏松多孔状,由细颗粒相互粘结构成,窑转动过程会自动掉落,无明显结窑现象。     

钒渣富氧钙化焙烧试验研究

针对钒渣钙化焙烧温度过高导致物料烧结、回转窑结圈的问题,采用提高焙烧气氛氧含量的方法,强化焙烧动力学条件,降低焙烧温度,并进行了富氧钙化焙烧实验室试验和工业试验研究。研究结果表明:在控制尾气氧含量12%～14%的情况下,焙烧温度从富氧前的920～940℃降低到富氧后的870～885℃,降低了约50℃;工业试验过程中,物料绝大部分为粉料,回转窑运行正常,焙烧获得的钒转浸率为89.58%。采用钒渣富氧钙化焙烧技术,解决了焙烧设备不能正常运行的问题,实现了钒渣不配尾渣直接焙烧。     

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。     

攀钢研究院一项发明专利获新西兰知识产权局授权

<正>日前,攀钢研究院"一种含钒物料的两段式钙化焙烧的方法"发明专利获新西兰知识产权局授权。该项发明针对现有的含钒物料钙化焙烧提钒工艺中存在的温度难以控制导致的物料容易烧结、设备容易粘结且因需要进行提钒尾料处理造成的成本较高的缺陷,提出了一种温度易控、物料不易烧结、设备不易黏结且不用加入提钒尾料的含钒物料的两段式钙化焙烧的方法。采用本发明的方法,可以在不添加提钒尾料的前提下,控制焙烧过程的反应平稳地进行,并达到物料不易烧结、设备不易黏结的效果,从而可以加大设     

烧结配加钙法提钒尾渣试验研究

将提钒尾渣与落地烧结返矿按1∶5的比例均匀混合后,以6%~12%的比例配入混合料中进行烧结试验。结果表明:配加提钒尾渣后,烧结矿转鼓指数降低了0.59个百分点,成品率提高0.85个百分点,燃料消耗略有增加,烧结脱硫率由88.35%提高到90.22%,脱除了尾渣中的硫,具有较好的环保与社会效益。     

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。     

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。     

花生壳还原提钒尾渣制备铬铁合金的试验研究

为解决目前提钒尾渣堆积造成的环境污染及资源浪费问题,实现固废资源化利用,本文将两种提钒尾渣按比例混合并添加花生壳作为还原剂在高温下进行还原,对还原产物进行X射线衍射、扫描电镜和化学定量分析,并对还原产物进行熔化分离,测定熔分产物的物相组成和化学成分。结果表明：花生壳还原提钒尾渣的最佳工艺参数下,吸氧比为4,还原温度为1 550℃,还原时间为3 h;还原产物的物相组成主要为金属铁、金属铬、Cr₂O₃、碳化铬、铬铁合金、NaCrS₂、SiO₂、硅酸钙相;熔分所得铬铁合金中铬质量分数为61.51%,铁质量分数为31.05%,元素质量分数满足FeCr65C4.0牌号合金的国家标准要求。     

浇注法制备提钒尾渣多孔陶瓷试验研究

以提钒尾渣为主要原料,通过添加结合剂、粘土、减水剂和造孔剂,采用注浆成型工艺制备提钒尾渣多孔陶瓷,该多孔陶瓷可用于化工过滤、窑炉保温和建筑装饰等行业,可以大大提高提钒尾渣的利用率和附加值。通过条件试验较系统研究了煅烧温度、结合剂配入量、高温点保温时间、粘土配入量、造孔剂配入量对提钒尾渣多孔陶瓷性能影响。条件试验表明:结合剂选择铝酸盐水泥,配入量选择6%左右;煅烧温度选择1 050℃左右;保温时间选择4~6 h;粘土的配入量选择10%左右,造孔剂的配入量选择100 m L左右(每150 g原料),可制备符合要求的提钒尾渣多孔陶瓷。     

焙烧温度对高铁提钒尾渣煤基直接还原效果的影响

利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段考察了焙烧温度对提钒尾渣煤基直接还原效果的影响,并利用磨矿-磁选方法对焙烧产物进行了金属铁的分离实验.结果表明:最有利于金属铁析出、兼并、长大以及金属铁和渣相单体解离的焙烧温度是1200℃,在此温度下,提钒尾渣中的Fe2O3基本还原成了金属铁,Fe2TiO5基本转变成了金属铁和TiO2.铁质量分数36.54%、TiO2质量分数9.28%的提钒尾渣,经1200℃焙烧所得产物经过二段磨矿-二段磁选可获得铁质量分数90.90%、TiO2质量分数0.56%的金属铁粉.     

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。     

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。     

球团化钒渣制备与固化技术研究

为解决钒渣钠化球团焙烧-热水浸出提钒工艺中球团原料性能较差的生产问题,进行了钒渣精粉造球与烘干技术研究。实验室与工业试验结果表明:采用粘结剂A制备的粘结溶液作为压球添加剂,控制钠化反应时间3～4 h,反应温度为85～95℃,钒渣精粉粒度-120目(124μm)占比≥80%,湿搅拌时间10～15 min,下料量1.5～2.0 t/h,湿球含水率为6%～8%,采用阶梯烘干制度(100～150℃为20 min,250～300℃为20 min),干球团含水率为0.50%以下,干球团强度为45～60 N/个,达到了球团钠化焙烧工艺要求。     

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。     

高钙高磷钒渣焙烧浸出的研究

以攀钢集团所产高钙高磷钒渣为原料,针对高钙高磷钒渣不能直接采用现有产业化提钒工艺进行生产的现状,采用"钙化焙烧-碳酸钠浸出"工艺进行了高钙高磷钒渣提钒试验研究。考察了焙烧温度、焙烧时间、浸出温度、浸出时间、浸出剂浓度、液固比对钒转浸率的影响,并进行了稳定试验。通过试验获得的最佳工艺参数:焙烧温度为860℃,焙烧时间为80~120 min,碳酸钠溶液浓度为10%,浸出温度为95℃,浸出时间为100~120 min,液固比为4∶1 ml·g~(-1)。结果表明:通过钙化焙烧-碳酸钠浸出能够使高钙高磷钒渣中钒的转浸率达到约90.69%,浸出液中的P,Cr等杂质含量符合在碱性条件下沉偏钒酸铵的要求。相比钠化焙烧-水浸提钒工艺,"氧化焙烧-碳酸钠浸出"工艺能够保证高钙高磷钒渣有较高的钒浸出率,消除了焙烧过程中Ca O对钒转化率的影响,减少了由于除P造成的钒损失,对高钙高磷钒渣的产业化提钒具有重要意义。     

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。     

钒铬渣氧化钙化焙烧-酸浸提钒实验研究

通过计算钒铬渣氧化钙化焙烧的反应Gibbs自由能,对其过程进行理论分析,结果表明,钒铬渣氧化钙化焙烧过程生成钒酸钙要比生成铬酸钙在热力学上更有优势,可以控制一定的工艺条件,使钒铬渣中V先提取出来,达到V与Cr分离的目的。通过对钒铬渣氧化钙化焙烧-酸浸工艺的正交实验研究,探讨钙化时间、氧化时间、钙比和焙烧温度对V、Cr转浸率的影响;结果表明,影响V转浸率的因素按主次排序依次是:钙比焙烧温度钙化时间氧化时间。进一步采用单因素实验研究了钙比和焙烧温度对V、Cr转浸率的影响;结果表明,适宜的优先提钒工艺参数为:焙烧温度1 000℃,钙比1.2,氧化时间2h,钙化时间2h,在此条件下V转浸率可达85.76%,Cr转浸率为14.61%。     

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。